刀口尺的修理方法及測量檢定原理

【一】、刀口尺的修理方法
判别需要修理的鎂鋁合金平尺時(shí)，可采用光隙法:將(jiāng)标準件(如研磨面(miàn)平尺)與被(bèi)測刀口尺表面(miàn)相切，用肉眼觀察它們之間被(bèi)測表面(miàn)的直線度。通常縫隙小于0.5μm時(shí)，看不見透光;縫隙大于3μm時(shí)，可看見白光;縫隙在((0.5~3)μm時(shí)，可看見蘭光。呈現這(zhè)種(zhǒng)不同顔色的光，是由于衍射所引起(qǐ)的光幹涉的結果。任何區域出現白光都(dōu)說明該刀口尺需進(jìn)行修理。判别白光的方法大緻有3種(zhǒng):與标準直線比較測量法、互檢法、分段測量法。
環境條件:溫度:(20±5)℃；濕度:≤60%RH;無塵、無磁場、無劇烈震動。
1.非工作面(miàn)修理目的:使其具有的外觀及表面(miàn)質量，并它與工作面(miàn)的垂直度不受影響。
方法:將(jiāng)刀口尺平放在平闆或膠木闆上(其面(miàn)積≥300mmx300mm)，用油石、瑪瑙或砂布順紋理打磨即可。
工作面(miàn)的修理
目的:刀口尺的直線度和級别要求，并使其工作面(miàn)具有較好(hǎo)的直線性和粗糙度。
方法:
(1)修理前，先用油石去掉凸出的毛刺，然後(hòu)用φ≥100mm的平面(miàn)平晶觀察，如果不嚴重，隻需用極硬且平、細的瑪瑙或者油石打磨。
(2)刀口尺的修理不像量塊和角度塊修理那樣(yàng)，需要在粗、中、細壓砂平闆上分區修理。它隻需在不粗不細的300mmx300mm的壓砂平闆上修理即可，刀口尺的修理不需要任何夾具主要依靠手法熟練程度和手腕的懸空技巧來完成(chéng)。
研磨時(shí)(僅指單手操作)，各手指所持刀口尺刀柄的分布是這(zhè)樣(yàng)的:大拇指指尖向(xiàng)前與刀柄的長(cháng)邊一緻;其餘四指均勻分布在刀口尺刀柄長(cháng)邊的另一側，刀口尺工作棱邊(即刀刃部分)向(xiàng)下與平闆呈水平狀态。
通過(guò)光隙法對(duì)刀口尺的檢定，通常會(huì)出現這(zhè)幾種(zhǒng)情況:①刀口尺工作棱邊的中間有光隙區域産生;②刀口尺工作棱邊區域産生波浪式光隙區域;③刀口尺工作棱邊的前端(即刀口尺刀尖區域)有光隙區域産生;④刀口尺工作棱邊的後(hòu)端有光隙區域産生;⑤刀口尺工作棱邊在擺動150前或者擺動150後(hòu)，一面(miàn)産生光隙區域。
對(duì)于①和②的修理:根據自己的習慣，按照前面(miàn)所說用左手或右手握好(hǎo)預修理的刀口尺手柄，手腕呈懸空狀，刀口尺工作棱邊與壓砂平闆充分接觸後(hòu)，以此爲移動軸線，并與刀口尺刀柄面(miàn)與壓砂平闆的夾角呈約爲220，做繞8字形運動2}4次。恒溫20min後(hòu)，觀測有無産生滑移現象，若還(hái)有光隙産生，繼續修理，直至修好(hǎo)爲止。關于8字運動的圖解如圖1所示，由A->B-C->D->A。實線代表刀口尺工作棱邊移動的面(miàn)積，虛線代表壓砂平闆。1,2,3,4和a,b,c,d代表二者運動時(shí)的相對(duì)位置。修理時(shí)的研磨壓力爲((40~110)kPa，研磨速度爲(8~16)m/min，可見刀口尺的修理無需過(guò)于用力，研磨速度略大于修理量塊的速度。對(duì)于300mm或接近300mm這(zhè)樣(yàng)的刀口尺，如果覺得單手操作比較不習’慣，也可以改用雙手操作。方法是:左右手均勻握住刀口尺的刀柄，且所有指尖向(xiàng)下，雙手手腕呈懸空狀，修理時(shí)的運動方向(xiàng)同上。
對(duì)于③和④的修理:利用刀口尺本身自重的原理，調整手握刀口尺刀柄的位置(不建議用雙手)，也就(jiù)是說哪邊産生光隙盡量握住哪邊，僅依靠其自重，做繞8字形運動進(jìn)行修理即可。
對(duì)于⑤的修理:雙手或者單手握住刀口尺刀柄的中間部分，當刀口尺工作棱邊與研磨平闆充分接觸後(hòu)，以此爲移動軸線，使不産生光隙的該面(miàn)與研磨平闆的夾角呈約22°，向(xiàng)前水平滑移，當快要到達研磨平闆的前邊緣時(shí)，停止滑移，將(jiāng)刀口尺調轉180°，狀态不變并向(xiàng)後(hòu)水平滑移2~4次後(hòu)，再做繞8字形運動2~4次，恒溫、觀測後(hòu)再作修理調整直至修好(hǎo)爲止。
【二】、刀口尺的測量檢定原理
刀口尺的測量面(miàn)呈刀口狀，常見的有刀口形直尺、三棱尺以及四棱尺。刀口形直尺廣泛應用于生産現場産品的檢驗，以光隙法爲理論基礎，主要用于測量機加零件表面(miàn)的直線度和平面(miàn)度。機加零件的直線度和平面(miàn)度對(duì)零件的密封性、運動平穩性、以及噪音等都(dōu)有很大影響，因此，工廠加工零件的同時(shí)對(duì)機加零件的直線度和平面(miàn)度進(jìn)行嚴格把控。爲了機加零件直線度及平面(miàn)度測量結果的性，刀口形直尺工作棱邊的質量。截至目前，常規的刀口形直尺檢定均采用人眼觀測的方法，存在人爲因素影響大、測量結果無法量化等問題。
光隙法是利用人眼觀察透光縫隙，根據可見光顔色來判斷對(duì)應光隙的寬度。由于操作簡單且測量準确度相對(duì)較高，光隙法廣泛應用于長(cháng)度計量。
标準光隙由3等量塊、2級平晶和0級刀口形直尺構成(chéng)。先將(jiāng)兩(liǎng)塊厚度爲1mm的量塊放置于2級平晶上，在1mm的量塊中間依次放置0.999~0.9980.997mm直至0.991mm的量塊;再將(jiāng)刀口形直尺放置于兩(liǎng)塊1mm的量塊上，使其刃口與兩(liǎng)塊1mm量塊的上表面(miàn)良好(hǎo)接觸。因爲各量塊與1mm量塊之間存在厚度差，故形成(chéng)了标準光隙，标準光隙搭建原理。當光源照射到标準光隙的一側時(shí)，人眼在标準光隙的另一側便可觀察到不同寬度的标準光隙所對(duì)應的不同顔色的色光。
根據經(jīng)驗，一般縫隙寬度達到0.5μm即可透光。
白光通過(guò)寬度爲0.8μm左右的縫隙後(hòu)呈藍色，通過(guò)寬度爲1.25一1.75μm的縫隙後(hòu)呈紅色，通過(guò)寬度超過(guò)2μm或2.5μm的縫隙後(hòu)呈白色。
傳統刀口形直尺的檢定主要依靠人眼判斷。將(jiāng)待檢刀口形直尺刃口垂直放置于标準研磨面(miàn)平尺上，直線度較差的刀口形直尺與研磨面(miàn)平尺相交處將(jiāng)形成(chéng)寬度的縫隙。刀口形直尺後(hòu)方的白熾燈發(fā)出的光照射到刀口形直尺刃口處的縫隙時(shí)，將(jiāng)發(fā)生單縫衍射現象。
可見光包含紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種(zhǒng)色光，波長(cháng)範圍爲380一760nm。由單縫衍射原理可知，光的波長(cháng)與縫隙寬度越接近，衍射現象越明顯;反之，光的波長(cháng)與縫隙寬度的差距越大，衍射現象越弱。當白熾燈發(fā)出的白光照射到刀口形直尺工作棱邊與研磨面(miàn)平尺之間的縫隙時(shí)，不同寬度的縫隙後(hòu)方各單色光發(fā)生衍射的強度不同，導緻呈現的衍射光顔色也不一樣(yàng)，同時(shí)，因爲單縫衍射現象的存在，每一個縫隙後(hòu)方的衍射光均由多種(zhǒng)色光組成(chéng)。根據JJG63-2007《刀口形直尺檢定規程》，刀口形直尺刃口處不透光或隻有藍光時(shí)，認爲其直線度小于1μm;當縫隙寬度大于1μm時(shí)，采用與标準光隙顔色對(duì)比的方法即可确定刀口形直尺刃口處的直線度。
刀口形直尺直線度檢定方法存在兩(liǎng)點不足:①人眼無法僅憑視覺信息對(duì)比兩(liǎng)種(zhǒng)色光的顔色;②經(jīng)過(guò)檢定的刀口形直尺并不能(néng)準确的直線度檢定數據。