機(jī)械加工計(jì)量器具選擇與使用

時(shí)間:2022-05-17 02:52:47

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機(jī)械加工計(jì)量器具選擇與使用

1選擇計(jì)量器時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

1.1零件大小、表面質(zhì)量、材料性質(zhì)在確定加工零件的大小時(shí),需保證計(jì)量器的量程范圍略大于加工零件的測(cè)量值。對(duì)于表面質(zhì)量比較好的加工零件,我們可以優(yōu)先使用精度高的計(jì)量器;反之,則不要使用精度高的計(jì)量器。對(duì)于一些材料比較軟的加工零件,或表面比較薄的零件,我們應(yīng)該盡量使用測(cè)力小的計(jì)量器。1.2加工零件的技術(shù)要求和批量大小對(duì)于批量生產(chǎn)的加工零件,如果沒(méi)有特別的技術(shù)要求,我們則可以選用公用的計(jì)量器進(jìn)行測(cè)量;對(duì)于某些小批量的加工零件,或者有特殊技術(shù)要求的加工零件,我們則應(yīng)該選擇對(duì)應(yīng)的專用計(jì)量器[1]。1.3了解清楚計(jì)量器自身所存在的誤差所有計(jì)量器都是存在誤差的,如果不提前了解,會(huì)導(dǎo)致選用不當(dāng),最終會(huì)導(dǎo)致我們對(duì)加工零件的測(cè)量數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤判。1.4選擇合適的量程、精度、靈敏度設(shè)備的量程關(guān)系到最終選用的設(shè)備是否能夠正常進(jìn)行測(cè)量工作,而計(jì)量器的量程又分為工作量程和有效量程2種。1.5重復(fù)性和再現(xiàn)性選擇如果設(shè)備的重復(fù)性和再現(xiàn)性好,那么測(cè)量計(jì)量器的穩(wěn)定性也好;如果設(shè)備的重復(fù)性和再現(xiàn)性差,則說(shuō)明該計(jì)量設(shè)備所提供數(shù)據(jù)的離散性大,不會(huì)呈現(xiàn)相關(guān)性分布,最終導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果誤差較大。1.6經(jīng)濟(jì)可行要熟悉加工零件的計(jì)量要求和計(jì)量器的測(cè)量精度,避免錯(cuò)誤計(jì)量,造成最終產(chǎn)品不合格,同時(shí)也要避免過(guò)于精密地測(cè)量,造成人力、財(cái)力和時(shí)間的浪費(fèi)。1.7工具的選擇機(jī)械加工過(guò)程中,量具是機(jī)械加工最基礎(chǔ)的工具,使用最頻繁,如何正確地使用用具是最關(guān)鍵的問(wèn)題。下面就常用的計(jì)量器具進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析:①游標(biāo)卡尺,測(cè)量長(zhǎng)度、內(nèi)外徑、深度的量具;②杠桿百分表,其分度值為0.01mm,測(cè)量范圍不大于1mm;③千分尺,測(cè)量長(zhǎng)度的工具,用它測(cè)量長(zhǎng)度可以精確到0.01mm,測(cè)量范圍為幾厘米;④萬(wàn)能角度尺,用于機(jī)械加工中內(nèi)、外角的測(cè)量,可測(cè)0°~320°的外角和40°~130°的內(nèi)角,主尺刻線每格為1°;⑤塞尺,測(cè)微片或厚薄規(guī),是用于檢驗(yàn)間隙的測(cè)量器具;⑥量塊,是無(wú)刻度的標(biāo)準(zhǔn)端面量具,也是尺寸傳遞系統(tǒng)中的中間標(biāo)準(zhǔn)量具。1.8其他方面計(jì)量器在其他方面也有一些要求,具體如下:①計(jì)量器在實(shí)際操作過(guò)程中對(duì)放置位置的要求,例如,有時(shí)候計(jì)量器需要水平放置測(cè)試,有時(shí)候又需要垂直放置測(cè)試,而一些精密的計(jì)量器對(duì)這些都是有要求的;②計(jì)量器檢定與校準(zhǔn)的特殊要求;③計(jì)量器在工廠加工零件的可操作性要求;④計(jì)量器在使用過(guò)程中安全防護(hù)能力方面的要求等。

2選擇計(jì)量器的方法

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)量器選用方法:GB/T3177—2009規(guī)定,從工件的最大實(shí)體尺寸和最小實(shí)體尺寸分別向公差帶內(nèi)移動(dòng)一個(gè)尺寸值,稱為“安全裕度”,用A表示。所以,國(guó)家明確規(guī)定了加工零件的制造誤差和檢驗(yàn)時(shí)計(jì)量器所測(cè)的測(cè)量誤差的總和不能超過(guò)加工零件的公差。影響安全裕度的因素則分別有溫度、形狀誤差、計(jì)量器的本身誤差值u1、壓縮效應(yīng)等,由此又形成了不確定因素u2.因此,我們可以在GB/T3177—2009中根據(jù)零件公差查出對(duì)應(yīng)的計(jì)量器的不確定因素u1,再根據(jù)其來(lái)選擇對(duì)應(yīng)規(guī)格的量具。

3選擇計(jì)量器的實(shí)例

下面將分析企業(yè)的3個(gè)實(shí)際案例。3.1計(jì)量器選擇案例1以工廠常用的7級(jí)精度的軸徑Ǿ150f7-0.043-0.083為例,從GB/T3177—2009表1中可以查得零件的安全裕度A=0.004mm。那么,對(duì)于對(duì)應(yīng)計(jì)量器具的不確定度u,分為Ⅰ檔、Ⅱ檔、Ⅲ檔,這3個(gè)檔位對(duì)應(yīng)公差分別占加工零件公差的1/10、1/6和1/4.對(duì)于低精度的零件加工,工廠會(huì)選擇采用1/10;對(duì)于高精度的零件加工,工廠會(huì)選擇采用1/4甚至1/2.顯然,加工零件的精度越高,對(duì)計(jì)量器具的精度要求就越高。根據(jù)u=0.9A,可用確定出的計(jì)量器具不確定度值修正安全裕度A,修正后的零件安全裕度A=0.006/0.9=0.0067mm。最后,確定加工零件的驗(yàn)收極限。由于加工零件是軸,則上驗(yàn)收極限=最大實(shí)體尺寸-A=150-0.043-0.0067=149.9503mm;下驗(yàn)收極限最?。綄?shí)體尺寸+A=150-0.083+0.0067=149.9237mm。計(jì)量器具不確定度值如表1所示(單位為mm)。3.2計(jì)量器具選擇案例2以加工零件軸Ǿ250h12為例,該加工零件的公差為0.460mm,那么其規(guī)定的公差帶就在大于0.320mm且小于等于0.580mm公差范圍內(nèi),然后通過(guò)GB3177—1982中的表可以查出所對(duì)應(yīng)的計(jì)量器具不確定值,其中,u=0.029mm是符合要求的。然后進(jìn)行檢驗(yàn),可以在JB/2181—1982中的表中查到加工零件尺寸在250~200mm的范圍內(nèi),其所對(duì)應(yīng)的分度值0.02mm的游標(biāo)卡尺的不確定度為0.02mm,小于計(jì)量器具不確定度允許值0.029mm,在極限誤差范圍內(nèi),可以滿足測(cè)量要求。3.3計(jì)量器選擇案例3以外審時(shí)的尺寸Ǿ70+0.046+0.010mm為例,同樣根據(jù)GB/T3177—2009中的表來(lái)確定計(jì)量器具。根據(jù)查表知道零件的公差為T=0.036mm,在GB/T3177—2009表1中查詢得到零件的安全裕度A=0.003mm。所以,該零件的公差帶介于7級(jí)和8級(jí)之間,本例中按照7級(jí)公差T=0.03mm來(lái)選擇確定u.

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,雖然國(guó)家已經(jīng)明確指出了計(jì)量器的選擇規(guī)范,但是在實(shí)際的操作運(yùn)用中,我們依舊需要考慮到方方面面。不一定完全按照已經(jīng)規(guī)定好的步驟就能選出合適的計(jì)量器,例如,精度為0.01mm的外徑千分尺是車間使用的通用計(jì)量器具中精度最高的量具。但是,人為操作誤差、計(jì)量器具誤差以及測(cè)量方式誤差的存在,導(dǎo)致無(wú)論多么精密的器具都會(huì)產(chǎn)生一定的誤判率。

參考文獻(xiàn):

[1]全國(guó)產(chǎn)品尺寸和幾何技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).GB/T18779.2—2004產(chǎn)品幾何量技術(shù)規(guī)范(GPS)工件與測(cè)量設(shè)備的測(cè)量檢驗(yàn)第2部分:測(cè)量設(shè)備校準(zhǔn)和產(chǎn)品檢驗(yàn)中GPS測(cè)量的不確定度評(píng)定指南[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2005.

[2]費(fèi)業(yè)泰.誤差理論與數(shù)據(jù)處理[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2010.

作者:湛正勇 單位:貴州航天精工制造有限公司