浅述长度量具中部分测量面的修理方法

浅述长度量具中部分测量面的修理方法甘肃省计量研究院高宇海吴喜军在长度量具中，测量面由于形状和位置误差影响测量结果，因此对测量面的修理是量具修理中极其重要的环节，其中大多数测量面采用常规方法或专用研磨器即可修好，而有些测量面由于其特殊性，修理中存在一定的困难，本文就这部分测量面的修理方法进行浅述。1、量杆类球形测量面的修理该类测量面常见的有内径量表测头、内径千分尺测微头和接长杆等球测量面，其修理的主要原因是测量面锈蚀严重或测头表面磨凸，导致测量时两个方向的转折点不能重合。修理这类测量面时，为避免夹伤量杆，可用软质材料如棉布、橡胶皮包裹衬在量杆上，然后装夹在车床、钻床等旋转运动机器的主轴上，转速设置不宜过大，一般低速或中速即可。粗研时可手拿相应粗细的氧化铝油石，根据球形测量面的曲率半径从垂直测头方向至量杆方向来回摆动一定的角度，并施加一定的研磨力，精研或抛光时可选择相应粒度的金相砂纸附在一块平整的长方形木块上（该木块大小视使用者方便而定），在摆动同时应不断变换砂纸的研磨部位以提高效率。在研磨中要注意控制摆动角度和摆动速度，通过摆动的包络线形成圆弧面，不能停留在一个角度以免形成锥面。2、量杆类平面形测量面的修理该类测量面典型的是大型外径千分尺的测杆和可换测砧的测量面，由于无相应研磨器，当其测杆和可换测砧的测量面因平面度或平行度超差需要修理时可采用V形铁作靠铁研磨，该V形铁中作为辅助研磨的端面平面度用刀口尺检查应无光隙。修理前首先要测量出测量面上因平面度或平行度超差需磨去的量并对需研磨的部位做好标记，然后将量杆夹在V形铁上，用刀口尺检查，通过在V形角两侧面与量杆之间夹一定厚度的纸片，使量杆测量面上不需要磨去的部分与V形铁的端面共面，需要磨去的部分则凸出V形铁端面，然后固紧量杆，根据研磨程度选用相应粗细的金刚砂或金刚石粉与煤油混合后在平板上研磨（钢质测量面采用金刚砂，硬质合金测量面采用金刚石粉）。为避免研磨过量或研磨不足，必须根据光隙量耐心调整纸片厚度以控制研磨量的大小。该方法同样适用于内径千分尺接长杆平测量面的修理。3、游标卡尺内量爪测量面的修理游标卡尺内量爪主要有刀口形和圆弧形两种，实际工作中常因两量爪平行度超差或在任意方向测得尺寸大于或等于沿平行于尺身方向测得的基本尺寸而需要修理。对于刀口内量爪测量面的修理，若采用环状研磨器，由于两量爪错开一定的距离，研磨时测量面上的压力不好均衡，且研磨器使用一段时间后其内圆柱度误差等因素使研磨效果并不好。而采用油石修磨简单方便。修理前，首先通过敲击法（注意敲击的正确部位以免打断量爪）增加修磨余量，然后将卡尺夹在台钳上或用左手拿着放在工作台上，使被研磨测量面朝上，根据研磨程度选用不同粗细的油石，用右手拇指和中指拿着油石并以食指在油石上面施加一定的研磨力，以水平面为基准在竖直方向上下25°左右摆动研磨。粗研时通过手指控制好压力，先使压力偏向磨去的部分修磨，再使压力均衡整个测量面修磨。先修好主尺内量爪测量面，其直线度可用5等10mm量块的工作面检查应无光隙。然后再同时修理游标内量爪测量面的直线度及两量爪测量面间的平行度。由于刀口内量爪测量面较小，研磨中极易出现研偏现象，故要随研随检查内量爪的尺寸并根据量爪之间光隙量的均匀性，粗研至两测量面大致平行后，再用较细的油石精研至要求的尺寸偏差内，油石宽度伸出测量面不要太长，最好齐平，此时右手放松，速度放慢，手劲要均衡，保持油石平稳并且经常掉换油石180°方向研磨。圆弧形内量爪由于无法通过敲击增加修磨余量，其基本尺寸采用实测尺寸并取整至0.1mm，修理的基本要求是两量爪圆弧面中间母线最高且两母线平行。其研磨方法与刀口内量爪基本相同，主要区别有三点，（1）由于圆弧形量爪测量面及其曲率半径较大，因此研磨时油石在竖直方向应摆动较大的角度，（2）精研时由于油石宽度常常小于测量面长度，故研磨时除上下摆动外，还需沿测量面方向来回移动以便均匀研磨整个测量面，（3）当测量面研好后，可用金相砂纸贴合在测量面上，用两手拉着来回研磨以进行抛光。需要注意的是研磨中所用的油石必须平整，否则可将油石放在平板上，用金刚砂、煤油混合研平。4、游标卡尺主尺端面及其测深尺基面的修理对于测量范围在（0～150）mm以下的游标卡尺，在其背面常常附带测深尺，其以主尺端面为基准面。由于测深尺基面磨损以及研磨卡尺外量爪测量面等原因导致测深尺变短以及主尺端面锈蚀、磨损，给测量深度带来因零位产生的系统误差。为保证测深尺基面与主尺端面的共面，该两工作面需同时研磨，而且一般是卡尺修理的最后环节。修理前先合拢量爪检查测深尺是否变短，若变短可用榔头敲击测深尺端部，使其塑性变形延长至与主尺端面齐平或稍高一些，然后将卡尺在靠铁上固定，在氧化铝油石上粗研至用刀口尺检查测深尺基面与主尺端面在同一平面上且光隙量均匀，再选择较细的油石精研以提高表面粗糙度。在研磨中应保持卡尺平稳移动不能有任何晃动以免研磨中形成凸面，所用油石也应平整。5、游标高度卡尺量爪测量面的修理高度卡尺量爪测量面常因平面度或与底座工作面的平行度超差需要修理，修理前，必须先保证底座工作面的平面度及主尺与底座工作面的垂直度合格。然后将高度尺放在3级以上平板上，以其底座为基准面。为研磨方便，使量爪靠近平板一边角，在量爪测量面正下方的平板上放一块Φ60mm的卡尺研磨器作为辅助面，用3秒胶将高度卡尺底工作面和Φ60mm研磨器固定在平板上，然后用Φ30mm的卡尺研磨器在量爪测量面与Φ60mm的研磨器之间研磨，其上面根据材质及研磨程度用相应粗细的金刚砂或金刚石粉混合煤油、硬脂涂匀，下面涂以机油或煤油起润滑作用。左手轻压量爪，右手同研磨卡尺外测量面一样，手和研磨器应放平、用力，边研边转动研磨器，使其均匀受磨。为保证研磨效果Φ30mm、Φ60mm研磨器平面度用刀口尺检查无光隙或光隙均匀，平行性在允差（1/1000～2/1000）m/m范围内，平板与高度尺底座工作面及Φ60mm研磨器的结合面之间应无毛刺、灰尘。上述各种测量面的修理方法，仅仅利用了其它一些量具测量面修理时的工具，并不需要制作专用辅助工具，而且经过笔者多次实践证明，各测量面经过修理后完全能符合检定规程的要求，因此是简单方便可行的实用修理方法。