哈爾濱量具刃具集團有限責任公司 （黑龍江 150040） 周 萍

1.產(chǎn)品介紹

表式大型千分尺（以下簡稱大千分尺）結構如圖1所示，是由大外徑千分尺和百分表組成的通用外徑尺寸測量器具，特別適用于重型機械廠或礦山機械廠等大中型工件尺寸的測量。其測微頭量程25mm，分度值0.01mm，百分表量程10mm，分度值0.01mm，每一規(guī)格大千分尺均附有校對柱、量桿、接合套，使用時選好一長一短校對柱及量桿組成25mm的尺寸分段所測尺寸。主要優(yōu)點是：大千分尺測量面全部鑲有硬質合金，提高了千分尺使用壽命，尺架采用冷拔無縫薄壁鋼管焊接而成，外形美觀，重量輕，該尺架已獲得國家專利，外表面塑料噴涂抗劃傷，防銹性能強；用校對柱、測微頭及量桿做尺寸的調整，來實現(xiàn)1 ～3m測量范圍之每種規(guī)格量程為500mm的尺寸測量；用百分表進行比較測量，讀數(shù)更直觀、方便、準確。

2.測量面精度指標檢測

大千分尺測量面精度指標包括測量面的平行度和測量面的偏位。1 ～3m大千分尺測量面的平行度測量，一般采用兩端鑲有偏心鋼珠的平行量桿來測量。使用時量桿要在兩端支撐，因量桿的自重彎曲變形可產(chǎn)生較大的測量誤差，現(xiàn)按習慣使用的量桿尺寸從500mm開始計算如下：設平行量桿由于自重變形在兩端的轉角各為θ與－θ，則θ=QL3/24EJ，式中Q為量桿主體單位長度重量，L為量桿主體的長度，E為量桿主體材料的彈性模數(shù)，J為量桿主體橫斷面的慣性矩。當量桿主體使用外徑為D、內徑為d的鋼管時，取θ=2.476×10－10×(D2－d2)L3/(D4－d4)，設量桿變形對測量面平行度測量的影響為δ，則有δ=2A·θ，式中A為偏心鋼珠回轉直徑，一般取A=7mm，如表1所示。

由表1可見，上述方法對大千分尺來說是不適用的。雖光學儀器測量可避免上述平行量桿變形問題，但目前生產(chǎn)的光學千分尺平行度檢查儀尺寸較小，還受使用中千分尺量面反光能力的限制，解決不了大千分尺的平行度測量，設備費用也較高。

在大千分尺行業(yè)標準（JB/T 10007—1999）中對測量面錯位有嚴格的要求，但缺少適當?shù)臏y量方法，普通的測量方法是在成90°的兩個方向上，把大千分尺用幾個千斤頂架起來，調整后用表測量。但該方法對測量3m大千分尺的測量面錯位極不方便。本文提出一種新的測量方法，可在大千分尺的使用現(xiàn)場或存放現(xiàn)場同時測出大千分尺的測量面平行度和測量面錯位。

表1

使用一端中心鑲有鋼珠的帶表量桿，用接套與大千分尺測砧相聯(lián)接，保持在測量面中心附近與鋼珠接觸，如圖2所示。量桿的另一端裝有指示表，隨偏心環(huán)而移動至測頭測量面的上端與下端（要留出邊緣），并在指示表上讀出兩端讀數(shù)差（以上端為0），記為a1，采用同樣方法讀出測頭量面上前后兩端讀數(shù)差（以前端為0），記為b1，如圖3所示。

圖2

圖3

測頭每轉90°測量一次，各次讀數(shù)差記為a2、b2；a3、b3；a4、b4。然后將量桿調換方向，左測砧一方測量，記為a5、b5。將各組數(shù)記入表格，按表格計算即可得出大千分尺測量面平行度和測量面錯位數(shù)值。

例如，尺號：××××，測頭直徑D=8mm，測量范圍1500 ～2000mm，移動距離C=6mm，量桿長度：L=1980mm。如表2和表3所示。

計算測量面平行度時，是使用大千分尺測頭與測砧兩測量面各自對測量面中心連線的傾斜數(shù)值相加ai′= ai+ a5，bi′= bi+ b5，取e=SQRT(a2′+b2′)，得該組位置上應有最大差值。取四組數(shù)中最大值計算測量面平行度，計算式中指示表在測量面上的移動距離C就是偏心環(huán)上偏心孔的回轉直徑，也可在偏心環(huán)上測出，因移動距離C小于大千分尺測量頭直徑D，所以合計值e還要乘以D/C。

表2 （單位：μm）

表3 （單位：μm）

如圖4所示，計算量面錯位時，取相差180°的兩組數(shù)據(jù)平均值，這樣就消除了測量面與測頭不垂直的影響，再取平方和開方，得到該兩組位置上已除去測量面不垂直因素后應有最大差值f1、f2，差值f取平均值f=(f1+f2)/2，并除以1000變?yōu)閙m單位，乘以L/C得到測量面錯位值Δ=f·L/1000C，推導如下

圖4

在實際應用時也可不用表格計算，而是在大千分尺測頭和測砧上找個最差方向測量即可（與其垂直方向數(shù)據(jù)作為0），這樣在測量平行度時使用兩端測得的一組數(shù)據(jù)，直接相加得e, p=e·D/C。在測量錯位時，使用相差180°的兩數(shù)平均得f，即可求出Δ。

3.使用方法及注意事項

大千分尺校對零位應根據(jù)被測工件的標稱尺寸選擇校對柱或量桿及接合套，松開制動螺絲和鎖緊裝置，調整測微頭使其對準零位或25mm處后緊固鎖緊裝置，再調整活動測砧使百分表由自由狀態(tài)壓入1mm左右后鎖緊制動螺絲，最后調整百分表使指針歸零。測量時根據(jù)工件尺寸松開鎖緊裝置，旋轉微分筒至所需尺寸后再緊鎖，輕微擺動尺架找到百分表指針拐點，則被測工件尺寸L＝校對柱尺寸+量桿尺寸+大千分尺讀數(shù)±百分表轉動量（指針順時針轉動時取+號，逆時針轉動時?。枺?。大千分尺以25mm處校對零位時，被測工件尺寸為：L－25mm。正確地使用、合理地維護，對延長千分尺的使用壽命和保證其測量精度有著積極作用，使用時要注意：校對柱平面應與量桿球面接觸；測量軸的中心線應與被測長度方向一致，不要歪斜；大千分尺測量與校對零位時的支持姿勢應相同，以避免尺架變形所引起的測量誤差。使用完畢后，應涂防銹油，置于陰涼干燥環(huán)境中，妥善保管。