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技術(shù)交流

機(jī)械的測量技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)
發(fā)布時(shí)間：2011/7/13

一、概述

      在機(jī)械制造過程中，需要對零件的幾何參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的度量與控制，并將這種度量與控制納入一個(gè)完整且嚴(yán)密的研究、管理體系，這個(gè)體系被稱為幾何量計(jì)量。它包括長度基準(zhǔn)的建立，尺寸量值的傳遞、檢驗(yàn)與精度分析，各級計(jì)量器具的檢定與管理，新的計(jì)量器具及檢測方法的研制、開發(fā)和發(fā)展等內(nèi)容。而測量技術(shù)是幾何量計(jì)量在生產(chǎn)中的重要實(shí)施手段，是貫徹質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)保證。

      在一般的機(jī)械制造工廠中，除車間現(xiàn)場使用的檢測手段外，還設(shè)立專門的計(jì)量室，配備專門的計(jì)量人員和各種計(jì)量設(shè)備，以完成較高精度的檢測任務(wù)和長度量值的傳遞工作。各種級別的計(jì)量室，是機(jī)械制造工廠的眼睛，是機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量管理中不可缺少的機(jī)構(gòu)。

二、測量與檢驗(yàn)
    在機(jī)械制造中，測量技術(shù)主要是研究對零件幾何參數(shù)進(jìn)行測量和檢驗(yàn)的問題。
    所謂測量就是將被測量(如長度、角度等)和作為計(jì)量單位的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，以確定其量值的過程。
    檢驗(yàn)是與測量相似的概念，但通常只判定被測量是否合格，如用光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)零件。檢驗(yàn)的特點(diǎn)是不必測得被測量的實(shí)際數(shù)值，只需確定被測量是否合格。
    任何一個(gè)測量過程都包括四個(gè)要素，即被測對象、計(jì)量單位、測量方法和測量精度。測量方法是指測量時(shí)所采用的測量原理、計(jì)量器具以及測量條件的總和。測量精度是指測量結(jié)果與真值的一致程度，它體現(xiàn)了測量結(jié)果的可靠性。
三、長度基準(zhǔn)和量值傳遞
 為了保證測量的準(zhǔn)確度，首先需要建立統(tǒng)一、可靠的測量單位基準(zhǔn)。我國是以米(m)作為法定的基本長度單位。米的定義是：光在真空中，在1／299 792 458秒時(shí)間間隔內(nèi)所經(jīng)過的距離。
 米定義的復(fù)現(xiàn)主要采用穩(wěn)頻激光。我國采用碘吸收穩(wěn)定的0．633／-m氦氖激光幅射作為波長標(biāo)準(zhǔn)，這就是國家計(jì)量基準(zhǔn)器。這樣，不僅可以保證測量單位穩(wěn)定、可靠和統(tǒng)一，而且使用方便，從本質(zhì)上提高了測量精度。
 尺寸量值傳遞的媒介是各級計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器，上一級的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器用來檢定下一級的標(biāo)準(zhǔn)器，以實(shí)現(xiàn)量值的準(zhǔn)確傳遞。計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器有量塊和標(biāo)準(zhǔn)線紋尺兩大類。尺寸量值通過兩個(gè)平行的系統(tǒng)向下傳遞。一個(gè)是線紋量具系統(tǒng)，一個(gè)是端面量具系統(tǒng)。
四、量塊
    量塊又稱塊規(guī)，是無刻度的端面量具，在計(jì)量部門和機(jī)械制造中應(yīng)用較廣。它除了作為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行尺寸量值傳遞以外，還可用于計(jì)量器具、機(jī)床、夾具的調(diào)整以及工件的測量和檢驗(yàn)。
    目前量塊的材料多用軸承鋼，具有尺寸穩(wěn)定、硬度高和耐磨性較好等特點(diǎn)。
   量塊的形狀有長方體和圓柱體兩種，常用的是長方體。如圖5-2a所示，長方體量塊具有上、下測量面和四個(gè)非測量面。上、下測量面是經(jīng)過精密加工的很平、很光的平行平面。標(biāo)稱尺寸0．5～10mm的量塊，其截面尺寸為30ram X 9mm；標(biāo)稱尺寸10～1000mm的，其截面尺寸為35mmX 9mm。
    1．量塊中心長度
    量塊的精度雖然很高，但是上、下測量面也不是絕對平行的，因此量塊的工作尺寸以量塊中心長度來代表。所謂量塊中心長度是指量塊一個(gè)測量面的中心點(diǎn)至量塊另--N量面之間的垂直距離L，如圖5．2b所示，圖中￡，為量塊任意點(diǎn)長度。
2．量塊的研合性與組合
a)量塊的外形與結(jié)構(gòu) b)量塊中心長度
 量塊的測量面十分光滑和平整，這使量塊具有研合性。如將一量塊的測量面沿著另一量塊的測量面滑動(dòng)，同時(shí)用手稍加壓力，兩量塊便能研合在一起。量塊的這種通過分子吸引力的作用而粘合在一起的性能稱為量塊的研合性。
    量塊的研合性使量塊可以組合使用，即將幾個(gè)量塊研合在一起組成需要的尺寸，因此量塊是成套供應(yīng)的。根據(jù)GB 6093—85的規(guī)定，我國生產(chǎn)的成套量塊有91塊、83塊、46塊、38塊等17種規(guī)格。現(xiàn)以83塊一套為例，列出尺寸如下：
 間隔0．01mm：從1．0l，1．02，…，1．49，共49塊；
 間隔0．imm：從1．5，1．6，…，1．9，共5塊；
 間隔0．5mm：從2．0，2．5，…，9．5，共16塊；
 間隔10mm：從10，20，…，100，共10塊；  
 組合量塊的原則是量塊的數(shù)目盡可能少，一般不應(yīng)多于4～5塊。選用的方法是首先選擇能去除最后一位小數(shù)的量塊，然后逐級遞減選取。
 3．量塊的級和等
 為了滿足各種不同的應(yīng)用場合，對量塊規(guī)定了若干精度等級。GB 6093—85《量塊》對量塊的制造精度規(guī)定了六級：00，0，1，2，(3)和K級。其中00級最高，精度依次降低，K級為校準(zhǔn)級。量塊的“級”主要是根據(jù)量塊長度極限偏差和長度變動(dòng)量的允許值來決定的。測量面上最大與最小量塊長度之差稱為量塊長度變動(dòng)量。帶括號的等級根據(jù)訂貨供應(yīng)。
    國家計(jì)量局標(biāo)準(zhǔn)JJGl00--81《量規(guī)檢定規(guī)程》對量塊的檢定精度規(guī)定了六等：1，2，3，4，5，6等。其中1等最高，精度依次降低，6等最低。量塊分“等”主要是根據(jù)量塊中心長度測量的極限誤差和平面平行性允許偏差來決定的。
    量塊按級使用時(shí)，以量塊的標(biāo)稱尺寸作為工作尺寸，其誤差為量塊中心長度的制造誤差，使用方便，用于車間一般測量中；量塊按等使用時(shí)，將量塊中心長度的實(shí)際尺寸檢定出來，然后使用其實(shí)測值。顯然，量塊按等使用比按級使用要精確，故量塊用做標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行尺寸傳遞和精密測量時(shí)應(yīng)按等使用。