可调式外径千分尺组合研磨器的研制与应用

　　1 引言

　　外径千分尺在使用过程中,两个测量面会产生磨损,严重时会造成测量面的平面度、平行度和表面粗糙度超差。对于超差的千分尺测量面,传统的修理方法是用尺寸分别为(A为千分尺的测量上限,P为千分尺丝杆的螺距)的4个研磨器(见图1,其精度要求见表1),用手工或机械方式进行研磨,以修复千分尺测量面的精度。但是,作为修复千分尺测量面精度的基准,研磨器本身在修理过程中也会磨损,当磨损到一定程度时,就需要对其进行修理,使平面度和平行度恢复到要求的精度范围内。因此,修理千分尺研磨器是量修人员经常要做的工作。小尺寸研磨器的修理相对比较容易,而高度100mm以上的大尺寸研磨器修理难度则较大[2]。可调式千分尺组合研磨器(以下简称组合研磨器)的研制与应用,能够大大减少研磨器的数量,降低研磨器的修理难度,同时可以节约达量时间。

　　2 组合研磨器的设计

　　(1)结构原理

　　组合研磨器的结构如图2所示,它由上研磨块、下研磨块和调节器组合而成。调节器又由套筒、调节螺杆、导销和紧固螺钉组成。组合研磨器利用螺旋进给,采用大螺距轴向快速大尺寸调整原理,形成研磨器所需尺寸,并在调节器套筒上口圆周180b对称位置上,各刻有?5条刻线,与调节器轴上的一条刻线进行小尺寸调节,以保证研磨器尺寸差(P/4)的精确微调。

　　(2)尺寸及精度设计

　　现以调节器最小尺寸A=125mm为例进行分析。调节器的调节范围设计为50mm,正好是两个千分尺尺寸段的范围。上下两个研磨块尺寸之和为2×12.5=25mm是一个千分尺的尺寸段,加起来为三个千分尺的尺寸段。组合研磨器的精度要求为:研磨块和调节器的组合平行度为6um,分解平行度为调节器3um,上下研磨器各1.5um,根据平行度误差的累积原理[3],上下研磨块研合到调节器两端面后的组合平行度不会大于6um。以图2所示组合研磨器为例,当调节尺寸为0时,其组合尺寸为125+25=150mm,此时可修理125-150mm的千分尺;当调节尺寸为25mm时,其组合尺寸为150+25=175mm,可修理150-175mm的千分尺;当调节尺寸为50mm时,组合尺寸为175+25=200mm,可修理175-200mm的千分尺。也就是说,一个可调组合研磨器可修理3个尺寸段的千分尺,并且只需使用上、下两个研磨块,而如需修理这两个研磨块本身的平面度与平行度时,每个也只需修磨一个工作面[4]。与之相比,若使用图1所示的传统研磨器,3个尺寸段的千分尺要用12个研磨器,并且需要修理24个工作面。

　　从修理难度来看,组合的上、下研磨器高度仅为12.5mm,要修磨到1.5um的平行度是比较容易的。而要将高度尺寸分别为150mm、175mm、200mm的传统研磨器修磨到3Lm的平面度和6um的平行度则是相当困难的,且工作量增大10倍以上。