趕緊收藏起來(lái)，關于量塊的(de)檢定方法
2018-08-28
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1 量塊的(de)介紹
量塊是(shì)一(yī)中高(gāo)精♦$♥₽度端面量具, 它目前是(shì)機(jī)械制×Ω₽(zhì)造中最基本的(de)實物(wù)量具, 它的(de)≠π ®特點是(shì)高(gāo)穩定性與高(gāo)精 ∏ε确度。它主要(yào)用(yòng)于長(cháng)度量值的(de)傳→♠遞, 一(yī)些(xiē)卡尺千分(fēn)尺等尺類量&₹具的(de)校(xiào)準, 也(yě)用(yò®≤<δng)于量塊從(cóng)高(gāo)精度向低(dī)精度的(de)檢定。現( ✘↑πxiàn)在我們所使用(yòng)最多(duō)的(de)量塊有(yǒu)>™鋼制(zhì)量塊和(hé)陶瓷量塊。鋼制(zhε'φΩì)量塊材質堅硬, 不(bù)易破損, 而陶瓷量塊則更加穩定, ₹在檢定過程中溫度變化(huà)對(duì)其↕>♦♣影(yǐng)響較小(xiǎo)。量塊根據實測長(ch∏αáng)度與标稱長(cháng)度偏差的(de)大(dà)÷>小(xiǎo), 分(fēn)為(wèi)4個(g<÷è)級, 其中包括K級、0級、1級和(hé)2級, 根基量塊實✘α♥≈測長(cháng)度與其真實長(cháng)度偏差程度又(yòu)分±☆≥(fēn)為(wèi)1等、2等、3等、4等和(hé)5> 等。
2 量塊的(de)檢定方法2.1 中心長(cháng)度的(de)檢測
在實驗室中, 用(yòng)電(diàn)腦↔₽π∞(nǎo)量塊比較儀檢定定量塊時(shí), 我們采☆×β用(yòng)的(de)是(shì)比較測量法, 即用(yòng)标準φ¶≠的(de)量塊與被檢定的(de)量塊相(xiàng)互比較±& , 由電(diàn)腦(nǎo)量塊比較儀中讀(dú≥÷≥)取其差值。下(xià)面就(jiù)以我院所×>σ使用(yòng)的(de)電(diàn)腦(nǎo)量塊 π比較儀為(wèi)标準器(qì)介紹下(xià)量塊的(de)₹©§↓檢定方法。
在我們測量量塊長(cháng)度之前,§<∏☆ 首先應該讓量塊在電(diàn)腦(nǎo)量塊比較儀上(sh¶ ♥✘àng)先等溫足夠長(cháng)的(de)時(shí)間(jiān), 使™♠标準量塊、被測量量塊以及儀器(qì)和(hé)周圍的(d ✘→e)空(kōng)氣耳朵溫度達到(dào)一(yī)緻。然<←後将中心長(cháng)度為(wèi)L的(de)标準量塊放(₩fàng)在、電(diàn)腦(nǎo)量塊比較儀的(≈₩φde)陶瓷工(gōng)作(zuò)台上(shàng∑↕✘), 側頭對(duì)準标準量塊的(de)中心, ¥$撥動數(shù)次撥叉, 等讀(dú)數(shù)穩定後清零, 再把被測量π×塊放(fàng)在工(gōng)作(zuò)台上(shàng), 側頭對♠↓☆×(duì)準中心撥動數(shù)次撥叉, 等讀(dú)數α∑$&(shù)穩定後讀(dú)取的(de)數(shù)據即為(wèi)☆→∞₽中心長(cháng)度偏差。長(chán←εg)度變動量:測量量塊測量面中心與四角位置的(de)長(cháng)度之→差, 即為(wèi)變動量。
2.2 平面度和(hé)研合性的(de)™≠δ↓檢定
(1) 圖1 (a) 所示的(de)平面度為(wèi∑♣±↓)合格, 圖1 (b) 所示的(de)平面度為(wèi)超差
(2) 如(rú)果平面平晶與量塊接觸面的(de)←★$γ中心區(qū)域為(wèi)黃(huáng)色, 則接觸面為(wèi)©≤φ凸, 另一(yī)面是(shì)凹的(de★¥$≠), 如(rú)中心區(qū)域為(wèi)藍(lánβ±φ)色, 則接觸面為(wèi)凹, 另一(yī)面•₹是(shì)凸的(de)。
(3) 當平面平晶與量塊接觸面之間(jiān)出現(xiàn)的(dΩ♣e)幹涉條紋如(rú)圖1 (c) 所示時(shí) (一(yī)般5mm一(↓₽&"yī)下(xià)量塊出現(xiàn)此種情況) , 說(shuō) ↓₹明(míng)此量塊已經變形。
圖1
2.3 量塊的(de)穩定度判定
量塊在不(bù)受異常溫度、振動、沖擊、磁場(chǎn©'g)或機(jī)械力影(yǐng)響的(de)環境下(xià)↑∏β, 量塊的(de)等級判定依據就(jiù)是(shì)量塊的(de)穩定度。☆↑<根據規程, 量塊的(de)年(nián)變化(huà)量體(tǐ)©"♠現(xiàn)了(le)該量塊的(de)穩定度, →•≈并對(duì)年(nián)變化(huà)量做(zuò)了(le)一(< ↓yī)定的(de)要(yào)求。量塊長(cháng)度的(de)最大≈∏←ε(dà)允許年(nián)變化(huà)量不(bù)超過下(xià)面的(™ε±de)允許值。
表1 量塊長(cháng)度的(de)最大(d£∑à)允許年(nián)變化(huà)量
量塊長(cháng)度的(de)穩定度用(yòng)年(n₽♣ián)變化(huà)量lA表示
式中:l2——被測量塊考察期間(jiān)測得(λ'→de)的(de)最大(dà)長(cháng)度
l1——被測量塊考±"₽✘察期間(jiān)測得(de)的(de)λ™最小(xiǎo)長(cháng)度
Y——以年(n€ ε©ián)為(wèi)單位的(de)考察期限。
Y>4時(shí), 用(yòng)l±©A于上(shàng)表規定比較, 确定該量塊屬于某一(yī)等、€☆級。穩定度超差的(de)應降低(dī)等、級或作(zuò)§'廢。
Y≤4時(shí), 考慮到(dào)lA的(de)測量不(bù)确♣♠↔✘定度, 隻取一(yī)個(gè)周期間(jiān™ ®&)隔的(de)2次測量結果計(jì)算(suàn)lA。lA應符£<♥合下(xià)表的(de)規定, 超出允許值的φ♦(de)量塊應該依據超出部分(fēn)的(de)大(dà×✘∑)小(xiǎo)采取減小(xiǎo)有(yǒ'<λu)限期、封存、報(bào)廢方式處理(lǐ)。
3等及以下(xià)量塊可(kě)以都(dōu)π§ε采用(yòng)lA應符合下(xià)表的(de)規定進₩$行(xíng)穩定性判定。
3 量塊檢定中遇到(dào)的(de)問(wèn)題
表2 1個(gè)周期間(jiān)隔時(shí)計(jì)算(suàn'♥&)出lA的(de)最大(dà)允許值
3.1 量塊變形的(de)問(wèn)題
在檢定過程當中, 對(duì)企事(shì)業(yè)單®λ位送檢的(de)量塊, 由于清洗不(bù)當、使用(" $yòng)不(bù)當, 經常會(huì)産生( & shēng)量塊的(de)變形問(wèn)題, 雖然一(yī)定範圍內(↓σ∏nèi)彎曲是(shì)允許的(de), 但☆¥✔(dàn)是(shì)如(rú)果處理(lǐ)不(bù)當, 就(jiΩ♦"εù)會(huì)給測量結果造成影(yǐng)響, 出δφ現(xiàn)粗大(dà)誤差。在實際工(→α★gōng)作(zuò)當中, 發現(xiàn)了( le)一(yī)種快(kuài)速準确判斷 ∏£變形的(de)方法, 可(kě)以通(tōng)過檢定時(shí÷<)候撥叉敲定的(de)聲音(yīn)來(lái)判斷。
通(tōng)過仔細聽(tīng)撥叉敲打量$↑塊的(de)聲音(yīn), 我們可(kě≥☆)以判斷出量塊是(shì)否有(yǒu)變形的(de)存在, 當然這(zh•♠δè)需要(yào)長(cháng)期檢定的(de)經驗。如(rú)果™↕每塊量塊在與測頭接觸時(shí), 發出的(de)聲音(yīn)基本上(sγ"→↔hàng)一(yī)直, 說(shuō)明γ≠₽(míng)沒有(yǒu)變形, 若出現(xiàn)異常的(de)σα聲音(yīn), 說(shuō)明(míng)量塊有(←₩yǒu)彎曲的(de)情況存在, 但(dàn)↔££是(shì)有(yǒu)異常的(de)聲音(yīn)也(yě)不≈φ€(bù)一(yī)定就(jiù)是(shì)有(yǒu)彎曲→¶Ω的(de)現(xiàn)象, 雜(zá)質、變形等情況也(yě)£ ♦會(huì)産生(shēng)不(bù)一(yī)樣®₹ 的(de)聲音(yīn)。
在對(duì)薄量塊進行(xíng)檢定時(shí±β), 怎樣才能(néng)減小(xiǎo)和(hé)消₩"↕除因為(wèi)變形産生(shēng)的(de)量€¥塊變成量的(de)影(yǐng)響。首先, 先将©¶§量塊放(fàng)在工(gōng)作(zuò)台上(shàng)做Ωγπ(zuò)好(hǎo)各項準備, 對(duì)量✔塊進行(xíng)第一(yī)次測量, 得(de)到(dào)一(yī®♦₩)個(gè)數(shù)據, 然後在其他(tā)條件(™≥jiàn)不(bù)發生(shēng)改變的(de)情況下(xià), 把被♥♣δλ測量塊翻面, 再次進行(xíng)測量, 得(de)到(dào)一(yī)個(★↓gè)數(shù)據, 比較兩次檢測的(d<®e)結果, 如(rú)果存在一(yī)定差值, α₹↑就(jiù)說(shuō)明(míng)量塊有(yǒu)變形∏®情況, 而且對(duì)測量結果有(yǒu)影(yǐng)響。當該差值≤∏大(dà)于次量塊精度的(de) (1/3-1/10) 時(shí®© ), 這(zhè)個(gè)影(yǐng)響量就(jiβ★ù)不(bù)能(néng)忽略不(bù)×♠ ↑計(jì)了(le)。
我們在實際的(de)工(gōng)作(zuò)中, 如(δ✔rú)果量塊發生(shēng)變形, 我們就(jiù)要(yào)≈<β 采取一(yī)定的(de)措施來(lái)糾正結果, 對(duì)于低(d¶ī)精度的(de)量塊而言, 如(rú)果翻面前後的(↑♣de)差值小(xiǎo)于該精度要(yào)求的(de♣φγ")1/5, 則可(kě)以忽略不(bù)計(jì)。如(rú)果差值大($Ω" dà)于1/5而小(xiǎo)于精度要(yào)求時♥✔♦(shí), 則測量結果無效, 應考慮選擇其他(tā)高(gāλ←o)等級或者其他(tā)沒有(yǒu)變形的(de)量塊重新進行÷§(xíng)檢定并且替代。
3.2 工(gōng)作(zuò)台缺陷給檢定造成的(de)影(₩¥$yǐng)響
接觸式幹涉儀在檢測量塊時(shí)一(yī)般配的(de)是(shα'Ωì)帶筋工(gōng)作(zuò)台或者是(shì)球♣÷Ω筋工(gōng)作(zuò)台。檢定量塊中心長(cháng)度, 先要(yào)用(yòng)平晶檢其研合性, 具體(tǐ)操φ↓ε作(zuò)如(rú)下(xià):對(duì)上(s£∏γhàng)工(gōng)作(zuò)面研合×β♠, 如(rú)果看(kàn)到(dào)量§©塊的(de)幹涉條紋從(cóng)兩端向內(nèi)σβ彎曲, 說(shuō)明(míng)量塊中間(jiān)♥®接觸平晶, 當研合下(xià)工(gōn♣€g)作(zuò)面時(shí), 則産生(shēng)相←λ÷(xiàng)反的(de)情況, 即兩端接觸平晶 (所有(yǒu÷✘$)情況隻能(néng)是(shì)微(wēi)量變形, 其研合性必λλΩ•須符合該等量塊的(de)研合性要(yào)求) π§", 則說(shuō)明(míng)該量塊整體(t≈δ™ ǐ)呈凸形, 出現(xiàn)彎曲變形。正常檢定量塊時(shíλ£), 量塊上(shàng)下(xià)工(gōng)作(zuò)面接觸→♦Ω☆測頭, 下(xià)工(gōng)作(zuò)面接觸工(gγ↔ ōng)作(zuò)台, 而量塊彎曲變形呈凸行(xíng)時(shí)需要(yΩ☆↓ào)把下(xià)工(gōng)作(zuò)面接觸測Ω÷≠π頭, 進行(xíng)檢定。在檢定過程中, 我們采∞®取的(de)是(shì)10mm以上(s₽☆©hàng)量塊用(yòng)帶筋工(gōng₹•φ•)作(zuò)台, 10mm以下(xià)的(de)量塊用(yòng)球筋$'工(gōng)作(zuò)台, 就(jiù)是(shì₹&♥)因為(wèi)小(xiǎo)的(de)量塊容易産生(shēng)形變, ∑ ∏球筋工(gōng)作(zuò)台的(de)測量是(shì)點對(duì)點的π♥↕₹(de)測量, 能(néng)夠消除一(yī)部分(fē✘™<σn)因為(wèi)形變産生(shēng)的(de)誤差, 而在< 檢定大(dà)的(de)量塊時(shí), 不(bù)考慮量塊的(÷≠de)形變問(wèn)題, 而且大(dà)的(de)量塊在₩™₽帶筋工(gōng)作(zuò)台上(shàng)更加容易擺放(fàng)。∑
帶筋工(gōng)作(zuò)台與量塊是α≈•"(shì)線的(de)接觸, 對(duì)于大(dà)于10m§πm的(de)量塊來(lái)說(shuō)比較容易穩定的₽♠€(de)放(fàng)置, 而球筋工(gōng)作(zuò)台★♠← 與量塊是(shì)點的(de)接觸, 所以更β®适合于小(xiǎo)的(de)量塊。當檢定3mm以下(↕∞πxià)時(shí), 由于被測件(jiàn≈δ♦•)可(kě)能(néng)被彎曲, 所以我們☆♥一(yī)般用(yòng)球筋工(gōng)作(zuò)台。帶筋工♣↔"(gōng)作(zuò)台中間(jiān)筋比其他(tā)筋高(gāo)出÷π (0.3-0.6) μm, 且左右兩邊等高(gāo)差應不(bù€→)大(dà)于0.1μm, 球筋工(gōng)作(zuò)<δ♦₩台測頭應高(gāo)出筋條 (2-3) μm。
在我們實際工(gōng)作(zuò)當中, 無論是(shì)使用(yò€↓∞ng)帶筋工(gōng)作(zuò)台或者♠§÷β球筋工(gōng)作(zuò)台, 長(cháng)時(shí)間(jiān)☆ε¶₽的(de)工(gōng)作(zuò)都(dōu)會(huì)對(d>uì)工(gōng)作(zuò)台産生(shēng)變形。當帶筋工(gōnγπ Ωg)作(zuò)台的(de)中間(jiān)筋低(dī)于0.3時(sh±™↕™í), 我們在檢定量塊時(shí)産生(shēng)重複π→&≈性相(xiàng)差很(hěn)大(dà)的(de)情況, 測量所得(≤↓£de)的(de)數(shù)據不(bù)能(néng)↓β§反映出量塊的(de)實際長(cháng)度。在遇到(dào)這(zhè)種$•≥情況時(shí), 我們需将工(gōng)作(zuò)台送到☆←Ω(dào)廠(chǎng)家(jiā)修理(lǐ♣β€>)以達到(dào)工(gōng)作(zuò)台要(yào)求。當球筋工(g®♥≥ōng)作(zuò)台的(de)紅(hóng)寶石球筋低±π(dī)于2μm時(shí), 我們需請(qǐng)廠£₹(chǎng)家(jiā)對(duì)工(gōng)作(z§↕®uò)台進行(xíng)修理(lǐ), 使≤∏✘σ球筋達到(dào)要(yào)求。
3.3 量塊支承位置問(wèn)題
量塊檢測中, 特别是(shì)大(dà)量快(kuài),∞♠< 支承位置應該嚴格按照(zhào)艾利點的(de)位'←•置要(yào)求, 即0.211l處 (l為(wèi¶γβ♦)量塊标稱長(cháng)度) , 支撐面的(de)寬度在考慮對(du ₹αì)量塊的(de)保護及支撐力下(xià)Ω→, 應盡可(kě)能(néng)的(de)窄, 一(yī)般↕大(dà)量塊上(shàng)面都(dōu) ♣Ω有(yǒu)艾力點的(de)刻線, 而我們實際€'♦采用(yòng)的(de)支承工(gōng)具, 一(yī)≈ε¶般都(dōu)是(shì)可(kě)調節型, 以滿足不(bù)同長Ω✘"(cháng)度量塊檢測的(de)需要(yào)。但(dàn)是(shì≈≠÷↕)我們檢測人(rén)員(yuán)在檢測不(bù)ε•₩同尺寸量塊, 特别是(shì)量塊的(de)标稱長(σαcháng)度相(xiàng)差不(bù)大(≥<× dà)時(shí), 經常會(huì)忽略量•∞↓塊的(de)放(fàng)置位置, 殊不(✔ε±bù)知(zhī)不(bù)同的(de)支撐點會(huì)對(duì)π↕結果産生(shēng)影(yǐng)響。
在重力的(de)影(yǐng)響下(xià), 量♥σ$塊會(huì)産生(shēng)垂直于軸線方向的(de)彎曲變形, 這( ±zhè)種現(xiàn)象在材料力學中θ稱為(wèi)撓曲, 撓×✘€曲狀态和(hé)水(shuǐ)平狀态的(de)夾角稱為(wèi)撓角, 其>↕₩大(dà)小(xiǎo)可(kě)用(yòng)式 π←✔→(1) 表示:
其中:q-量塊§沿軸線方向單位長(cháng)度的(de)重量;
E-量塊材料的(de)彈性模量;
J-量塊橫截面面對(duì)中心軸的(de)慣性矩;
S-量塊工(gōng)作(zuò)面距支撐位置的(de)距離(lí)"¥ 。
理(lǐ)想狀态下(xià), θ=0,®☆←δ 此時(shí)s=0.211l, 由于§×彎曲變形的(de)存在, 改變了(le)量塊兩個(gè)測量面之間(jiān® ")固有(yǒu)的(de)平行(xíng)狀态, 也(yě)¶π就(jiù)使得(de)長(cháng)度變動量£≥®§受到(dào)一(yī)定的(de)影(yǐng)響, 這(zhφ ∏∑è)個(gè)影(yǐng)響量就(jiù)是(shì)撓 ®↑↕角的(de)偏移量δ, 考慮左右兩測量面的(d™ ←e)對(duì)稱影(yǐng)響, 則長'£ ≤(cháng)度變動量的(de)影(yǐng)響可(kě)表 "€示為(wèi)2δ=2hθ, θ值≤∏σ÷越大(dà), 則δ越大(dà) ✘。
在量塊檢測中, 應該嚴格按照(zhào)艾力♦ 線的(de)位置支承量塊, 不(bù)能(néng)改變→↓↔♦支承位置, 減少(shǎo)人(rén)為(↕<wèi)誤差。
