螺紋千分尺檢定規(guī)程1范圍本規(guī)程適用于分度值為0.01mm,0.001mm,0.002mm,0.005mm,量程為25mm,測(cè)量范圍(0～200)mm螺紋千分尺的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢驗(yàn)。2引用文獻(xiàn)本規(guī)程引用下列文獻(xiàn)：JJF1001—1998通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義JJF1059—1999測(cè)量不確定度評(píng)定與表示GB/T10932—2004螺紋千分尺JJF1094—2002測(cè)量?jī)x器特性評(píng)定使用本規(guī)程時(shí)，應(yīng)注意使用上述引用文獻(xiàn)的現(xiàn)行有效版本。3概述螺紋千分尺是應(yīng)用螺旋副傳動(dòng)原理將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)的一種量具，主要用于測(cè)量外螺紋中徑。螺紋千分尺按讀數(shù)形式分為標(biāo)尺式和數(shù)顯式，其結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示。圖1標(biāo)尺式螺紋千分尺結(jié)構(gòu)1—調(diào)零裝置；2—V形測(cè)頭；3—錐形測(cè)頭；4—測(cè)微螺桿；5—鎖緊裝置；6-固定套管；7—微分筒；8—測(cè)力裝置；9—尺架；10—隔熱板；11—校對(duì)用量桿4計(jì)量性能要求4.1測(cè)力測(cè)力應(yīng)在(6～10)N范圍內(nèi)。4.2刻線寬度及寬度差固定套管縱刻線和微分筒上的刻線寬度為(0.15～0.20)mm;刻線寬度差應(yīng)不超過(guò)2圖2數(shù)顯式螺紋千分尺結(jié)構(gòu)1—尺架；2、6—鎖緊裝置；3—V形測(cè)頭；4—錐形測(cè)頭；5—測(cè)微螺桿；7一隔熱板；8一校對(duì)用量桿；9—讀數(shù)裝置；10—固定套管；11一微分筒；12—測(cè)力裝置4.3微分筒錐面的端面棱邊至固定套管刻線面的距離微分筒錐面的端面棱邊至固定套管刻線面的距離應(yīng)不超過(guò)0.4mm,如圖3所示。圖3微分簡(jiǎn)錐面的端面棱邊至固定套管刻線面的距離4.4微分筒錐面的端面與固定套管毫米刻線的相對(duì)位置當(dāng)微分筒零刻線與固定套管縱刻線對(duì)準(zhǔn)后，微分筒錐面的端面與固定套管毫米刻線的右邊緣應(yīng)相切，若不相切，壓線不超過(guò)0.05mm,離線不超過(guò)0.1mm。4.5錐形測(cè)頭、V形測(cè)頭及校對(duì)用量桿工作面的表面粗糙度測(cè)頭工作面的表面粗糙度不超過(guò)R,0.40μm,校對(duì)用的量桿工作面的表面粗糙度不超過(guò)R,0.20μm。4.6測(cè)桿和調(diào)零裝置上的測(cè)頭安裝孔的孔徑測(cè)桿及調(diào)零裝置上的測(cè)頭安裝孔的孔徑為φ3.5mm,94mm,45mm,公差為H7。4.7錐形測(cè)頭及V形測(cè)頭的尺寸見(jiàn)表1和圖4所示。3表1錐形測(cè)頭及V形測(cè)頭的尺寸mm螺距范圍BD4.0～7.0圖4錐形測(cè)頭及V形測(cè)頭的尺寸4.8錐形測(cè)頭、V形測(cè)頭工作面對(duì)其柄部軸線的對(duì)稱度及半角偏差應(yīng)不超過(guò)表2規(guī)定。4.9測(cè)桿和調(diào)零裝置上的測(cè)頭安裝孔的同軸度4.10測(cè)微頭的示值誤差應(yīng)不超過(guò)表3規(guī)定。4表2錐形測(cè)頭、V形測(cè)頭工作面對(duì)其柄部軸線的對(duì)稱度及半角偏差允許值螺距范圍測(cè)頭工作面對(duì)其柄部軸線的對(duì)稱度測(cè)頭工作面半角(a/2)的偏角錐形V形錐形V形0.4～0.50.6～0.92.0～3.54.0～7.0注：當(dāng)測(cè)頭適用的螺距范圍與表2中的螺距范圍不相同時(shí)，應(yīng)與螺距的上限值為準(zhǔn)，如測(cè)頭適用的螺距范圍為(3.5～4.0)mm,其對(duì)稱度及半角偏差應(yīng)符合表2中螺距范圍為(4.0～7.0)mm的對(duì)應(yīng)值。表3測(cè)微頭的示值誤差0～2525～5050～7575～1004.11校對(duì)用量桿工作面角度半角偏差允許值為±4'。4.12校對(duì)用量桿工作尺寸應(yīng)不超過(guò)表4規(guī)定。表4校對(duì)用量桿工作尺寸mm尺寸偏差允許值5尺寸偏差允許值4.13測(cè)頭對(duì)示值的影響應(yīng)不超過(guò)0.005mm。4.14示值誤差應(yīng)不超過(guò)表5的規(guī)定。表5最大允許誤差mm———5通用技術(shù)要求5.1.1首次檢定的螺紋千分尺及校對(duì)用量桿不應(yīng)有銹蝕、碰傷、鍍層脫落等外觀缺陷，刻線應(yīng)清晰、均勻。后續(xù)檢定的螺紋千分尺不應(yīng)有影響使用質(zhì)量的外觀缺陷。5.1.2螺紋千分尺上應(yīng)標(biāo)有制造廠名(或商標(biāo))、出廠編號(hào)、測(cè)量范圍及C標(biāo)記.5.1.3螺紋千分尺應(yīng)配有成套錐形測(cè)頭和V形測(cè)頭。各測(cè)頭應(yīng)注明所測(cè)量的螺距。校對(duì)用量桿上應(yīng)注明商標(biāo)、標(biāo)稱尺寸。5.1.4當(dāng)移動(dòng)帶計(jì)數(shù)器螺紋千分尺的測(cè)微螺桿時(shí)，其計(jì)數(shù)器應(yīng)按順序進(jìn)位，無(wú)錯(cuò)亂顯示現(xiàn)象；微分筒指示值與計(jì)數(shù)器顯示值應(yīng)一致；各位數(shù)字碼的中心應(yīng)在平行于測(cè)微螺桿軸線的同一直線上。5.2各部分相互作用5.2.1微分筒在全部測(cè)量范圍內(nèi)往返轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)應(yīng)靈活、平穩(wěn)，無(wú)卡滯現(xiàn)象。65.2.2鎖緊裝置的作用應(yīng)切實(shí)有效。5.2.3用調(diào)零裝置調(diào)整零位時(shí)，應(yīng)保證方便、可靠。5.2.4測(cè)頭在配合孔中應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。5.2.5測(cè)桿不應(yīng)有手感覺(jué)到的軸向竄動(dòng)和徑向擺動(dòng)。6計(jì)量器具控制計(jì)量器具控制包括首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢驗(yàn)。6.1檢定條件6.1.1檢定環(huán)境條件檢定螺紋千分尺室內(nèi)溫度為(20±5)℃。檢定校對(duì)用量桿室內(nèi)溫度為(20±2)℃。檢定前受檢千分尺在檢定室內(nèi)平衡溫度的時(shí)間應(yīng)不少于2h。6.1.2檢定用設(shè)備主要檢定設(shè)備見(jiàn)表6。檢定項(xiàng)目見(jiàn)表6。表6檢定項(xiàng)目和主要檢定設(shè)備一覽表序號(hào)主要檢定設(shè)備檢定類(lèi)別首次檢定后續(xù)檢定使用中檢驗(yàn)1外觀+++2各部分相互作用+++3測(cè)力分度值不大于0.2N的測(cè)力計(jì)或同等準(zhǔn)確度的測(cè)力裝置+十一4刻線寬度及寬度差工具顯微鏡+一一5微分筒錐面的端面棱邊至固定套管刻線面的距離2級(jí)塞尺或工具顯微鏡+一一6微分筒錐面的端面與固定套管毫米刻線的相對(duì)位置++一7錐形測(cè)頭、V形測(cè)頭及校對(duì)用量桿工作面的表面粗糙度表面粗糙度比較樣塊或表面粗糙度測(cè)量?jī)x+一一8測(cè)桿和調(diào)零裝置上的測(cè)頭安裝孔的孔徑光滑極限量規(guī)+一一9錐形測(cè)頭及V形測(cè)頭的尺寸工具顯微鏡+一一錐形測(cè)頭、V形測(cè)頭工作面對(duì)其柄部軸線的對(duì)稱度及半角偏差工具顯微鏡+一一7序號(hào)主要檢定設(shè)備首次檢定后續(xù)檢定使用中檢驗(yàn)測(cè)桿和調(diào)零裝置上的測(cè)頭安裝孔的同軸度專(zhuān)用量規(guī)+一一測(cè)微頭的示值誤差專(zhuān)業(yè)平面和球面測(cè)頭5等量塊++一校對(duì)用量桿工作面角度工具顯微鏡+一一校對(duì)用量桿工作尺寸三針、立式光學(xué)計(jì)4等量塊++一測(cè)頭對(duì)示值的影響—++一示值誤差螺紋量規(guī)或校對(duì)用量桿+++注：表中“+”表示應(yīng)檢項(xiàng)目，“-”表示可不檢項(xiàng)目。6.3檢定方法6.3.2各部分相互作用目力觀察和試驗(yàn)。6.3.3測(cè)力用分度值不大于0.2N的測(cè)力計(jì)或同等準(zhǔn)確度的測(cè)力裝置進(jìn)行檢定。檢定時(shí)在測(cè)桿上安裝上專(zhuān)用球面測(cè)頭，見(jiàn)圖5,使其與平面接觸測(cè)出測(cè)力值。圖5測(cè)力專(zhuān)用球面測(cè)頭6.3.4刻線寬度及寬度差在工具顯微鏡上對(duì)微分筒和固定套管至少各抽檢均勻分布的3條刻線。刻線寬度差以最大值和最小值之差確定。6.3.5微分筒錐面的端面棱邊至固定套管刻線面的距離在工具顯微鏡上進(jìn)行檢定。也可用厚度為0.4mm的塞尺以比較法進(jìn)行檢定，檢定時(shí)應(yīng)在微分筒轉(zhuǎn)動(dòng)一周內(nèi)不少于3個(gè)位置上進(jìn)行。仲裁檢定以在工具顯微鏡上的檢定結(jié)8果為準(zhǔn)。6.3.6微分筒錐面的端面與固定套管毫米刻線的相對(duì)位置當(dāng)微分筒的零刻線與固定套管的縱刻線對(duì)準(zhǔn)時(shí)，微分筒錐面的端面與固定套管毫米刻線右邊緣應(yīng)相切，若不相切時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)微分筒使其相切，按微分筒讀出其零刻線對(duì)固定套管縱刻線的偏移量，該偏移量即為離線或壓線的數(shù)值，見(jiàn)圖6。圖6微分筒錐面的端面與固定套管毫米刻線的相對(duì)位置6.3.7錐形測(cè)頭、V形測(cè)頭及校對(duì)用量桿工作面的表面粗糙度用表面粗糙度比較樣塊以比較法進(jìn)行檢定或用表面粗糙度測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)量。仲裁檢定以表面粗糙度測(cè)量?jī)x上的檢定結(jié)果為準(zhǔn)。6.3.8測(cè)桿和調(diào)零裝置上的測(cè)頭安裝孔的孔徑用光滑極限量規(guī)進(jìn)行檢定。光滑極限量規(guī)應(yīng)符合JJG343—1996《光滑極限量規(guī)檢定規(guī)程》中IT7的要求。6.3.9錐形測(cè)頭及V形測(cè)頭的尺寸錐形測(cè)頭及V形測(cè)頭的尺寸在工具顯微鏡上進(jìn)行檢定，應(yīng)符合表1的要求。6.3.10錐形測(cè)頭、V形測(cè)頭工作面對(duì)其柄部軸線的對(duì)稱度及半角偏差在工具顯微鏡上進(jìn)行檢定。6.3.11測(cè)桿和調(diào)零裝置上的測(cè)頭安裝孔的同軸度用專(zhuān)用量規(guī)檢定。檢定時(shí)量規(guī)的兩端圓柱應(yīng)能順利插入測(cè)桿及調(diào)零裝置上的孔中。φA應(yīng)符合φ3.5mm,94mm,φ5mm三種規(guī)格、公差為h7的要求。見(jiàn)圖7和表7。表7專(zhuān)用量規(guī)測(cè)量范圍LPB±0.1625～50668889圖7專(zhuān)用量規(guī)6.3.12測(cè)微頭的示值誤差將錐形測(cè)頭和V形測(cè)頭分別換上專(zhuān)用的球面測(cè)頭(見(jiàn)圖5)和平面測(cè)頭(見(jiàn)圖8),然后用5等量塊檢定。其受檢點(diǎn)應(yīng)在固定套管和微分筒的全部示值范圍內(nèi)均勻分布不少于5點(diǎn)上進(jìn)行。各點(diǎn)的示值誤差均不超過(guò)表3規(guī)定。受檢點(diǎn)的尺寸(mm):A+5.12;A+10.24;A+15.36;A+21.5;A+25注：A為受檢螺紋千分尺的測(cè)量下限。各點(diǎn)示值誤差按下式求得：圖8平面測(cè)頭6.3.13校對(duì)用量桿工作面角度校對(duì)用量桿(見(jiàn)圖9)的半角偏差用工具顯微鏡檢定。對(duì)圖10(c)校對(duì)用量桿的內(nèi)孔角度可用標(biāo)準(zhǔn)錐角以著色法檢定。接觸面積不少于80%。6.3.14校對(duì)用量桿工作尺寸在立式光學(xué)計(jì)上，用直徑為3.177mm的三針和4等量塊借助槽規(guī)以比較法檢定。檢圖9校對(duì)用量桿的半角偏差圖10校對(duì)用量桿的半角偏差定時(shí)，先在立式光學(xué)計(jì)上安裝直徑為8mm的平面測(cè)帽，將槽寬為(8.68±0.004)mm的槽規(guī)安置在光學(xué)計(jì)的工作臺(tái)上，再將三針?lè)旁诓垡?guī)的槽中，調(diào)整光學(xué)計(jì)至適當(dāng)高度，然后在平面測(cè)帽和三針之間放入尺寸為校對(duì)用量桿工作尺寸的量塊，如圖11(a)所示。這時(shí)應(yīng)使光學(xué)計(jì)的示值于零位，取下量塊換上校對(duì)用量桿，如圖11(b)所示，并按光學(xué)計(jì)讀數(shù)。校對(duì)用量桿工作尺寸偏差△l按下式求得：6.3.15測(cè)頭對(duì)示值的影響檢定時(shí)，使錐形測(cè)頭和V形測(cè)頭嚙合(或通過(guò)校對(duì)用量桿嚙合),使錐形測(cè)頭每轉(zhuǎn)90°方位，并在V形測(cè)頭上下調(diào)換180°的情況下進(jìn)行。在8次檢定結(jié)果中最大值與最小值的差值即為測(cè)頭對(duì)示值的影響。這一檢定對(duì)每對(duì)測(cè)頭均應(yīng)進(jìn)行，并符合要求。6.3.16示值誤差用專(zhuān)用螺紋量規(guī)檢定方法：零位對(duì)準(zhǔn)后，用符合校對(duì)用螺紋量規(guī)準(zhǔn)確度的專(zhuān)用螺紋量規(guī)，選用測(cè)量上限位置對(duì)示值誤差進(jìn)行檢定。檢定時(shí)，V形測(cè)頭應(yīng)轉(zhuǎn)180°,取兩次讀數(shù)的平均值確定零位及螺紋中徑值，與螺紋量規(guī)中徑實(shí)際值比較，其差值應(yīng)符合表5規(guī)用校對(duì)用量桿檢定方法：用與被測(cè)螺紋千分尺測(cè)量下限及測(cè)量上限尺寸相同的兩個(gè)校對(duì)用量桿，以每對(duì)測(cè)頭分別對(duì)螺紋千分尺示值誤差進(jìn)行檢定。檢定時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)V形測(cè)頭180°,取兩次讀數(shù)的平均值，確定零位及檢定的上限值，與尺寸和測(cè)量上限相同的校對(duì)用量桿的實(shí)際值比較，其差值應(yīng)符合表5的規(guī)定。圖11校對(duì)用量桿工作尺寸檢定方法仲裁檢定時(shí)，用專(zhuān)用螺紋量規(guī)檢定方法。6.4檢定結(jié)果的處理經(jīng)檢定符合本規(guī)程要求的螺紋千分尺，發(fā)給檢定證書(shū)；不符合本規(guī)程要求的發(fā)給檢定結(jié)果通知書(shū)，并注明不合格項(xiàng)目。6.5檢定周期螺紋千分尺的檢定周期可根據(jù)使用的實(shí)際情況確定，一般不超過(guò)1年。螺紋千分尺測(cè)微頭示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定A.1測(cè)量方法螺紋千分尺的測(cè)微頭示值誤差是用5等量塊以直接法進(jìn)行檢定的，下面以25mm點(diǎn)的測(cè)微頭示值誤差為例進(jìn)行測(cè)量結(jié)果不確定度的分析。A.2數(shù)學(xué)模型螺紋千分尺測(cè)微頭示值誤差：式中：L;——螺紋千分尺測(cè)微頭的讀數(shù)值(20℃條件下);L?——量塊的實(shí)際尺寸(20℃條件下);a;和α?——分別是螺紋千分尺測(cè)微頭和量塊的線脹系數(shù)；△t?和△t,——分別是螺紋千分尺測(cè)微頭和量塊偏離參考溫度20℃的值。A.3方差和靈敏系數(shù)因?yàn)椤鱰;和△t。來(lái)源于同一只溫度計(jì)而相關(guān)，數(shù)學(xué)處理過(guò)程非常復(fù)雜，因此我們采用下述方法將相關(guān)轉(zhuǎn)化為不相關(guān)，以簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)處理過(guò)程。令δ。=α;~α。,?,=△t;-△f。則e=L;-L,+L?α;△t?-L?a?△t?+Lα?！鱰?-L,a。△t,令u?,u?,u?,u?分別表示L,L?,δ。,δ,的標(biāo)準(zhǔn)不確定度A.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量不確定度來(lái)源標(biāo)準(zhǔn)不確定度值自由度測(cè)量重復(fù)性19量塊的不確定度U?螺紋千分尺測(cè)微頭與量塊的線脹系數(shù)差U?螺紋千分尺測(cè)微頭與量塊的溫度差8JJG25—2004u?=0.20μm;v?=n-1=9u?=1×10-?C-1/√3=0.58×10~?c-lL△tu?=25×102×5μm·℃×0.58×10-?℃-1=0.07μm螺紋千分尺測(cè)微頭與量塊有一定的溫差存在，并以等概率落于區(qū)間[-0.3,α=11.5×10-6c-Lau?=25×103×11.5×10~?μm·℃-1×0.17℃=0.049μmu2=0.202+0.212+0.072+0.0492=0.302μm2Vr=u/(uí/v?+u2/v?+(L△t)“u3/v?+(La)?u?/v?)=0.30?/(0.20*/9+0.21*/~+0.07*/50+0.049?/8)取p=95%,查表得kss=tgs(37)=2.02,則U??=kgsu。=2.02×0.30=0.61螺紋千分尺示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定B.1測(cè)量方法用與被測(cè)螺紋千分尺測(cè)量下限及測(cè)量上限尺寸相同的兩個(gè)校對(duì)用量桿，分別對(duì)螺紋千分尺示值誤差進(jìn)行檢定，下面以125mm點(diǎn)的示值誤差為例進(jìn)行測(cè)量結(jié)果不確定度的B.2數(shù)學(xué)模型螺紋千分尺的示值誤差：e=L?-L?+L?a;△t;-L,a?△t。式中：L?——螺紋千分尺的讀數(shù)值(20℃條件下);L,——校對(duì)用量桿的實(shí)際尺寸(20℃條件下);△t;和△t?！謩e是螺紋千分尺和校對(duì)用量桿偏離參考溫度20℃的值。B.3方差和靈敏系數(shù)因?yàn)椤鱰;和△t,來(lái)源于同一只溫度計(jì)而相關(guān)，數(shù)學(xué)處理過(guò)程非常復(fù)雜，因此我們采用下述方法將相關(guān)轉(zhuǎn)化為不相關(guān)，以簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)處理過(guò)程。令取則。L≈L?≈L,α=α?=α?,△t=△t;=△t。c?=de/aL;=1;c?=3e/aL,=-1分別表示L?,L,,δ,δ,的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，則標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(x;)不確定度來(lái)源標(biāo)準(zhǔn)不確定度值u(x;)C;u(x;)自由度u?測(cè)量重復(fù)性0.85μm19u?校對(duì)用量桿的不確定度u?螺紋千分尺與校對(duì)桿的線脹系數(shù)差L△t=125×103×5JJG25—2004表(續(xù))標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(x;)不確定度來(lái)源標(biāo)準(zhǔn)不確定度值u(x;)u(x;)自由度U?螺紋千分尺與校對(duì)桿的溫度差0.17℃La=125×103×8u。=1.9μmVr=78B.5計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量在125mm處重復(fù)測(cè)量10次，結(jié)果如下：由貝塞爾公式：u?=0.85μmV?=n-1=9當(dāng)螺距t=2mm,則半角帶來(lái)的長(zhǎng)度誤差由正切函數(shù)得△L=0.25t/tan30°-0.25t/tan(30°+4')=2.3μm取k=3,其相對(duì)不確定度為10%,則u??=2.3/3=0.77μmvz?=0.5×(10%)-2=50當(dāng)L=125mm時(shí)尺寸偏差±0.0045mm,取k=3,其