鄒丹

【摘 要】花鍵量規(guī)是控制工件花鍵齒厚或齒槽寬極限尺寸的專用量規(guī)。作為一種精密測(cè)量器具，使用過(guò)程中為了保持花鍵量規(guī)的精度，提高測(cè)量結(jié)果的可靠性，對(duì)它的使用必須科學(xué)、正確。要做好花鍵量規(guī)的精密測(cè)量及不確定度分析，要求測(cè)量人員不但專業(yè)知識(shí)要過(guò)硬，而且業(yè)務(wù)素質(zhì)要強(qiáng)，在平時(shí)的工作中要關(guān)注細(xì)節(jié)，積累豐富的工作經(jīng)驗(yàn)。本文對(duì)花鍵量規(guī)的精密測(cè)量及不確定度進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】花鍵量規(guī)；精密測(cè)量；不確定度；精度

花鍵量規(guī)是控制工件花鍵齒厚或齒槽寬極限尺寸的專用量規(guī)?；ㄦI量規(guī)按測(cè)量對(duì)象不同，可分為花鍵塞規(guī)和花鍵環(huán)規(guī)。根據(jù)花鍵量規(guī)功能及其特征的不同，可分為綜合通端環(huán)規(guī)、非全齒通端環(huán)規(guī)、綜合止端環(huán)規(guī)、非全齒止端環(huán)規(guī)、綜合通端塞規(guī)、非全齒通端塞規(guī)、綜合止端塞規(guī)、非全齒止端塞規(guī)。

一、花鍵量規(guī)的正確使用

花鍵量規(guī)作為一種精密測(cè)量器具，使用過(guò)程中為了保持量規(guī)的精度，提高檢驗(yàn)結(jié)果的可靠性，必須科學(xué)、正確地使用它。使用前，要認(rèn)真地對(duì)之進(jìn)行檢查。首先要核對(duì)圖紙，看它是否與要求的檢驗(yàn)尺寸和公差相符，以免發(fā)生差錯(cuò)。同時(shí)要檢查量規(guī)有沒(méi)有檢定合格的標(biāo)記或其他證明，還要檢查量規(guī)的工作表面上是否有銹斑，劃痕和毛刺等缺陷。因?yàn)檫@些缺陷容易引起被檢驗(yàn)工件表面質(zhì)量下降，特別是公差等級(jí)和表面粗糙度較高的有色金屬工件更為突出。還要檢查量規(guī)測(cè)頭與手柄聯(lián)結(jié)，看連接是否牢固可靠。最后還要檢查工件的被檢驗(yàn)部位，看是否有毛刺、凸起或劃傷等缺陷。精密測(cè)量要注重細(xì)節(jié)，要重視花鍵量規(guī)的清潔，使用前，用干凈的細(xì)棉紗或軟布，先把量規(guī)的工作表面擦干凈，之后再使用。可以在它的工作表面上涂一層薄油，以降低花鍵量規(guī)的磨損。

在使用花鍵量規(guī)時(shí)需要注意，避免用手觸摸量規(guī)的工作表面，以免引起量規(guī)生銹。使用的時(shí)候，要把花鍵量規(guī)放在合適的地方，如工具柜的臺(tái)面上，或機(jī)床不動(dòng)部分的木墊板上，不要放在機(jī)床刀架上或機(jī)床導(dǎo)軌上，以免放置不穩(wěn)造成損壞。

為了避免花鍵量規(guī)生銹，要求保存量規(guī)的地方必須干燥，不能潮濕。不論花鍵量規(guī)是否經(jīng)常使用，都要定期進(jìn)行檢查。要仔細(xì)觀察花鍵量規(guī)有沒(méi)有出現(xiàn)生銹，損傷，或者是否出現(xiàn)形狀的改變。如果發(fā)現(xiàn)花鍵量規(guī)出現(xiàn)生銹的情況，要立即對(duì)它采取補(bǔ)救措施，把生銹的花鍵量規(guī)放進(jìn)盛有汽油的容器內(nèi)，將之浸泡一段時(shí)間，使銹跡慢慢溶解，然后再取出來(lái)，將花鍵量規(guī)表面的汽油認(rèn)真擦干凈，然后涂上防銹油，以免花鍵量規(guī)再次生銹。

存放花鍵量規(guī)要關(guān)注細(xì)節(jié)，兩個(gè)量規(guī)的工作表面要分開(kāi)，分別進(jìn)行存放。不可將它們配合在一起進(jìn)行存放，否則會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)工作表面出現(xiàn)相互膠合的問(wèn)題。通過(guò)外力將它們分開(kāi)時(shí)，會(huì)引起兩個(gè)量規(guī)的工作表面受到一些損傷?；ㄦI量規(guī)在使用結(jié)束后，要用干燥、清潔的軟布將它擦干凈，擦干凈后，涂上一層無(wú)酸凡士林或防銹油，然后存放在專用的木盒內(nèi)，以免受潮或損傷。

二、花鍵量規(guī)的精密測(cè)量

傳統(tǒng)測(cè)量花鍵環(huán)規(guī)的棒間距主要采用針規(guī)加內(nèi)徑千分尺測(cè)量，操作時(shí)需手放置針規(guī)，旋轉(zhuǎn)內(nèi)徑千分尺找到最小值，傳統(tǒng)測(cè)量漸開(kāi)線花鍵塞規(guī)的跨棒距主要采用量棒加外徑千分尺，操作時(shí)需旋轉(zhuǎn)外徑千分尺找到最大值，傳統(tǒng)方法的缺點(diǎn)是測(cè)量時(shí)找拐點(diǎn)人為因素影響較多，且量棒在鍵槽中的位置不能接觸到槽內(nèi)的任意點(diǎn)，不能實(shí)時(shí)反饋到鍵槽的每個(gè)高度位置實(shí)際情況。

對(duì)花鍵環(huán)規(guī)的測(cè)量使用的是雙鉤法和T型測(cè)球法，雙鉤法測(cè)量時(shí)使用測(cè)鉤測(cè)球接觸花鍵規(guī)內(nèi)槽，使用五軸臺(tái)找到拐點(diǎn)，測(cè)量時(shí)可以升降花鍵規(guī)測(cè)量不同深度截面的棒間距；

T型測(cè)球法測(cè)量前先將工作臺(tái)調(diào)節(jié)水平，找到左側(cè)拐點(diǎn)采樣后然后移到右側(cè)找到右側(cè)拐點(diǎn)，再采樣，得到花鍵規(guī)棒間距測(cè)量值。

SJ5100高精度光柵測(cè)長(zhǎng)機(jī)使用五軸工作臺(tái)找花鍵規(guī)的拐點(diǎn)，人為干擾少，能夠得到穩(wěn)定可靠的測(cè)量數(shù)據(jù)。在測(cè)量計(jì)算方法上也進(jìn)行了修正處理，可實(shí)時(shí)修正測(cè)球大小、測(cè)力、環(huán)境溫度等造成的誤差，提高測(cè)量精度。測(cè)量時(shí)需要注意：測(cè)量前，將需使用的測(cè)球直徑使用平面測(cè)帽校準(zhǔn)得到準(zhǔn)確數(shù)據(jù)；T型測(cè)球測(cè)量花鍵環(huán)規(guī)時(shí)，使用標(biāo)準(zhǔn)環(huán)規(guī)將工作臺(tái)上表面找水平，放置花鍵規(guī)時(shí)，要擦干凈花鍵規(guī)基準(zhǔn)底面，以免花鍵規(guī)放置不垂直，引起測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)。

三、測(cè)量結(jié)果分析

某花鍵量規(guī)測(cè)得數(shù)據(jù)為Fa=0.0186mm，遠(yuǎn)超過(guò)所要求的0.005mm，重復(fù)測(cè)量10次得到平均值為0.0192mm。測(cè)得數(shù)據(jù)FP=0.0107mm，稍微超出誤差要求，重復(fù)測(cè)量10次得到平均值為0.0106mm。繪制每個(gè)輪齒顯示與理論位置的誤差，繪制左右輪齒以顯示輪齒之間的一致性。分度數(shù)據(jù)如果在每個(gè)齒面中沒(méi)有S曲線，則說(shuō)明徑向跳動(dòng)誤差非常小。

M值測(cè)量方面，將兩個(gè)量柱分別放在齒圈對(duì)徑或相距最遠(yuǎn)處的兩齒槽內(nèi)與兩側(cè)齒廓緊密接觸，再按被測(cè)齒輪的精度等級(jí)選擇適當(dāng)?shù)膬x器，如通用的千分尺、測(cè)長(zhǎng)機(jī)等。通常選擇杠桿千分尺測(cè)量。測(cè)量方法是：根據(jù)圖紙的尺寸，選擇與之相對(duì)應(yīng)的量塊，通過(guò)比較測(cè)量的方法來(lái)測(cè)量M 值。在選擇量塊時(shí)要注意量塊的修正值。測(cè)長(zhǎng)機(jī)的測(cè)量方法與杠桿千分尺測(cè)量方法類似。

四、齒輪齒廓總偏差測(cè)量不確定度分析

依據(jù) JJG1008-2006《標(biāo)準(zhǔn)齒輪檢定規(guī)程》，用齒輪測(cè)量?jī)x直接進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量重復(fù)性引起的不確定u1，測(cè)量的過(guò)程重復(fù)十次，得到一系列測(cè)量數(shù)據(jù)，對(duì)之計(jì)算得到u1=0.26μm。

考慮到室溫不均衡及溫度計(jì)讀數(shù)偏差，可能導(dǎo)致偏離標(biāo)準(zhǔn)溫度0.2℃，視其為均勻分布，則對(duì)應(yīng)的u2=0.049μm。

齒輪測(cè)量?jī)x示值誤差引起的不確定度u3，可根據(jù)齒輪測(cè)量?jī)x最大允許示值誤差來(lái)評(píng)定，齒輪測(cè)量?jī)x最大允許示值誤差為1μm左右，這使測(cè)量得到的數(shù)據(jù)結(jié)果帶有誤差，按0.2μm估算，按平均分布。

在用不確定度對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的過(guò)程中，如何使相對(duì)不確定度的取值更為科學(xué)合理，對(duì)測(cè)量人員的專業(yè)水平提出了更高的要求。這就要求測(cè)量人員不但專業(yè)知識(shí)要過(guò)硬，而且業(yè)務(wù)素質(zhì)要強(qiáng)，在平時(shí)的工作中要把握全局，關(guān)注細(xì)節(jié)，積累豐富的經(jīng)驗(yàn)，這些都是做好測(cè)量工作的寶貴財(cái)富。

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