第二節(jié)　外徑千分尺

一、主要用途

外徑千分尺常簡稱為千分尺，它是比游標(biāo)卡尺更精密的長度測量工具，主要用于測量零件的外尺寸，如長度、高度、直徑等，可以準(zhǔn)確讀出0.01mm的數(shù)值，在機(jī)車檢修中，主要用于測量各種軸外徑。從讀數(shù)方式上來看，常用的外徑千分尺有普通式、帶表式和電子數(shù)顯式三種類型。

二、基本結(jié)構(gòu)

1.外徑千分尺，主要由固定的尺架、測砧、測微螺桿、固定套管、微分筒、測力裝置、鎖緊裝置等組成。固定套管上有一條水平線，這條線上、下各有一列間距為1mm的刻度線，上面的刻度線恰好在下面兩相鄰刻度線中間。微分筒上的刻度線是將圓周分為50等分的水平線，它是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的。普通式、帶表式和電子數(shù)顯式外徑千分尺基本結(jié)構(gòu)分別如圖1-26～圖1-28所示。

2.公法線千分尺，主要用于測量外嚙合圓柱齒輪的兩個不同齒面公法線長度，也可以在檢驗切齒機(jī)床精度時，按被切齒輪的公法線檢查其原始外形尺寸。公法線千分尺與外徑千分尺的結(jié)構(gòu)基本相同，不同之處僅在于測砧2與活動測砧3為圓盤形。有的制成半圓盤形或僅制成圓盤的一部分，如圖1-29所示中的10。圓盤的直徑通常為25mm或30mm。測量下限為25mm及其以上的公法線千分尺應(yīng)帶有校對用的量桿，如圖1-26中的9。圖1-29、圖1-30分別是普通和帶數(shù)顯的公法線千分尺示意圖。

3.壁厚千分尺如圖1-31所示。主要用于測量精密管形零件的壁厚。壁厚千分尺的測量面鑲有硬質(zhì)合金，以提高使用壽命。

4.螺紋千分尺如圖1-32所示。主要用于測量普通螺紋的中徑。螺紋千分尺的結(jié)構(gòu)與外徑千分尺相似，所不同的是它有兩個特殊的可調(diào)換的量頭1和2，其角度與螺紋牙形角相同。

三、測量原理

根據(jù)螺旋運(yùn)動原理，當(dāng)微分筒（又稱可動刻度筒）旋轉(zhuǎn)一周時，測微螺桿前進(jìn)或后退一個螺距（0.5mm）。這樣，當(dāng)微分筒旋轉(zhuǎn)一個分度后，它轉(zhuǎn)過了1/50周，這時螺桿沿軸線移動了1/50×0.5mm=0.01mm，因此，使用千分尺可以準(zhǔn)確讀出0.01mm的數(shù)值。

刻度原理：①固定套筒最小刻度間隔：1格=0.5mm

②微分套筒最小刻度間隔：1格=0.01mm

微分套筒旋轉(zhuǎn)一周，測桿軸向位移為0.5mm，即：固定套筒刻度1格，如圖1-33所示。

四、使用方法

1.零位校準(zhǔn)

（1）零位是否校準(zhǔn)。

步驟一：松開鎖緊裝置，清除油污；

步驟二：確認(rèn)測砧與測微螺桿間接觸面清洗干凈。

（2）微分筒端面是否與固定套筒的零刻度線重合。

重合標(biāo)志：微分筒端面與固定刻度零線重合，同時可動刻度零線與固定刻度水平橫線重合。

不重合時的處理方法：先旋轉(zhuǎn)旋鈕，至螺桿快接近測砧時，旋轉(zhuǎn)測力裝置，當(dāng)螺桿剛與測砧接觸時會聽到“咔、咔、咔”的聲音，停止轉(zhuǎn)動確認(rèn)是否完全重合，若兩零線仍不重合，應(yīng)送計量室進(jìn)行檢定維修（可將固定套管上的小螺栓松動，用專用扳手調(diào)節(jié)套管的位置，使兩零線對齊，再把小螺栓擰緊。不同廠家生產(chǎn)的千分尺的調(diào)零方法有所差異，這里僅是其中一種調(diào)零方法）。

注意：檢查千分尺零位是否校準(zhǔn)時，要使螺桿和測砧接觸，偶爾會發(fā)生向后旋轉(zhuǎn)測力裝置兩者不分離的情形。這時可用左手手心用力頂住尺架上測砧的左側(cè)，右手手心頂住測力裝置，再用手指沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)旋鈕，可以使螺桿和測砧分開。

2.讀數(shù)方法

（1）先以微分筒的端面為準(zhǔn)線，讀出固定套管下刻度線的分度值。

（2）再以固定套管上的水平橫線作為讀數(shù)準(zhǔn)線，讀出可動刻度上的分度值，讀數(shù)時應(yīng)估讀到最小度的十分之一，即0.001mm。

（3）如微分筒的端面與固定刻度的下刻度線之間無上刻度線，測量結(jié)果即為下刻度線的數(shù)值加可動刻度的值。

（4）如微分筒端面與下刻度線之間有一條上刻度線，測量結(jié)果應(yīng)為下刻度線的數(shù)值加上0.5mm，再加上可動刻度的值。

外徑千分尺讀數(shù)示例，如圖1-34所示。

3.外徑千分尺零誤差的判定

校準(zhǔn)好的千分尺，當(dāng)測微螺桿與測砧接觸后，可動刻度線上的零線與固定刻度上的水平橫線應(yīng)該是對齊的，如圖1-35（a）所示。如果沒有對齊，測量時就會產(chǎn)生系統(tǒng)誤差——零誤差。如無法消除零誤差，則應(yīng)考慮它們對讀數(shù)的影響。

（1）可動刻度的零線在水平橫線上方，且第x條刻度線與橫線對齊，即說明測量時的讀數(shù)要比真實(shí)值小x/100mm，這種零誤差叫做負(fù)零誤差，如圖1-35（b）所示。

（2）可動刻度的零線在水平橫線下方，且第y條刻度與橫線對齊，則說明測量時的讀數(shù)要比真實(shí)值大y/100mm，這種誤差叫正零誤差，如圖1-35（c）所示。

對于存在零誤差的千分尺，測量結(jié)果應(yīng)等于讀數(shù)減去零誤差，即物體直徑=固定刻度讀數(shù)+可動刻度讀數(shù)-零誤差。

4.使用方法

（1）將被測工件擦拭干凈。

（2）調(diào)整測量間距，將被測量工件放入測砧和測微螺桿之間并緊貼。

（3）調(diào)微分筒，使工作面快接觸到被測件后，順時針方向繼續(xù)旋轉(zhuǎn)測力裝置直到使兩測量面輕輕地接觸。

（4）調(diào)測力裝置，直到聽到三聲“咔、咔、咔”時停止。

（5）旋緊鎖緊裝置（防止移動千分尺時螺桿轉(zhuǎn)動），即可讀數(shù)。

（6）逆時針方向旋轉(zhuǎn)測力裝置，拿出外徑千分尺。

（7）旋轉(zhuǎn)測力裝置，將外徑千分尺歸零位。

（8）將外徑千分尺輕輕放入包裝盒內(nèi)，并合上蓋子。

外徑千分尺使用示例如圖1-36所示。

5.公法線千分尺使用

（1）選擇千分尺的規(guī)格。根據(jù)被測齒輪的頂圓直徑選擇公法線千分尺的規(guī)格。

（2）公法線千分尺使用前應(yīng)校對零位，方法與外徑千分尺相同，測量范圍大于25mm的，則應(yīng)用校對量具校對其零位。

（3）公法線千分尺的測砧為圓盤狀，測量面的平面度、平行度和表面粗糙度要求較高，使用時應(yīng)特別注意。使用測力裝置，則可避免由于測力過大或不均而使圓盤變形，增大測量誤差。

（4）測量公法線長度時，若用量塊為標(biāo)準(zhǔn)以比較法測量，則可提高測量精度。

（5）公法線長度W與模數(shù)m、壓力角α和齒數(shù)Z有關(guān)，為減少壓力角誤差對測量結(jié)果的影響，測量時要求公法線千分尺的兩個測量平面在分度圓上與齒面接觸，以避開齒形修緣部分和過渡曲線，為此必須正確選用跨測齒數(shù)n。

（6）跨測齒數(shù)n必須選擇適當(dāng)。如果跨齒數(shù)太多，則公法線千分尺兩測量平面與齒輪頂部接觸；如果跨齒數(shù)太少，則公法線千分尺兩測量平面與齒輪的根部接觸。這兩種情況的測量數(shù)據(jù)均不正確。一般宜選擇n=Z/9，即跨測齒數(shù)為被測齒輪齒數(shù)的1/9。

（7）測量時不要使公法線千分尺測量面在其邊緣0.5mm處與齒面接觸，盡可能接觸在里面一些。因為測量面0.5mm處允許有塌邊，同時由于測力影響，如在邊緣接觸，測量面變形就較大，使測量誤差加大。

（8）為了測量準(zhǔn)確，可在沿齒圈大致成120°角的三個位置上測量三次，并取三次測量的平均值作為公法線長度的最終結(jié)果。測得的公法線實(shí)際長度與公稱長度之差即為公法線長度誤差。

五、維護(hù)保養(yǎng)與注意事項

1.輕拿輕放；嚴(yán)禁將千分尺隨意亂扔在機(jī)器上、地上，以免影響千分尺性能。

2.將測砧、微分筒擦拭干凈，避免切屑粉末、灰塵影響。

3.將測砧分開，擰緊固定螺栓，以免長時間接觸而造成生銹。

4.不得放在潮濕、溫度變化大的地方。

5.禁止用千分尺測量運(yùn)轉(zhuǎn)或高溫物件。

6.嚴(yán)禁用千分尺當(dāng)卡鉗用或當(dāng)錘子用敲擊他物。

7.使用千分尺測量零件尺寸時，必須注意以下幾點(diǎn)：

（1）調(diào)整零位：0～25mm的直接用后面的棘輪轉(zhuǎn)動對零，25mm以上的，用調(diào)節(jié)棒調(diào)節(jié)零位。

（2）測量外徑時，在最后應(yīng)該活動一下千分尺，不要偏斜。

（3）在對零位和測量的時候，都要使用棘輪，這樣才能保持千分尺使用的擰緊力。

（4）測量前應(yīng)把千分尺擦干凈，檢查千分尺的測桿是否有磨損，測桿緊密貼合時，應(yīng)無明顯的間隙。

（5）測量時，零件必須在千分尺的測量面中心測量；眼睛應(yīng)與外徑千分尺表盤保持35～50cm的距離，眼睛應(yīng)與千分尺保持45°傾斜角。

（6）測量時，用力要均勻，輕輕旋轉(zhuǎn)棘輪，以響三聲為旋轉(zhuǎn)限度，零件保持要掉不掉的狀態(tài)。

（7）用千分尺測量零件時，最好在零件上進(jìn)行讀數(shù)，放松后取出千分尺，這樣可以減少對砧面的磨損；如果必須取下讀數(shù)時，應(yīng)用制動器鎖緊測微螺桿后，再輕輕滑出零件，把千分尺當(dāng)卡規(guī)使用是錯誤的，因這樣做會使測量面過早磨損，甚至?xí)箿y微螺桿或尺架發(fā)生變形而失去精度。

（8）為了獲得正確的測量結(jié)果，可在同一位置上再測量一次，尤其是測量圓柱形工件時，應(yīng)在同一圓周的不同方向測量幾次，檢查工件有沒有圓度誤差，再在全長的各個部位測量幾次，檢查工件有沒有圓柱度的誤差等。

（9）測量零件時，零件上不能有異物，并在常溫下測量。

（10）使用時，必須輕拿輕放，不可掉到地上。

8.如長時期不使用千分尺，應(yīng)進(jìn)行防銹處理后裝入產(chǎn)品盒。

9.應(yīng)按規(guī)定定期送計量部門進(jìn)行檢定，合格方可使用。