量塊的研合原理使用規(guī)范與尺寸組合方法

量塊可以單塊使用，也可以把幾塊研合在一起組成所需尺寸。研合看起來只是兩塊量塊貼在一起，實(shí)際涉及表面狀態(tài)、操作手法和尺寸計(jì)算三個(gè)方面。操作不規(guī)范，輕則研合不上，重則損傷測(cè)量面，影響量塊的使用壽命。本文說明研合的原理、操作規(guī)范和組合尺寸的計(jì)算方法。

一、研合是怎么回事

兩塊量塊的測(cè)量面經(jīng)過精密加工后，表面粗糙度達(dá)到很低的水平。將一塊量塊的測(cè)量面搭在另一塊的測(cè)量面上，沿測(cè)量面方向推入并稍加壓力，兩測(cè)量面之間的空氣被擠出，界面處的分子間作用力使兩塊量塊吸附在一起，這就是研合。

研合后的結(jié)合強(qiáng)度足以承受量塊自身的重量，用手提起上面一塊時(shí)下面一塊不會(huì)脫落。研合層的厚度極小，對(duì)組合尺寸的影響在亞微米量級(jí)，在常規(guī)使用中可忽略。

需要注意，研合不是靠油或膠實(shí)現(xiàn)的。測(cè)量面上若殘留油膜，雖然也能產(chǎn)生吸附效果，但油膜厚度會(huì)疊加到組合尺寸中，且油膜不均勻會(huì)帶來誤差。因此研合前的清潔要求是去除油污，而不是涂抹油脂。

二、研合的操作規(guī)范

第一步：檢查測(cè)量面。 在充足光線下觀察測(cè)量面有無劃痕、銹點(diǎn)、毛刺和凹坑。用潔凈的綢布或鹿皮擦拭，若有頑固污漬可用航空汽油或無水乙醇清洗。測(cè)量面有可見損傷的量塊不參與研合。

第二步：清潔工作臺(tái)。 在專用工作臺(tái)上鋪潔凈的綢布或放置在平晶上操作，避免臺(tái)面上的硬質(zhì)顆粒劃傷量塊。

第三步：推入研合。 操作中常用的手法是：將一塊量塊平放，另一塊量塊以約30度角搭在其測(cè)量面上，沿長(zhǎng)邊方向緩慢推入，同時(shí)施加輕微壓力。推入過程中會(huì)感到阻力逐漸增大，當(dāng)兩測(cè)量面基本重合時(shí)，旋轉(zhuǎn)上面一塊使其與下面一塊對(duì)齊。

第四步：檢查研合效果。 研合后沿垂直方向輕拉上面一塊，不應(yīng)脫落；觀察結(jié)合處不應(yīng)有明顯縫隙；用手指輕推上面一塊，應(yīng)能感受到吸附力。若研合不牢，應(yīng)分開重新清潔后再試。

第五步：拆卸。 拆卸時(shí)不要直接掰開，應(yīng)沿測(cè)量面方向施加推力使其滑移分離，避免損傷測(cè)量面。

三、尺寸組合的計(jì)算方法

組合尺寸的基本原則是：從尺寸的末位開始選取，每次消去一位，使所用塊數(shù)盡可能少。

以38塊組為例，標(biāo)準(zhǔn)配置通常為：

計(jì)算示例：組合28.36mm。

第一步，看末位。目標(biāo)尺寸的小數(shù)末位是0.06，從百分位系列中選1.06，剩余28.36?1.06=27.30。

第二步，剩余尺寸的小數(shù)末位是0.30，從十分位系列中選1.30，剩余27.30?1.30=26。

第三步，剩余26，從個(gè)位系列中選6，剩余20。

第四步，剩余20，從十位系列中選20，剩余0，組合完成。

所用塊數(shù)為4塊：1.06 + 1.30 + 6 + 20 = 28.36mm。

為什么要從末位開始選？ 因?yàn)橹挥?.005和百分位系列能夠處理小數(shù)點(diǎn)后第二位及第三位的尾數(shù)。若先選大尺寸，剩余尺寸會(huì)出現(xiàn)更細(xì)的尾數(shù)，可能沒有對(duì)應(yīng)規(guī)格可選，或者需要更多塊數(shù)。

塊數(shù)控制在4塊以內(nèi)。 每增加一塊量塊，就多一個(gè)研合界面，尺寸誤差和研合層厚度的影響隨之累加。常規(guī)測(cè)量中塊數(shù)不宜超過4塊；塊數(shù)較多時(shí)應(yīng)考慮改用單塊量塊或其他測(cè)量方式。

1.005塊的用法。 1.005塊是處理0.005尾數(shù)的專用塊，只在目標(biāo)尺寸末位為0.005時(shí)使用。例如需要37.775mm，可選1.005 + 1.07 + 1.7 + 5 + 30 = 38.775，此處舉例只為說明末位處理方式，實(shí)際選取時(shí)應(yīng)逐位核減。

四、溫度平衡與數(shù)據(jù)處理

溫度平衡。 鋼制量塊的線膨脹系數(shù)約為11.5×10??/℃。也就是說，溫度相差1℃，100mm長(zhǎng)度上的尺寸變化約為1.15μm。對(duì)微米級(jí)測(cè)量而言，這個(gè)量級(jí)不可忽略。量塊與被測(cè)件應(yīng)在同一環(huán)境中放置足夠時(shí)間，使溫度達(dá)到一致后再測(cè)量，且應(yīng)避免用手長(zhǎng)時(shí)間握持量塊。

按等使用時(shí)的修正。 按等使用量塊時(shí)，應(yīng)采用檢定證書給出的實(shí)際尺寸或修正量，而不是標(biāo)稱尺寸。若按級(jí)使用，則采用標(biāo)稱尺寸，誤差中包含量塊的制造偏差。選擇哪種方式，取決于測(cè)量對(duì)準(zhǔn)確度的要求。

記錄與復(fù)核。 組合尺寸后應(yīng)記錄所用各塊的編號(hào)，便于復(fù)核。若測(cè)量結(jié)果與預(yù)期偏差較大，應(yīng)檢查組合是否正確、研合是否到位、量塊是否處于有效期內(nèi)。

五、常見問題及處理

研合不上。 多數(shù)原因是測(cè)量面不潔或有細(xì)微損傷。處理方法是重新清洗，用綢布擦拭后重試；若仍無法研合，檢查測(cè)量面是否有劃痕，有損傷的量塊應(yīng)送修。

研合后容易脫落。 可能是測(cè)量面殘留油膜或水分，也可能是研合時(shí)推入距離不足。應(yīng)重新清潔并完整推入。

研合后難以分開。 陶瓷量塊研合后可能出現(xiàn)粘連。正確的拆卸方式是沿測(cè)量面方向推滑分離，不要用蠻力掰開，也不要用工具撬。

組合尺寸算錯(cuò)。 建議養(yǎng)成逐位核減、算完復(fù)驗(yàn)的習(xí)慣，尤其是處理帶0.005尾數(shù)的尺寸時(shí)。

長(zhǎng)期不用導(dǎo)致研合性下降。 量塊長(zhǎng)期存放后表面可能形成氧化膜或吸附污物，重新啟用前應(yīng)先清洗并檢查。若研合性明顯下降且清洗無效，應(yīng)送計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)處理。

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