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刀口尺的检定方法以及测量检定原理

2021-08-23 05:19:56

[一]、刀口尺的检定方法
JJG63-2007检定规程取消。0级镁铝平尺是值得商榷的,在很多的地方需要用0级刀口尺进行检定和测量,又没有其他测量方法可以取代它,不像千分尺取消0级可以有数显千分尺、杠杆千分尺等来代替它。根据的介绍“在调研中我们发现,不少生产单位为保证产品质量,在生产中仅简单以有无光缝作为判别刀口尺是否合格的依据,因此生产的产品全部是0级品,没有1级品”。生产0级刀口尺在质量上并不存在问题。主要是对。级刀口尺的不确定度评定达不到要求,故而取消0级刀口尺。因此有对0级刀口尺的检定方法及其不确定度进行探讨。
刀口尺的检定方法老版本的检定规程和标准都有这样一句话是很重要的,“检定时,刀口尺的光隙长度应小于刀口尺全长的三分之一”。0.5μm的光隙能不能看清楚,作者在1961年用瑞典量块组成了0.5μm的标准光隙,与1μm的光隙比较差一倍的感觉非常清楚,为了推广0.5μm标准光隙,在20世纪90年代才请成量厂生产标准光隙量块。
刀口尺的检定是将刀口尺刃边置于研磨平尺工作面上,在日光灯或灯箱的照明下观测刃边与研磨平尺工作面间的光隙(刀口尺在±15°摆动下)与标准光隙比较。标准光隙由。级量块(除了0.5μm和1.0μm的光隙是。级,其余是1级)、φ60mm平晶和0级刀口尺组成。现将各项要求分述如下。
1研磨平尺的要求
作者在20世纪80年代研磨平尺学习班资料中推荐的研磨平尺参数及JJG740-1991和JJG740-2005对研磨平尺的要求见表1。例如一个400mm的研磨平尺,它要求在360mm内直线度应不大于0.4μm,在任意240mm上直线度不大于0.25μm,在任意180mm上不大于0.15μm。这样这根尺子就可以检定300mm以下的各种长度的刀口尺。如果不能满足上述要求,但在指定的范围满足0.25μm/240mm及0.15μm/180mm,应该在检定证书注明符合要求的工作段的位置。规程对于270和300mm的研磨平尺要求高了一点,可以放宽到0.25μm,在任意180mm长度上不大于0.15μm即可。
对于使用中的研磨平尺其表面的划痕不应影响它的反光能力,如果反光能力下降了会影响光隙宽度变小。虽然其直线度合乎要求,仍需研磨抛光其表面,提高表面粗度。
2标准光隙的要求
由于标准间隙只有0.5μm,所用的0级刀口尺使用其无光隙的2/3部分中的约30mm长的一段。组成0.5μm标准间隙的量块用。级量块,而不像规定用三等量块。因为在使用过程中无法对三等量块的偏差进行修正,JJG64-1994规定用直径60mm或80mm的1级平晶。
3关于灯箱的要求
规程应该给出灯箱在观察处的照度应达到多少流明的数值。在这个条件下可以清晰看到0.5μm的标准光隙。
4刀口尺光隙大小的确定检验刀口尺光隙时先确定光隙长度是否超过全长的1/3,然后确定其光隙的大小。有三种情况可以是判断无误的,先是没有光隙存在,其次是明显看出光隙比0.5μm的标准光隙小,第三种情况是明显看出比0.5μm标准光隙大。不能明确判断的就是光隙与标准光隙相当,究竟是大于或是小于标准光隙。这时可以把量块放在研磨平尺上,刀口尺压在三块量块上,若刀口尺是中间有光隙(中间量块大于两边量块0.5μm,看中间量块能不能动,能动则直线度大于0.5μm,不能动则直线度小于0.5μm。若是端部有光隙,当两端都有光隙,则中间量块小于两端量块0.5μm,若是一端有光隙,中间及无光隙一端的量块比有光隙一端的量块小0.5μm。中间量块能动说明光隙小于0.5μm,中间不能动说明光隙大于0.5μm。至于其他规格的刀口尺光隙的确定,与上述相类似。
[二]、刀口尺的测量检定原理
镁铝合金平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、耐磨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。为了保证机加零件直线度及平面度测量结果的可靠性,保证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领域。
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一定宽度的缝隙。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得到准确的直线度检定数据。

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