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技術交流

機械的測量技術基礎知識
發布時間：2011/7/13

一、概述

      在機械制造過程中，需要對零件的幾何參數進行嚴格的度量與控制，并將這種度量與控制納入一個完整且嚴密的研究、管理體系，這個體系被稱為幾何量計量。它包括長度基準的建立，尺寸量值的傳遞、檢驗與精度分析，各級計量器具的檢定與管理，新的計量器具及檢測方法的研制、開發和發展等內容。而測量技術是幾何量計量在生產中的重要實施手段，是貫徹質量標準的技術保證。

      在一般的機械制造工廠中，除車間現場使用的檢測手段外，還設立專門的計量室，配備專門的計量人員和各種計量設備，以完成較高精度的檢測任務和長度量值的傳遞工作。各種級別的計量室，是機械制造工廠的眼睛，是機械產品質量管理中不可缺少的機構。

二、測量與檢驗
    在機械制造中，測量技術主要是研究對零件幾何參數進行測量和檢驗的問題。
    所謂測量就是將被測量(如長度、角度等)和作為計量單位的標準量進行比較，以確定其量值的過程。
    檢驗是與測量相似的概念，但通常只判定被測量是否合格，如用光滑極限量規檢驗零件。檢驗的特點是不必測得被測量的實際數值，只需確定被測量是否合格。
    任何一個測量過程都包括四個要素，即被測對象、計量單位、測量方法和測量精度。測量方法是指測量時所采用的測量原理、計量器具以及測量條件的總和。測量精度是指測量結果與真值的一致程度，它體現了測量結果的可靠性。
三、長度基準和量值傳遞
 為了保證測量的準確度，首先需要建立統一、可靠的測量單位基準。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秒時間間隔內所經過的距離。
 米定義的復現主要采用穩頻激光。我國采用碘吸收穩定的0．633／-m氦氖激光幅射作為波長標準，這就是國家計量基準器。這樣，不僅可以保證測量單位穩定、可靠和統一，而且使用方便，從本質上提高了測量精度。
 尺寸量值傳遞的媒介是各級計量標準器，上一級的計量標準器用來檢定下一級的標準器，以實現量值的準確傳遞。計量標準器有量塊和標準線紋尺兩大類。尺寸量值通過兩個平行的系統向下傳遞。一個是線紋量具系統，一個是端面量具系統。
四、量塊
    量塊又稱塊規，是無刻度的端面量具，在計量部門和機械制造中應用較廣。它除了作為計量標準器進行尺寸量值傳遞以外，還可用于計量器具、機床、夾具的調整以及工件的測量和檢驗。
    目前量塊的材料多用軸承鋼，具有尺寸穩定、硬度高和耐磨性較好等特點。
   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、下測量面和四個非測量面。上、下測量面是經過精密加工的很平、很光的平行平面。標稱尺寸0．5～10mm的量塊，其截面尺寸為30ram X 9mm；標稱尺寸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測量面的中心點至量塊另--N量面之間的垂直距離L，如圖5．2b所示，圖中￡，為量塊任意點長度。
2．量塊的研合性與組合
a)量塊的外形與結構 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，同時用手稍加壓力，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，即將幾個量塊研合在一起組成需要的尺寸，因此量塊是成套供應的。根據GB 6093—85的規定，我國生產的成套量塊有91塊、83塊、46塊、38塊等17種規格。現以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目盡可能少，一般不應多于4～5塊。選用的方法是首先選擇能去除最后一位小數的量塊，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用場合，對量塊規定了若干精度等級。GB 6093—85《量塊》對量塊的制造精度規定了六級：00，0，1，2，(3)和K級。其中00級最高，精度依次降低，K級為校準級。量塊的“級”主要是根據量塊長度極限偏差和長度變動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量。帶括號的等級根據訂貨供應。
    國家計量局標準JJGl00--81《量規檢定規程》對量塊的檢定精度規定了六等：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，以量塊的標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，將量塊中心長度的實際尺寸檢定出來，然后使用其實測值。顯然，量塊按等使用比按級使用要精確，故量塊用做標準器進行尺寸傳遞和精密測量時應按等使用。