其一、平尺直線度測量系統(tǒng)評估方法
鎂鋁平尺是一種具有平面的尺形量規(guī),一般用于以著色法、指示表法檢驗平板、長導(dǎo)軌等的平面度,也常用于以光隙法檢驗工件棱邊的直線度。平尺一般用花崗石制造,也有用鑄鐵或軸承鋼制造的。
按照平尺校準(zhǔn)規(guī)范技術(shù)要求,對平尺直線度的測量采用橋板測量法,該方法僅測量橋板兩個支撐點的相對傾斜角度,然后用各支撐點的測量數(shù)據(jù)評價其直線度。由于該方法只使用了各支撐點的數(shù)據(jù)對整個測量面進(jìn)行估算,無法對整個測量面的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合評定,從而導(dǎo)致測量誤差的產(chǎn)生。對平尺直線度測量的通用方法為根據(jù)JJF1097—2003《平尺校準(zhǔn)規(guī)范》中對平尺工作面直線度測量的技術(shù)要求,采用橋板測量法進(jìn)行直線度的測量。將電子水平儀或自準(zhǔn)直儀反射鏡固定在橋板上,橋板按照設(shè)定的跨距在平尺工作面上尾相接地移動,從電子水平儀或自準(zhǔn)直儀上讀取儀器數(shù)據(jù),然后按照直線度評定方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理直線度測量結(jié)果。
根據(jù)實際需要,本文提出平尺直線度測量系統(tǒng)的技術(shù)方案,該系統(tǒng)可以實現(xiàn)對平尺工作面被測直線上所有點位的測量,測量結(jié)果,平尺校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,減小量值傳遞過程中的測量誤差。
1平尺直線度評估方法的基本思路按平尺直線度的檢測要求,提出該方法的實現(xiàn)步驟:
1)光電自準(zhǔn)直儀光束校準(zhǔn)。根據(jù)光電自準(zhǔn)直儀和平尺平面,對光束進(jìn)行校準(zhǔn),保持反射鏡和光電自準(zhǔn)直儀處于水平。
2)設(shè)定橋板跨距。根據(jù)不同尺寸的平尺,所需要采集點的數(shù)量也不同,并且需要跨距進(jìn)行調(diào)整。
3)采樣。移動跨距,采集不同位置上各點的直線度相對值。
4)擬合。對采樣點基于較小二乘法進(jìn)行實時直線擬合,根據(jù)多組數(shù)值進(jìn)行直線度擬合。
5)求解。對擬合數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,并且評估其誤差值。
2基于較小二乘法的直線度評估方法在現(xiàn)有的實際測量中,常用3種方法評估直線度,分別為兩端點連線法、較小包容區(qū)域法和較小二乘法;由于兩端點連線法較為簡便而廣泛應(yīng)用于實際測量中,但是該方法測量的評估值誤差較大。因此,考慮到測量中所需要的精度,本文中采用較小二乘法對直線度進(jìn)行評估。
較小二乘法即為求出一個較接近的理想直線,要求與這條直線平行的兩條直線接近真實值,并且能滿足每個測量值到這個直線的距離較小,這時這條直線即為所求的較小二乘直線。在測量過程中,測量值的平方都大于零,所求的較小二乘直線要使各點的偏差均為較小,即為各點測量值到較小二乘直線的平方和較小,所以較小二乘直線要盡可能的靠近這些點的曲線。
該系統(tǒng)的要求:
1)與被測量平尺接觸的位置需要平行度等精讀要求。
2)實現(xiàn)評定要求和準(zhǔn)確度要求。
3)采集數(shù)據(jù)的間隔點需要在規(guī)范[m中規(guī)定值的范圍內(nèi)。
4)實現(xiàn)上述方法的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
一般的,把整個系統(tǒng)分為機(jī)械系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。
其二、刀口尺的檢定方法
JJG63-2007檢定規(guī)程取消。0級鎂鋁合金平尺是值得商榷的,在很多的地方需要用0級刀口尺進(jìn)行檢定和測量,又沒有其他測量方法可以取代它,不像千分尺取消0級可以有數(shù)顯千分尺、杠桿千分尺等來代替它。根據(jù)的介紹“在調(diào)研中我們發(fā)現(xiàn),不少生產(chǎn)單位為產(chǎn)品質(zhì)量,在生產(chǎn)中僅簡單以有無光縫作為判別刀口尺是否合格的依據(jù),因此生產(chǎn)的產(chǎn)品全部是0級品,沒有1級品”。生產(chǎn)0級刀口尺在質(zhì)量上并不存在問題。主要是對。級刀口尺的不確定度評定達(dá)不到要求,故而取消0級刀口尺。因此有對0級刀口尺的檢定方法及其不確定度進(jìn)行探討。
刀口尺的檢定方法老版本的檢定規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)都有這樣一句話是很重要的,“檢定時,刀口尺的光隙長度應(yīng)小于刀口尺全長的三分之一”。0.5μm的光隙能不能看清楚,作者在1961年用瑞典量塊組成了0.5μm的標(biāo)準(zhǔn)光隙,與1μm的光隙比較差一倍的感覺非常清楚,為了推廣0.5μm標(biāo)準(zhǔn)光隙,在20世紀(jì)90年代才請成量廠生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)光隙量塊。
刀口尺的檢定是將刀口尺刃邊置于研磨平尺工作面上,在日光燈或燈箱的照明下觀測刃邊與研磨平尺工作面間的光隙(刀口尺在±15°擺動下)與標(biāo)準(zhǔn)光隙比較。標(biāo)準(zhǔn)光隙由。級量塊(除了0.5μm和1.0μm的光隙是。級,其余是1級)、φ60mm平晶和0級刀口尺組成?,F(xiàn)將各項要求分述如下。
1研磨平尺的要求
作者在20世紀(jì)80年代研磨平尺學(xué)習(xí)班資料中推薦的研磨平尺參數(shù)及JJG740-1991和JJG740-2005對研磨平尺的要求見表1。例如一個400mm的研磨平尺,它要求在360mm內(nèi)直線度應(yīng)不大于0.4μm,在任意240mm上直線度不大于0.25μm,在任意180mm上不大于0.15μm。這樣這根尺子就可以檢定300mm以下的各種長度的刀口尺。如果不能滿足上述要求,但在指定的范圍滿足0.25μm/240mm及0.15μm/180mm,應(yīng)該在檢定證書注明符合要求的工作段的位置。規(guī)程對于270和300mm的研磨平尺要求高了一點,可以放寬到0.25μm,在任意180mm長度上不大于0.15μm即可。
對于使用中的研磨平尺其表面的劃痕不應(yīng)影響它的反光能力,如果反光能力下降了會影響光隙寬度變小。雖然其直線度合乎要求,仍需研磨拋光其表面,提高表面粗度。
2標(biāo)準(zhǔn)光隙的要求
由于標(biāo)準(zhǔn)間隙只有0.5μm,所用的0級刀口尺使用其無光隙的2/3部分中的約30mm長的一段。組成0.5μm標(biāo)準(zhǔn)間隙的量塊用。級量塊,而不像規(guī)定用三等量塊。因為在使用過程中無法對三等量塊的偏差進(jìn)行修正,JJG64-1994規(guī)定用直徑60mm或80mm的1級平晶。
3關(guān)于燈箱的要求
規(guī)程應(yīng)該給出燈箱在觀察處的照度應(yīng)達(dá)到多少流明的數(shù)值。在這個條件下可以清晰看到0.5μm的標(biāo)準(zhǔn)光隙。
4刀口尺光隙大小的確定檢驗刀口尺光隙時先確定光隙長度是否超過全長的1/3,然后確定其光隙的大小。有三種情況可以是判斷無誤的,先是沒有光隙存在,其次是明顯看出光隙比0.5μm的標(biāo)準(zhǔn)光隙小,第三種情況是明顯看出比0.5μm標(biāo)準(zhǔn)光隙大。不能明確判斷的就是光隙與標(biāo)準(zhǔn)光隙相當(dāng),究竟是大于或是小于標(biāo)準(zhǔn)光隙。這時可以把量塊放在研磨平尺上,刀口尺壓在三塊量塊上,若刀口尺是中間有光隙(中間量塊大于兩邊量塊0.5μm,看中間量塊能不能動,能動則直線度大于0.5μm,不能動則直線度小于0.5μm。若是端部有光隙,當(dāng)兩端都有光隙,則中間量塊小于兩端量塊0.5μm,若是一端有光隙,中間及無光隙一端的量塊比有光隙一端的量塊小0.5μm。中間量塊能動說明光隙小于0.5μm,中間不能動說明光隙大于0.5μm。至于其他規(guī)格的刀口尺光隙的確定,與上述相類似。