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量块检验方法 JB/T 10313-2002

来自: 轮廓仪 · 英昊达 2015-1-21

1  范围
本标准规定了标称长度从0.5mm~1000mm的K级(校准级)和准确度级别为0级、1级、2级和3级截面为矩形的长方体量块(简称量块)的各项质量指标。


本标准规定了量块成品检验时使用的检验器具和检验方法。
本标准适用于对成批生产的量块逐批检查和周期检查质量的评定。


2  规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。


GB/T 2828逐批检查计数抽样程序及抽样表(适用于连续批的检查)
GB/T 2829周期检查计数抽样程序及抽样表(适用于生产过程稳定的检查)
GB/T 6093-2001  几何量技术规范(GPS)  长度标准量块(eqv IS0 3650:1998)


3  术语和定义
GB/T 6093-2001确立的术语和定义适用于本标准。


4   检验基准
4.1长度单位:米
米等于光在真空中1/299 792 458s时间间隔内所经路径的长度(1983年第十七届国际计量大会通过)。本定义是通过国际计量委员会( CIPM)推荐的标准波长来实现的。


4.2溯源性
若通过一组已知测量不确定度的连续不中断的比较测量,使测量结果能与用合适的光波波长作标准通过光波干涉法校准过的量块的长度相关,则测得的量块长度可溯源到国家长度基准或国际长度基准上。


4.3标准温度和标准气压
量块的标称长度和测得的量块长度是指量块在标准温度20℃和标准大气压力101 325Pa时的长度。在正常大气压(即气压与标准大气压相差不大)状态下,气压的偏差所带来的对量块长度的影响可忽略不计。但在使用真空或可变气压的量块干涉仪,或由于海拔较高致使大气压力过低时需要考虑。


4.4标准姿态
标称长度小于或等于lOOmm的量块,测量或使用其长度时,量块的轴线应垂直或水平安装。
标称长度大于lOOmm的量块,测量或使用其长度时,量块的轴线应水平安装。这时,量块在无附加应力的情况下,用两个合适的支承点分别支承在距量块两端测量面各为0.211ln处一个较窄的侧面上。
注:ln为量块的标称长度。


4.5检验条件偏离标准的处理
如果量块检验时的条件与4.3和4.4的规定不相同,其测量结果应作相应的修正。

 

5  材料特性
5.1  材料
量块应由优质钢或能被精加工成容易研合表面的其他类似耐磨材料制造。


5.2线膨胀系数
在温度为100C~300C范围内,钢制量块的线膨胀系数应为(11.5±1.0)×10^-6*K^-1。对于K级钢制量块和所有各级非钢制量块应提供线膨胀系数及其测量不确定度。


5.3弹性模数和密度
所有各级非钢制量块应提供材料的弹性模数和密度。


6   A类不合格
6.1  A类不合格
量块的长度和长度变动量不符合规定,即为A类不合格。


6.2技术要求
量块的长度和长度变动量应符合表1的规定。表1:

 

6.3检验方法
6.3.1量块长度检验时,选择计量器具及方法的原则是,其测量不确定度,应不超过表2的规定。


6.3.2 K级和0级量块的长度,应尽可能采用光干涉方法直接测量,这种测量可以使用干涉条纹小数部分重合法和干涉条纹计数法式的直接测量干涉仪。干涉测量所用的光波波长必须能溯源到国际计量委员会推荐用来复现米定义的各种激光或光谱灯辐射的波长上。


0级、l级、2级和3级量块的长度,可采用光学、电感、电容式的比较仪和与其相应的高等别的标准量块相比较的方法测量。
量块长度的测量方法参见附录A。


6.3.3按照量块长度的检验方法,测量量块中心和四角(以距量块相邻侧面各为1.5mm的点为代表)位置的长度,以其中最大和最小的长度之差值作为量块的长度变动量。


7  B类不合格I组
7.1 B类不合格I组
量块测量面的平面度和研合性不符合规定,即为B类不合格I组。


7.2技术要求
7.2.1平面度
标称长度小于和等于2.5mm的量块,其测量面与厚度不小于llmm,表面质量和刚性都良好的辅助体表面相研合后,测得的平面度误差应不大于表3的规定;非研合状态下测量面的平面度误差应不大于4 u m。
标称长度大于2.5mm的量块,在自由状态下,萁测量面的平面度误差应不大于表3的规定。


7.2.2研合性
K级和0级量块测量面与平面度公差为0.03 u m的平晶(一级平晶)相研合时,研合面在照明均匀的白光下观察,量块测量面中部沿长边方向的1/3的区域内(不包括距侧面最大距离为0.8mm的边缘)应无光斑。


1级和2级量块测量面与平面度公差为0.10 u m的平晶(二级平晶)相研合时,研合面在照明均匀的白光下观察,可以有任何形状的光斑,但应无色彩。


3级量块测量面与平面度公差为0.10 u m的平晶(二级平晶)相研合时,研合面在照明均匀的白光下观察,可以有均匀的黄色彩,但应无光波干涉条纹。

 

 

7.3检验方法


7.3.1     平面度
7.3.1.1  量块测量面的平面度采用技术光波干涉法测量,检测时使用直径不小于45mm,厚度不小于mm的玻璃、石英或其他透明的耐磨材料制成的平面平晶,其平面度误差应分别不超过0.03 u m(一级平晶)、0.10 u m(二级平晶)。


7.3.1.2   对于平面度数值较小的量块测量面,使平晶与量块测量面之间形成很小的尖劈形空气层,在白光(或单色光)照明下,由平行于量块测量面长、短两边和两对角线等四个方向观测干涉条纹图像,并以相邻两干涉条纹间隔M为单位,读出干涉条纹的弯曲度m/M。


若干涉条纹皆为同向弯曲,则取上述4个m/M中数值最大者,计算该测量面的平面度误差,


注:在对弓形的干涉条纹引线读取弯曲度时,应注意到所引的弦线必须通过干涉条纹的中线与量块测量面上距侧面


0.8mm并与侧面相平行的线的相交点。


如果在量块测量面上,由平行于测量面长、短边(或两对角线)两方向上所观测到的干涉条纹是异向弯曲的,则将两个弯曲度数值相加,计算该测量面的平面度误差。


7.3.1.3 对于平面度数值较大的量块测量面,使平晶的测量面与量块凸起的测量面相接触,并使其中一个干涉条纹的中线与量块测量面上距右侧面0.8mm的平行线相重合,向左数出干涉条纹的整数部分N,然后以干涉条纹间隔M为单位,读出第Ⅳ条中线向左到测量面上距左侧面距离为0.8mm平行线之间的距离m,于是该量块测量面的平面度F为:


7.3.1.4对于标称长度较小的量块,在用技术光波干涉法测量其平面度的时候,应注意避免平晶重量对
测量结果的影响。


7.3.1.5对于标称长度小于和等于2.5mm的量块,在非研合状态下测量面的平面度可采用0级刀口尺用
光隙法检验。

7.3.2研合性

选择与被测量块级别相对应的平晶与量块测量面相互接触并沿测量面切向轻轻移动,透过平晶看到研合面上干涉条纹变宽并逐渐消失时,稍向研合面的法向和切向加力移动使其研合,观察其光斑和色彩。


8    B类不合格Ⅱ组
8.1 B类不合格II组
量块测量面的外观和表面粗糙度不符合规定,即为B类不合格II组。


8.2   技术要求
8.2.1测量面外观
量块测量面不应有影响使用的划痕、碰伤和锈蚀等缺陷;在不影响研合质量和尺寸精度的情况下,允许有无毛刺的精研痕迹。


非钢制量块的测量面中部直径为6mm区域内不得有气孔和杂质等缺陷;在其他区域跨径小于50um,不影响研合质量的气孔或杂质总数量应不超过5个。


8.2.2测量面的表面粗糙度
钢制量块测量面的表面粗糙度见表4的规定。


8.3检验方法
8.3.1  测量面外观
量块测量面的外观用目力观察,必要时借助放大镜或工具显微镜。


8.3.2测量面的表面粗糙度
量块测量面的表面粗糙度,采用光波干涉显微镜测量。测量时的评定长度,在被测量面上应至少均布三处;对于加工痕迹为乱纹的,应在不同方向上选取,以其中的最大值作为测量结果。


9    B类不合格Ⅲ组
9.1 B类不合格Ⅲ组
量块的硬度和尺寸稳定性不符合规定,即为B类不合格II组。


9.2  技术要求
9.2.1硬度
钢制量块测量面的硬度应不低于800 HV0.5(或63HRC)。


9.2.2尺寸稳定性
在不受异常温度、振动、冲击、磁场或机械力影响的环境下,量块长度的最大允许年变化量见表5的规定。

 

9.3检验方法
9.3.1  硬度
用维氏(或洛氏)硬度计在量块同一测量面上不少于5点均匀分布的位置上进行测量,取其平均值作为该量块的硬度值。


9.3.2尺寸稳定性
量块的尺寸稳定性以其中心长度每年变化量的平均值,i来表示,即在一定的间隔周期内,采用6.3的规定的方法对同一已检样品进行重复检测,由下式计算得出:


10     C类不合格
10.1  C类不合格
量块的其他质量特性不符合相应规定,即为C类不合格。


10.2   技术要求
10.2.1  其他外观
量块的侧面不应有碰伤和锈蚀等外部缺陷。
10.2.2倒棱
量块的所有棱边应具有半径不大于0.3mm的倒圆或不大于0.3×45。的倒棱,并且倒圆或倒棱应均匀一致。


10.2.3侧面和棱面的表面粗糙度
量块侧面和棱面的表面粗糙度见表6的规定。

10.2.4侧面的平面度
标称长度小于和等于lOOmm的量块,其侧面的平面度公差为40 u m。标称长度大于100mm的量块,其侧面的平面度公差按公式40 u m+40×10-6×lN计算得出。


10.2.5侧面间的平行度
标称长度小于和等于100mm的量块,其侧面与相应侧面之间的平行度公差为80 um。标称长度大于100的量块,其侧面与相应侧面之间的平行度公差按公式80 u m+80×10 6×lN计算得出。


10.2.6垂直度
10.2.6.1  量块侧面相对于测量面的垂直度误差应不大于表7的规定。

10.2.6.2量块相邻侧面之间的夹角应为90。±0。10’。


10.2.7截面尺寸
量块矩形截面的尺寸见表8的规定。


10.2.8连接子L的尺寸
若标称长度大于100mm的量块具有连接孔,其孔的尺寸和位置见图1的要求。K级量块不能用连接装置组合。入库后,成品量块连接孔的“对称度”和“位置度”可不再检验。


10.2.9支承位置标记
标称长度大于100mm的量块,在距两端测量面0.211×,N处一个较窄的侧面上应有明显的支承位置标记。


10.2.10标志与包装
10. 2.10.1  量块上应有下列永久性的清晰标志:


a)  以“mm”为单位的标称长度值,且字高不小于1.5mm,对于标称长度小于6mm的量块,可标记在测量面上,但在测量面中心9mmX 12mm和四个角2.5mm×2.5mm范围内应无任何标记;


b)  制造者的名称或注册商标,对于标称长度小于6mm的量块,可以不标记。


c)可根据客户要求用符号标注校准级和准确度级标记:K级用K、0级用0表示;1级、2级、3级分别用等长横线“一”、“==”、“三”表示。


10. 2.10.2成套量块包装盒上应标记:
a)产品名称;
b)制造者名称或注册商标:
c)级别;
d)成套量块编号;

e)  非钢制量块的材料名称或代号、弹性模数、线膨胀系数、密度。


10. 2.10.3成套量块的包装盒内放置量块的槽边应标记该量块的标称长度。


10. 2.10.4钢制量块在包装前应经防锈处理并妥善包装,不得因包装不善在运输过程中损坏产品。


10. 2.10.5量块经检验合格应有产品合格证,产品合格证上应标有量块标准的标准号、成套量块编号、级别和出厂序号。


10.3检验方法
10,3.1  侧面外观和倒棱
目测。必要时可采用放大镜或工具显微镜。


10,3.2  侧面及棱面的表面粗糙度
表面粗糙度测量时,对于轮廓算术平均偏差Ra 0.32 u m的表面,可采用光切显微镜测量;对于轮廓算术平均偏差Ra 0.63 u m的表面,可采用触针式轮廓仪 测量。有经验的测量者也可用样板比较法测量,使用的样板,可以是标准的表面粗糙度比较样板,也可是选定的量块表面。


10.3.3  侧面的平面度
量块侧面的平面度测量时,用样板直尺靠近侧面或将侧面靠近平板,用光隙法观察或用塞尺测量其间的间隙。


10.3.4  侧面间的平行度
量块侧面与侧面间的平行度用平板和分度值不大于0.01mm的指示表进行测量。
将被测量块的侧面放置在平板上,使该面与平板工作面贴合,将紧固在表架上的指示表测头与另一侧面接触。表架沿平板工作面作几个方向直线移动时,指示表测头沿被测实际表面作相应的移动,取指示表的最大与最小读数之差作为该侧面间的平行度误差。


10.3.5  侧面和测量面之间的垂直度
量块侧面对测量面之间的垂直度测量时,把量块的一个侧面和0级直角尺的宽面一起放在同一块平板上,移动直角尺,使其垂直边靠近量块的一个测量面,用光隙法或塞尺测量出量块测量面与直角尺之间开口部位的间隙Sa/。量块两个较窄的侧面分别放在平板上时,由两个测量面可以测得Sal、Sa2、Sa3和Sa4;量块两个较宽的侧面分别放置在平板上时,同理可测得Sbl、Sb2、Sb3和Sb4。

 

10.3.6量块相邻侧面之间的垂直度
用分度值为2’的角度规测量。

10.3.7截面尺寸、连接孔的尺寸和支承位置标记

量块截面尺寸和连接孔直径,使用分度值不大于0.05mm游标卡尺测量;对于标称长度大于100mm的量块的截面,应在量块长度范围内均布测量位置不少于3处。


标称长度大于100mm量块的支承位置标记用游标卡尺、钢直尺等测量。


10.3.8标志与包装
目测。


11抽样检查
11.1逐批检查(入库前)
大批量入库的量块产品,逐批检查其合格质量水+AQL值,抽样样本大小,判定数组{Ac、Re)及抽样程序应符合GB/T 2828的规定。


11.2周期检查(入库后)


11.2.1不合格质量水平RQL值见表9的规定。


11.2.2企业主管部门或产品质量监督检验机构采用的抽样样本大小及判定数组{Ac、Re}


11.2.2.1对成品为单件的量块产品见表10的规定。


11.2.2.2对成品为成套量块组,抽取样本不得少于一套,一般以一套为基数,对成套量块产品见表1 1的规定。


11.2.3 A类不合格和B类不合格数按件计,C类不合格数按项计。


11.2.4抽样程序应符合GB/T 2829的规定。

 

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