内径千分尺检测指南

内径千分尺是精密测量孔径、槽宽等内尺寸的常用工具。为确保其测量结果的准确可靠，定期且规范的检测至关重要。以下为完整的检测流程与要点：

一、 检测前准备

  1. 环境要求：
    • 温度： (20±1)°C 为理想标准环境。检测环境温度应稳定，避免阳光直射、热源辐射及气流扰动。被测件与内径千分尺需在检测环境中等温足够时间（通常≥4小时）。
    • 洁净度： 检测区域应清洁、无尘、无振动。
  2. 被测内径千分尺：
    • 清洁测头、测砧工作面和校对环规/量块的测量面，确保无油污、灰尘、毛刺。
    • 检查各部分相互作用：测微螺杆移动平稳、无卡滞；微分筒转动灵活；紧固装置可靠有效；测头安装稳固。
    • 直观检查外观：无锈蚀、碰伤、明显磨损或影响使用的缺陷；刻度清晰。
  3. 标准器准备：
    • 根据内径千分尺测量范围及精度等级，选用相应等级的量块、专用校对环规或坐标测量机等高精度标准器。
    • 清洁标准器工作面。
    • 标准器需在有效校准周期内。
  4. 辅助工具： 干净的绸布、无毛纸、专用夹持工具（若需要）。
 

二、 主要检测项目与方法

  1. 测微头示值误差：

    • 目的： 检测微分筒指示值与测微螺杆实际轴向位移的偏差。
    • 方法：
      • 使用相应尺寸的量块组合（如测量范围为50-600mm的内径千分尺常用41.2mm、51.2mm、121.5mm、191.5mm、291.5mm、491.5mm等）。
      • 将测微头旋至接近量块标称尺寸。
      • 用量块直接校准测微头（需专用夹具或操作非常熟练稳定）。
      • 读取测微分筒上各受检点的示值误差。
    • 要求： 示值误差应符合相应精度等级的国家标准或制造说明书规定（例如：测量上限≤200mm，1级允差通常为±0.004～±0.008mm；测量上限>200mm，允差相应增大）。

  2. 测量面平面度与平行度：

    • 目的： 确保两测头工作面为理想平面且相互平行，减少测量误差。
    • 方法（常用）：
      • 刀口形直尺光隙法： 用刀口形直尺分别紧贴两测头工作面，在不同方向上观察光隙，判断平面度。
      • 平晶光学干涉法： 使用光学平晶贴合测量面，观察干涉条纹形状判断平面度和平行度（精度最高）。
    • 要求： 平面度误差很小（通常要求干涉条纹平直、数量少），两测量面在有效测量范围内应具有良好的平行度。

  3. 校对环规尺寸/圆柱度（若适用）：

    • 目的： 检测配套校对环规本身的尺寸精度和内孔圆柱度。
    • 方法：
      • 使用更高精度的测长仪、光学计或坐标测量机测量环规的实际直径尺寸。
      • 在环规轴向多个截面测量直径，评估其圆柱度误差。
    • 要求： 校对环规的实际尺寸偏差、圆柱度误差应在其自身精度等级规定的允差范围内。

  4. 综合示值误差：

    • 目的： 检测内径千分尺整体（包含测微头和测头）在测量状态下的示值总误差。
    • 方法：
      • 使用校对环规： 这是最常用、最便捷的方法。将内径千分尺调整至接近环规标称尺寸的状态，放入环规内测量（需在环规轴向多个位置及相互垂直的两个方向轻微摆动找到最小值）。记录微分筒读数与环规实际尺寸之差即为该点的综合示值误差。
      • 使用量块与辅助支架： 对于大尺寸内径千分尺或高精度要求，可组合量块，配合专用辅助支架形成标准内尺寸。
    • 要求： 综合示值误差需满足内径千分尺相应精度等级的要求（通常比测微头允差稍大，包含测头影响）。

  5. 重复性：

    • 目的： 评估内径千分尺在相同条件下多次测量同一尺寸的读数分散性。
    • 方法： 选用一个尺寸稳定的校对环规或量块组合，用内径千分尺在短时间内重复测量多次（如5-10次）。
    • 要求： 多次测量结果的最大值与最小值之差（极差）不大于规定值（例如：测量上限≤200mm，1级允差±0.004mm时，重复性通常要求≤0.002mm）。
 

三、 数据处理与判定

  1. 详细记录所有检测数据（环境条件、标准器信息、各受检点误差值等）。
  2. 将测得的示值误差与内径千分尺对应的最大允许误差（MPE）进行比较。
  3. 若所有检测项目的误差均在最大允许误差范围内，判定合格。
  4. 若任一项目误差超差，判定不合格，需进行调整（如对零位）、修理或降级使用，并重新检测。
 

四、 检测注意事项

  1. 操作规范：
    • 测量时，确保测头轴线垂直于被测孔轴线。
    • 在孔内轻微轴向摆动，找到最小读数点（真实直径）。
    • 使用合适测力（通常有恒力装置），避免过大测力导致变形。
    • 读数时视线垂直于刻度面，避免视差。
    • 锁紧装置应在读数后锁紧。
  2. 温度影响： 严格遵守等温要求。温差会导致显著测量误差（δL = α * L * Δt）。估算误差超出允许范围时需修正。
  3. 阿贝误差： 内径千分尺不符合阿贝原则，测头支撑杆的弯曲变形会引入误差。支撑杆越长、弯曲越大，误差越大。操作时尽量减少侧向力。
  4. 测头偏斜： 测量时测头未对正孔径中心线会导致测量值小于实际直径。仔细调整找到最小点至关重要。
  5. 测头磨损： 工作面磨损直接影响精度。检测中需特别关注平面度、平行度及综合示值误差的变化。
  6. 维护保养： 使用后清洁、涂防锈油；存放于专用盒内，避免磕碰；测微螺杆定期润滑；长期不用定期检查。
 

五、 结论

规范、系统地执行内径千分尺的检测，是保障其测量精度和结果可信度的基础。必须严格遵循环境要求、操作流程和判定标准。理解测量原理及关键影响因素（如温度、阿贝误差、测头对中），并在实际操作中加以注意和控制，对于获得准确可靠的测量数据至关重要。定期有效的检测，是确保内径千分尺处于良好工作状态、服务于高质量生产与检验的必要环节。