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刀口尺的修理方法及测量检定原理

2021-02-19 17:25:38

【一】、刀口尺的修理方法
判别需要修理的镁铝合金平尺时,可采用光隙法:将标准件(如研磨面平尺)与被测刀口尺表面相切,用肉眼观察它们之间被测表面的直线度。通常缝隙小于0.5μm时,看不见透光;缝隙大于3μm时,可看见白光;缝隙在((0.5~3)μm时,可看见兰光。呈现这种不同颜色的光,是由于衍射所引起的光干涉的结果。任何区域出现白光都说明该刀口尺需进行修理。判别白光的方法大致有3种:与标准直线比较测量法、互检法、分段测量法。
环境条件:温度:(20±5)℃;湿度:≤60%RH;无尘、无磁场、无剧烈震动。
1.非工作面修理目的:使其具有的外观及表面质量,并它与工作面的垂直度不受影响。
方法:将刀口尺平放在平板或胶木板上(其面积≥300mmx300mm),用油石、玛瑙或砂布顺纹理打磨即可。
工作面的修理
目的:刀口尺的直线度和级别要求,并使其工作面具有较好的直线性和粗糙度。
方法:
(1)修理前,先用油石去掉凸出的毛刺,然后用φ≥100mm的平面平晶观察,如果不严重,只需用极硬且平、细的玛瑙或者油石打磨。
(2)刀口尺的修理不像量块和角度块修理那样,需要在粗、中、细压砂平板上分区修理。它只需在不粗不细的300mmx300mm的压砂平板上修理即可,刀口尺的修理不需要任何夹具主要依靠手法熟练程度和手腕的悬空技巧来完成。
研磨时(仅指单手操作),各手指所持刀口尺刀柄的分布是这样的:大拇指指尖向前与刀柄的长边一致;其余四指均匀分布在刀口尺刀柄长边的另一侧,刀口尺工作棱边(即刀刃部分)向下与平板呈水平状态。
通过光隙法对刀口尺的检定,通常会出现这几种情况:①刀口尺工作棱边的中间有光隙区域产生;②刀口尺工作棱边区域产生波浪式光隙区域;③刀口尺工作棱边的前端(即刀口尺刀尖区域)有光隙区域产生;④刀口尺工作棱边的后端有光隙区域产生;⑤刀口尺工作棱边在摆动150前或者摆动150后,一面产生光隙区域。
对于①和②的修理:根据自己的习惯,按照前面所说用左手或右手握好预修理的刀口尺手柄,手腕呈悬空状,刀口尺工作棱边与压砂平板充分接触后,以此为移动轴线,并与刀口尺刀柄面与压砂平板的夹角呈约为220,做绕8字形运动2}4次。恒温20min后,观测有无产生滑移现象,若还有光隙产生,继续修理,直至修好为止。关于8字运动的图解如图1所示,由A->B-C->D->A。实线代表刀口尺工作棱边移动的面积,虚线代表压砂平板。1,2,3,4和a,b,c,d代表二者运动时的相对位置。修理时的研磨压力为((40~110)kPa,研磨速度为(8~16)m/min,可见刀口尺的修理无需过于用力,研磨速度略大于修理量块的速度。对于300mm或接近300mm这样的刀口尺,如果觉得单手操作比较不习’惯,也可以改用双手操作。方法是:左右手均匀握住刀口尺的刀柄,且所有指尖向下,双手手腕呈悬空状,修理时的运动方向同上。
对于③和④的修理:利用刀口尺本身自重的原理,调整手握刀口尺刀柄的位置(不建议用双手),也就是说哪边产生光隙尽量握住哪边,仅依靠其自重,做绕8字形运动进行修理即可。
对于⑤的修理:双手或者单手握住刀口尺刀柄的中间部分,当刀口尺工作棱边与研磨平板充分接触后,以此为移动轴线,使不产生光隙的该面与研磨平板的夹角呈约22°,向前水平滑移,当快要到达研磨平板的前边缘时,停止滑移,将刀口尺调转180°,状态不变并向后水平滑移2~4次后,再做绕8字形运动2~4次,恒温、观测后再作修理调整直至修好为止。
【二】、刀口尺的测量检定原理
刀口尺的测量面呈刀口状,常见的有刀口形直尺、三棱尺以及四棱尺。刀口形直尺广泛应用于生产现场产品的检验,以光隙法为理论基础,主要用于测量机加零件表面的直线度和平面度。机加零件的直线度和平面度对零件的密封性、运动平稳性、以及噪音等都有很大影响,因此,工厂加工零件的同时对机加零件的直线度和平面度进行严格把控。为了机加零件直线度及平面度测量结果的性,刀口形直尺工作棱边的质量。截至目前,常规的刀口形直尺检定均采用人眼观测的方法,存在人为因素影响大、测量结果无法量化等问题。
光隙法是利用人眼观察透光缝隙,根据可见光颜色来判断对应光隙的宽度。由于操作简单且测量准确度相对较高,光隙法广泛应用于长度计量。
标准光隙由3等量块、2级平晶和0级刀口形直尺构成。先将两块厚度为1mm的量块放置于2级平晶上,在1mm的量块中间依次放置0.999~0.9980.997mm直至0.991mm的量块;再将刀口形直尺放置于两块1mm的量块上,使其刃口与两块1mm量块的上表面良好接触。因为各量块与1mm量块之间存在厚度差,故形成了标准光隙,标准光隙搭建原理。当光源照射到标准光隙的一侧时,人眼在标准光隙的另一侧便可观察到不同宽度的标准光隙所对应的不同颜色的色光。
根据经验,一般缝隙宽度达到0.5μm即可透光。
白光通过宽度为0.8μm左右的缝隙后呈蓝色,通过宽度为1.25一1.75μm的缝隙后呈红色,通过宽度超过2μm或2.5μm的缝隙后呈白色。
传统刀口形直尺的检定主要依靠人眼判断。将待检刀口形直尺刃口垂直放置于标准研磨面平尺上,直线度较差的刀口形直尺与研磨面平尺相交处将形成宽度的缝隙。刀口形直尺后方的白炽灯发出的光照射到刀口形直尺刃口处的缝隙时,将发生单缝衍射现象。
可见光包含红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色光,波长范围为380一760nm。由单缝衍射原理可知,光的波长与缝隙宽度越接近,衍射现象越明显;反之,光的波长与缝隙宽度的差距越大,衍射现象越弱。当白炽灯发出的白光照射到刀口形直尺工作棱边与研磨面平尺之间的缝隙时,不同宽度的缝隙后方各单色光发生衍射的强度不同,导致呈现的衍射光颜色也不一样,同时,因为单缝衍射现象的存在,每一个缝隙后方的衍射光均由多种色光组成。根据JJG63-2007《刀口形直尺检定规程》,刀口形直尺刃口处不透光或只有蓝光时,认为其直线度小于1μm;当缝隙宽度大于1μm时,采用与标准光隙颜色对比的方法即可确定刀口形直尺刃口处的直线度。
刀口形直尺直线度检定方法存在两点不足:①人眼无法仅凭视觉信息对比两种色光的颜色;②经过检定的刀口形直尺并不能准确的直线度检定数据。

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