■文/任 蓮

千分尺作為制造業(yè)中比較常用的計(jì)量器具，在使用中影響其示值誤差的主要因素是測(cè)量面的平面度和平行度的優(yōu)劣，檢定及調(diào)修千分尺時(shí),要嚴(yán)格檢測(cè)其測(cè)量面的平面度和平行度，并對(duì)不符合要求的進(jìn)行調(diào)整和修理，本文主要詳細(xì)闡明了測(cè)量平面度和平行度的方法，詳析說明了調(diào)修工具和方法，保證千分尺工作示值誤差符合規(guī)程要求。

千分尺（micrometer）又稱螺旋測(cè)微器、螺旋測(cè)微儀，是機(jī)械制造業(yè)比較常用的測(cè)量工具，分度值為0.01mm，能估讀到0.001mm，測(cè)量范圍能達(dá)到500mm。它的主要結(jié)構(gòu)是一加工成螺距為0.5mm的螺紋螺桿，當(dāng)螺桿在帶有mm刻度固定螺套中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將前進(jìn)或后退，活動(dòng)套管和螺桿連成一體，其周邊等分成50個(gè)格。螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)的一周正好為固定螺套上一個(gè)刻度間隔0.5mm，不足一周的部分由活動(dòng)套管周邊的刻線去測(cè)量，最終測(cè)量結(jié)果還需估讀到0.001mm位，所以稱之為千分尺。在我們?nèi)粘z定和校準(zhǔn)千分尺工作中，主要依據(jù)為JJG21-2008《千分尺》，其中計(jì)量特性中有對(duì)測(cè)量面的平面度的嚴(yán)格要求，如對(duì)外徑千分尺測(cè)量面的要求應(yīng)不大于0.6um，數(shù)顯外徑千分尺測(cè)量面的平面度應(yīng)不大于0.3um，所以，我們?cè)谌粘z定工作中，應(yīng)能高效準(zhǔn)確地檢測(cè)出測(cè)量面的平面度，而且在測(cè)量面的平面度不符合規(guī)程要求的情況下，能修理調(diào)整合格，使我們計(jì)量工作能更好地服務(wù)企業(yè)要求。

1.千分尺測(cè)量面的平面度測(cè)量

千分尺的測(cè)量面平面度的平晶檢測(cè)方法，平晶即平面平晶，其工作面是理想平面，平晶是利用光波干涉現(xiàn)象，將微小幾何形狀誤差變?yōu)楦缮鏃l紋進(jìn)行讀數(shù)的測(cè)量平面度和直線度的工具，我們?cè)跈z定千分尺時(shí)用的通常為1級(jí)平面平晶。檢測(cè)時(shí)將平晶工作面和被檢測(cè)量面用航空汽油擦凈后，把平晶工作面靠在被測(cè)面上，當(dāng)被測(cè)面是理想平晶時(shí)則平晶工作面與被測(cè)面緊密接觸，沒有空氣層，所以看到的干涉條紋為平直狀，如果被測(cè)面不是理想平面，平晶工作面與被測(cè)面之間有空氣層，于是我們看到的不是平行明暗交替的干涉條紋，而變成了圓形多條干涉條紋。被測(cè)面平面度越差，干涉條紋變形越大。當(dāng)偏差大到一定程度時(shí)，就變成光圈，因此，我們可以根據(jù)干涉條紋的形狀或光圈的數(shù)量計(jì)算出被測(cè)平面的偏差量——平面度。如圖1為干涉條紋反映平面度由好到差的3種情況。

根據(jù)干涉條紋計(jì)算平面度，被測(cè)面的平面度δ是由通過平晶直徑方向上干涉條紋的彎曲量（h）相對(duì)于條紋的間距（H）乘以所用光的波長(zhǎng)（λ）的一半計(jì)算的：

δ=

根據(jù)光圈計(jì)算平面度。當(dāng)干涉條紋的彎曲量等于干涉條紋的間距，即h=H時(shí)，干涉條紋就變成光圈：

=N=1，根據(jù)光圈計(jì)算平面度時(shí)，在光圈大于1的情況下，是取平晶直徑方向上光圈數(shù)最多的光圈數(shù)（N）乘以所入光的一半為平面度δ=N

2.千分尺測(cè)量面的平行度的測(cè)量

對(duì)于100mm以下的千分尺測(cè)量面平行度檢定,通常我們使用平行平晶，將平行平晶放在千分尺兩測(cè)量面間，使千分尺兩測(cè)量面與平行平晶兩個(gè)工作面接觸，接觸面之間產(chǎn)生干涉條紋，以平行平晶兩工作面上產(chǎn)生的干涉條紋數(shù)代入（m+n）r/2公式計(jì)算平行性。（其中，m，n為兩測(cè)量面上產(chǎn)生的干涉條紋數(shù)；r為所用光源的波長(zhǎng)）。檢定需要四塊平行平晶，其尺寸彼此差值相當(dāng)于微動(dòng)螺桿四分之一周，依次使四塊平行平晶與千分尺測(cè)量面接觸，并調(diào)到干涉帶條數(shù)為最少時(shí)進(jìn)行讀數(shù)，最后以四塊平行平晶在千分尺兩測(cè)量面產(chǎn)生干涉條紋數(shù)最多的一塊作為千分尺的平行度。

對(duì)于大于100mm以上的千分尺測(cè)量面平行度檢定通常我們使用量塊，用對(duì)應(yīng)千分尺測(cè)量范圍的量塊放在千分尺兩測(cè)量面間，用量塊同一個(gè)位置對(duì)千分尺測(cè)量面的上下左右四個(gè)位置上分別讀數(shù)，并求出差值，其中最大值即為被檢千分尺的測(cè)量面平行度。

3.千分尺測(cè)量面的平面度超差和千分尺測(cè)量面間的平行性超差的調(diào)修

千分尺兩測(cè)量面的平面度與平行度不合格，通常是研磨修復(fù)，三塊以上研磨器、W2-W10研磨膏、煤油、平面度和平行度合格的測(cè)微螺桿等設(shè)備組成調(diào)修工具，用平面度優(yōu)于0.3um,且測(cè)量面與螺桿軸心磨器，保持平衡均勻用力，研磨器的前后推動(dòng)并上下拉動(dòng)，均勻旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；將原測(cè)微螺桿旋入，以研磨合格的固定測(cè)砧測(cè)量面為基準(zhǔn)，按上面方法研磨測(cè)微螺桿測(cè)量面，研磨工作如圖2所示。

對(duì)于測(cè)量范圍在300毫米以上千分尺有些測(cè)砧是可調(diào)的，測(cè)量面的平面度與平行性的修理可以將測(cè)砧測(cè)量面、測(cè)微螺桿測(cè)量分別研磨，大尺寸千分尺測(cè)微螺桿同樣也是（0-25）mm的，可以將測(cè)微螺桿拆下旋入標(biāo)準(zhǔn)的（0-25）mm千分尺內(nèi)，研磨測(cè)微螺桿測(cè)量面的平面度和平行度，研磨好再旋入待修大尺寸千分尺內(nèi)測(cè)量平面度和平行度，進(jìn)行測(cè)砧平面度研磨和調(diào)整，最后檢定。這是傳統(tǒng)手工研磨方法，非常有效，但不易操作，目前也有很多自動(dòng)型研磨機(jī)進(jìn)行平面度和平行度的調(diào)修，有條件的單位也可以配置千分尺測(cè)量面平行度檢查儀等專用測(cè)量器具。垂直度已得到驗(yàn)證的測(cè)微螺桿取代原千分尺測(cè)微螺桿，并以其測(cè)量面為基準(zhǔn)；在研磨器的一面均勻涂上用煤油和研磨膏，另一面只涂潤(rùn)滑劑；然后將研磨膏的一面與待修千分尺固定測(cè)砧測(cè)量面相接觸，另一面接觸測(cè)微螺桿測(cè)量面作為基準(zhǔn)，這樣可使其兩測(cè)量面保持平行，研磨時(shí)，大拇指、食指、中指捏住研

千分尺測(cè)量面的平面度和平行度是示值誤差的主要引入方面，是我們?nèi)粘z定工作中主要關(guān)注的要點(diǎn)，根據(jù)多年從事千分尺修理方面的知識(shí)，相關(guān)人員目前正在著手設(shè)計(jì)大尺寸外徑千分尺研磨夾具，以便能不拆卸測(cè)微螺桿直接研磨。