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量块的使用方法与优化

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:在各级计量部门中,量块常按检定后的尺寸使用。图2-1长度量值传递系统量块按“级”使用时,以量块的标称长度为工作尺寸,该尺寸包含了量块的制造误差,并将被引入到测量结果中。所以,量块按“等”使用时其精度比按“级”使用要高。表2-3列出了其中三套量块的尺寸系列。

量块的使用方法与优化

量块又名块规,它是一种没有刻度的平面平行端面量具,在机械制造厂和各级计量部门中应用较广。它除了作为量值传递的媒介以外,还可用于计量器具、机床、夹具的调整以及工件的测量和检验。

1.量块的材料、形状和尺寸

量块用特殊合金钢(常用铬锰钢)制成,其线膨胀系数小、性能稳定、不易变形且耐磨性好。量块的形状为长方形六面体,它有两个相互平行的测量面和四个非测量面,如图2-2所示。测量面上要求平面度很高而且非常光洁,两测量面之间具有精确的尺寸。量块上测量面的中点和与其另一测量面相研合的辅助体表面之间的垂直距离,称为量块的中心长度。量块上标出的尺寸称为量块的标称长度(或名义尺寸)。

2.量块的精度等级

为了满足各种不同的应用场合,国家标准对量块规定了若干精度等级。GB/T 6093—2001《量块》对量块的制造精度规定了五级:0,1,2,3和 K级。“级”主要是根据量块长度极限偏差、量块长度变动量、量块测量面的平面度、量块测量面的粗糙度以及量块测量面的研合性等指标来划分的。其中0级最高,精度依次降低,3级最低,K级为校准级。

在各级计量部门中,量块常按检定后的尺寸使用。因此,国家计量局对量块的检定精度规定了1,2,3,4,5等,其中,1等精度最高,依次降低。“等”主要依据量块中心长度测量不确定度和长度变动量最大允许值来划分的。

图2-1 长度量值传递系统

量块按“级”使用时,以量块的标称长度为工作尺寸,该尺寸包含了量块的制造误差,并将被引入到测量结果中。由于不需要加修正值,故使用较方便。

按“等”使用时,必须以检定后的实际尺寸作为工作尺寸,该尺寸不包含制造误差,但包含了检定时的测量误差;就同一量块而言,检定时的测量误差要比制造误差小得多。所以,量块按“等”使用时其精度比按“级”使用要高。例如,标称长度为30mm的0级量块,其长度的极限偏差为±0.00020mm,若按“级”使用,不管该量块的实际尺寸如何,均按30mm计,则引起的测量误差为0.00020mm。但是,若该量块经检定后,确定为三等,其实际尺寸为30.00012mm,测量极限误差为±0.00015mm。显然,按“等”使用,即按尺寸30.000 12mm使用的测量极限误差为±0.00015mm,比按“级”使用测量精度高。

量块的“级”和“等”是从成批制造和单个检定两种不同的角度出发,对其精度进行划分的两种形式。量块的精度指标见表2-1和表2-2。

图2-2 量块及其中心长度

表2-1 量块测量面上任意点的长度极限偏差和长度变动量最大允许值(摘自JJG146—2011)μm

表2-2 各等量块长度测量不确定度和长度变动量最大允许值(摘自JJG146—2011) μm(www.xing528.com)

3.量块的特性与使用

量块的基本特性除稳定性和准确性外,还有一个重要特性——研合性(黏合性)。所谓研合性,是指量块的测量面与另一个量块的测量面或经过精密加工的类似的平面,通过分子吸力作用而黏附在一起的性能。每块量块只有一个确定的工作尺寸,为了满足一定尺寸范围内的不同测量尺寸的要求,量块可以组合使用。

研合量块组时,首先用优质汽油将选用的各块量块清洗干净,用洁布擦干,然后以大尺寸量块为基础,顺次将小尺寸量块研合上去。量块研合方法如图2-3所示。

图2-3 量块研合方法

根据GB/T 6093—2001规定,我国生产的成套量块有91块、83块、46块、38块等17种规格。表2-3列出了其中三套量块的尺寸系列。

表2-3 成套量块尺寸表(摘自GB/T 6093—2001)

量块的组合原则:

(1)从所给尺寸的最后一位数字入手,每选一块,至少使尺寸的位数减少一位。

(2)应尽量减少量块组的块数。一般不超过4块。

例2-1 从83块一套的量块中组合尺寸为38.935mm的量块组,所组量块的竖式和横式如下:

随堂练习

量块分等、分级的依据是什么?按“级”使用和按“等”使用量块有何不同?

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