【一】、刀口尺說明及注意問題
1.光隙法檢定鎂鋁平尺所用的研磨面平尺本身要符合規程要求的平面度、直線度和粗糙度,并且尺寸范圍應介于(300~500)mm之I旬。
研磨面平尺的檢定方法:將研磨面平尺工作面向上,放在平面等與干涉儀工作臺具有兩個可調距離的支承上,兩支承座置于被測研磨面平尺(2/9)L處(L—研磨面平尺全長)。將球形支承架放在被檢研磨面平尺工作面上,再將長平晶工作面向下置于球形支承架上。調整長平晶使各受測點的十字刻線與工作臺運動方向平行,且通過光斑中心。
當對兩端點連線的平面偏差值僅出現單向偏差時,其較大偏差即為被測研磨面平尺工作面的縱向平面度;若出現雙向偏差,按較小條件處理。大于330mm的研磨面平尺,采用分段法進行測量并計算出研磨面平尺平面偏差值。
2.用研磨面平尺為標準,用光隙法檢定刀口尺時,其檢定室溫應為((20±5)℃,且溫度變化不得超過0.3℃/h。在環境條件達到規程要求時,開始檢定并在檢定/校準記錄上對環境條件作如實記錄。將被檢刀口尺登記、清洗擦拭干凈后,放入檢定室按規程規定恒溫2h左右方可進行檢定。
研磨面平尺的長度應大于被檢刀口尺工作棱邊長度,才可用光隙法進行檢定。
檢定時,研磨面平尺用等高塊支承,支承位置為離研磨面平尺兩端2/9長度處。燈光箱位于平尺后方。
將被檢刀口形直尺與研磨面平尺工作面輕輕接觸,在不加壓力情況下,以刀口尺工作棱邊為軸線,前后擺動約15°,同時觀察工作棱邊與平尺工作面透光間隙大小。其值可用與標準光隙比較方法確定。對于長度等于或大于300mm的刀口尺,檢定時,其手持部位位置應在距兩端2/9長度處。
3.壓砂平板具有一定的切削能力,也就是說要有一定的嵌砂性、嵌固性和均勻性。壓砂平板后部較好微凸,一般中間高出(2~5)μm(可用。級刀口尺檢測),才能使所修角度塊獲得良好的平面度。
4.修理人員不僅要保證修理室的干凈、整潔,還要保證平板的干凈、整潔。為了避免微砂和修理時產生的切削飛入,應經常用白色細質純棉布或細質紗布擦拭平板,擦拭時也可在平板上滴幾滴煤油或打極少量的石蠟。
5.壓砂平板不用時,要擦拭干凈,并用較厚實的棉布罩好。
總之,刀口尺工作棱邊(即刀刃部分)長而薄,且工作棱邊直線度要求也比較嚴格,修理時會出現一點困難。實踐經驗是很重要的,需要不斷總結、精心研修,才能符合檢定規程要求。
【二】、刀口尺的測量檢定原理
鎂鋁合金平尺的測量面呈刀口狀,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產現場產品的檢驗,以光隙法為理論基礎,主要用于測量機加零件表面的直線度和平面度。機加零件的直線度和平面度對零件的密封性、運動平穩性、耐磨性以及噪音等都有很大影響,因此,工廠加工零件的同時對機加零件的直線度和平面度進行嚴格把控。為了保證機加零件直線度及平面度測量結果的可靠性,保證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,存在人為因素影響大、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,根據可見光顏色來判斷對應光隙的寬度。由于操作簡單且測量準確度相對較高,光隙法廣泛應用于長度計量領域。
標準光隙由3等量塊、2級平晶和0級刀口形直尺構成。先將兩塊厚度為1mm的量塊放置于2級平晶上,在1mm的量塊中間依次放置0.999~0.998,0.997mm直至0.991mm的量塊;再將刀口形直尺放置于兩塊1mm的量塊上,使其刃口與兩塊1mm量塊的上表面良好接觸。因為各量塊與1mm量塊之間存在厚度差,故形成了標準光隙,標準光隙搭建原理。當光源照射到標準光隙的一側時,人眼在標準光隙的另一側便可觀察到不同寬度的標準光隙所對應的不同顏色的色光。
根據經驗,一般縫隙寬度達到0.5μm即可透光。
白光通過寬度為0.8μm左右的縫隙后呈藍色,通過寬度為1.25一1.75μm的縫隙后呈紅色,通過寬度超過2μm或2.5μm的縫隙后呈白色。
傳統刀口形直尺的檢定主要依靠人眼判斷。將待檢刀口形直尺刃口垂直放置于標準研磨面平尺上,直線度較差的刀口形直尺與研磨面平尺相交處將形成一定寬度的縫隙。刀口形直尺后方的白熾燈發出的光照射到刀口形直尺刃口處的縫隙時,將發生單縫衍射現象。
可見光包含紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種色光,波長范圍為380一760nm。由單縫衍射原理可知,光的波長與縫隙寬度越接近,衍射現象越明顯;反之,光的波長與縫隙寬度的差距越大,衍射現象越弱。當白熾燈發出的白光照射到刀口形直尺工作棱邊與研磨面平尺之間的縫隙時,不同寬度的縫隙后方各單色光發生衍射的強度不同,導致呈現的衍射光顏色也不一樣,同時,因為單縫衍射現象的存在,每一個縫隙后方的衍射光均由多種色光組成。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只有藍光時,認為其直線度小于1μm;當縫隙寬度大于1μm時,采用與標準光隙顏色對比的方法即可確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點不足:①人眼無法僅憑視覺信息對比兩種色光的顏色;②經過檢定的刀口形直尺并不能得到準確的直線度檢定數據。