大量面固定测头千分尺精度分析

　　我公司研发了一种分度值为0. 01mm，测量范围为100-200mm 的大量面固定测头千分尺。该产品的优点是可以测量大螺距产品的外径以及测量点不在同一轴线上但能在平行线上的产品测量，大量面固定测头千分尺的结构如图1 所示，它的测微装置千分测头与普通外径千分尺千分测头装置相同。不同之处是测砧与尺身部分，根据它所需要测量大的蜗杆外径及大盘铣刀宽度等尺寸的特点，测砧采用铬轴承钢材料GCr15，制成大横测板结构的测砧，并且在测砧外表面镀铬，测量面的硬度为62HRC。

　　根据用户使用需要来测量蜗杆的外径以及大盘铣刀宽度等尺寸，并且被测零件的精度等级为6 级。再根据测量不确定度的1/3 原则，以被测零件的极限尺寸作为验收极限，并且按被测零件的尺寸公差来确定计量器具的精度，因此确定了大量面固定测头千分尺的示值误差为0. 007mm。

　　因为在千分尺上传动链中各构件的误差对示值误差均有影响，为了使大量面固定测头千分尺的设计满足用户所需准确度的要求，设计时必须对千分尺上传动链中各构件的精度进行分析。下面对千分尺上传动链中各构件的误差进行计算和分析。

　　(1) 测微螺杆螺距误差的影响Δ1

　　测微螺杆螺距误差是由于加工机床在运动中的传动链所产生的误差引起的，因而根据机床的加工精度确定了测微螺杆任意两扣螺纹之间的螺距误差为Δ1= 0. 002mm。

　　(2) 微分筒分度误差的影响Δ2

　　微分筒圆周锥面上均匀刻有50 个分度，且微分筒随测微螺杆旋转一周时，轴向移动的距离为0. 5mm，所以每个分度的分度值为0. 5 /50 =0. 01mm。微分筒每个分度间的刻线间距为

式中，D为微分筒刻线锥面的小端直径，D =15. 9mm。将数据带入上式得

　　(3) 固定套管与微分筒刻线宽度差的影响Δ3

　　固定套管上刻线与微分筒的刻线之间的刻线宽度差应Δ宽≤0. 03mm，因此有

　　(4) 固定套管纵刻线与轴线平行度误差的影响Δ4

　　在设计中，允许平行度误差为Δ平行= 0. 03mm，有

　　(5) 视差的影响 Δ5

式中，A 为人的眼睛与千分尺刻度面之间的距离，取A= 250mm。B 为人眼睛偏斜的距离( 两眼之间距离的一半) ，取B=30mm。h 为固定套管与微分筒刻线端面之间的距离，h=0. 4mm。

　　将数据带入上式得

　　(6) 测力变化的影响Δ6

　　通过棘轮机构移动测微螺杆，并作用在测微螺杆测量面与球面接触的测力及测力变化应不大于2N，根据压陷量公式得