刀口尺的檢定方法以及測量檢定原理

[一]、刀口尺的檢定方法
JJG63-2007檢定規程取消。0級鎂鋁平尺是值得商榷的，在很多的地方需要用0級刀口尺進(jìn)行檢定和測量，又沒(méi)有其他測量方法可以取代它，不像千分尺取消0級可以有數顯千分尺、杠杆千分尺等來代替它。根據的介紹“在調研中我們發(fā)現，不少生産單位爲産品質量，在生産中僅簡單以有無光縫作爲判别刀口尺是否合格的依據，因此生産的産品全部是0級品，沒(méi)有1級品”。生産0級刀口尺在質量上并不存在問題。主要是對(duì)。級刀口尺的不确定度評定達不到要求，故而取消0級刀口尺。因此有對(duì)0級刀口尺的檢定方法及其不确定度進(jìn)行探讨。
刀口尺的檢定方法老版本的檢定規程和标準都(dōu)有這(zhè)樣(yàng)一句話是很重要的，“檢定時(shí)，刀口尺的光隙長(cháng)度應小于刀口尺全長(cháng)的三分之一”。0.5μm的光隙能(néng)不能(néng)看清楚，作者在1961年用瑞典量塊組成(chéng)了0.5μm的标準光隙，與1μm的光隙比較差一倍的感覺非常清楚，爲了推廣0.5μm标準光隙，在20世紀90年代才請成(chéng)量廠生産标準光隙量塊。
刀口尺的檢定是將(jiāng)刀口尺刃邊置于研磨平尺工作面(miàn)上，在日光燈或燈箱的照明下觀測刃邊與研磨平尺工作面(miàn)間的光隙(刀口尺在±15°擺動下)與标準光隙比較。标準光隙由。級量塊(除了0.5μm和1.0μm的光隙是。級，其餘是1級)、φ60mm平晶和0級刀口尺組成(chéng)。現將(jiāng)各項要求分述如下。
1研磨平尺的要求
作者在20世紀80年代研磨平尺學(xué)習班資料中推薦的研磨平尺參數及JJG740-1991和JJG740-2005對(duì)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内直線度應不大于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(zhè)樣(yàng)這(zhè)根尺子就(jiù)可以檢定300mm以下的各種(zhǒng)長(cháng)度的刀口尺。如果不能(néng)滿足上述要求，但在指定的範圍滿足0.25μm/240mm及0.15μm/180mm，應該在檢定證書注明符合要求的工作段的位置。規程對(duì)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(cháng)度上不大于0.15μm即可。
對(duì)于使用中的研磨平尺其表面(miàn)的劃痕不應影響它的反光能(néng)力，如果反光能(néng)力下降了會(huì)影響光隙寬度變小。雖然其直線度合乎要求，仍需研磨抛光其表面(miàn)，提高表面(miàn)粗度。
2标準光隙的要求
由于标準間隙隻有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(cháng)的一段。組成(chéng)0.5μm标準間隙的量塊用。級量塊，而不像規定用三等量塊。因爲在使用過(guò)程中無法對(duì)三等量塊的偏差進(jìn)行修正，JJG64-1994規定用直徑60mm或80mm的1級平晶。
3關于燈箱的要求
規程應該給出燈箱在觀察處的照度應達到多少流明的數值。在這(zhè)個條件下可以清晰看到0.5μm的标準光隙。
4刀口尺光隙大小的确定檢驗刀口尺光隙時(shí)先确定光隙長(cháng)度是否超過(guò)全長(cháng)的1/3，然後(hòu)确定其光隙的大小。有三種(zhǒng)情況可以是判斷無誤的，先是沒(méi)有光隙存在，其次是明顯看出光隙比0.5μm的标準光隙小，第三種(zhǒng)情況是明顯看出比0.5μm标準光隙大。不能(néng)明确判斷的就(jiù)是光隙與标準光隙相當，究竟是大于或是小于标準光隙。這(zhè)時(shí)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(liǎng)邊量塊0.5μm，看中間量塊能(néng)不能(néng)動，能(néng)動則直線度大于0.5μm，不能(néng)動則直線度小于0.5μm。若是端部有光隙，當兩(liǎng)端都(dōu)有光隙，則中間量塊小于兩(liǎng)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(néng)動說明光隙小于0.5μm,中間不能(néng)動說明光隙大于0.5μm。至于其他規格的刀口尺光隙的确定，與上述相類似。
[二]、刀口尺的測量檢定原理
鎂鋁合金平尺的測量面(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。