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鑄鐵平板在檢定中如何評定刮研接觸斑點
推薦產品:鑄鐵平板

鑄鐵平板是廣泛用于機械行業精密測試、檢驗、劃線的重要工具。為延長鑄鐵平板的使用壽命,保證使用精度,刮研接觸斑點質量是鑄鐵平板的一項重要技術指標。

        目前,對刮研接觸斑點的評定認為:
       
        一是檢查平板工作表面的微觀質量即微小峰谷的平面度,表面微觀質量高,耐磨性好,才能保證平板的使用壽命。
 
        二是防止平板工作表面有小范圍的局部畸變,來保證平板的使用精度。JJG 117-91平板檢定規程對刮研接觸斑點要求見下表:

JJG 117-91平板檢定規程對刮研接觸斑點要求


級別00級、0級1級2級
刮制平板的接觸斑點(25×25毫米)
斑點數≥25≥20≥12
最多與最少斑點數之差不大于5個點

上表對接觸斑點的面積(單點面積、單位面積內的接觸面積)、刮研深度均未作出具體規定,導致了對評定刮研接觸斑點的不同見解。

合理的鑄鐵平板刮研接觸斑點可以延長平板的使用壽命,本文就對此進行以下探討:

一、磨擦對刮研接觸斑點的磨損速度影響。

由于固體表面較粗糙,兩物體表面總是在個別點上發生接觸,因此,實際接觸面積比理論接觸面積要小得多。因為實際接觸面小,所以即使在負荷很小的情況下,也會產生很大的單位壓力。由于表面粗糙度不同,在單位壓力作用下,接觸面的磨損也隨磨擦力的不同而不同。

在單位壓力作用下,重復磨擦、磨損隨時間的變化曲線如下圖:


曲線所表示的在初期磨損量大,這是由于磨損面不平滑,實際接觸面積小,比壓大所造成的。對于平板來說,使用中平板刮研接觸斑點始終處于初期磨損階段,這是造成刮研接觸斑點磨損主要原因之一。根據磨擦速度、接觸壓力磨損曲線(下圖)可以看出,磨損速度v=0.3~0.5m/s的狀態下,磨損量最大,這一段稱為粘著磨損。平板的使用狀態下,工件在平板上移動速度也正是在這一階段上進行工作的,這是造成刮研接觸斑點磨損的原因之二。

另外,平板材料、硬度、環境以及維護、保養等因素也會對刮研接觸斑點的磨損產生不同影響。為了研究不同的刮研深度,不同接觸面積確切的磨損狀況,本文以常用的試驗方法,以及收集的資料加以分析探討。

二、刮研深度、刮研接觸斑點面積的測定與平板的使用壽命分析

 
下表是對常見的河北泊頭鑄鐵平板和外省市鑄鐵平板的測試數據:
 


刮研深度(μm)

刮研深度(μm)

刮研深度(μm)

刮研深度(μm)

刮研深度(μm)
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1號平板接觸斑點25~27,接觸面積為20%左右;2號平板接觸斑點25~29,接觸面積為10%左右。

對20塊平板所做的磨損情況調查結果為:2塊河北泊頭鑄鐵平板,一塊使用在5年以上,仍在正常使用;另一導體使用也在5年以上,由于保管不善,造成銹蝕進行了修復。其余18塊外省市刮研的鑄鐵平板,使用時間均為1年,經檢定,10塊磨損嚴重已經不合格,需要重新修復;8塊仍可使用,但已出一部分斑點連片現象。

對刮研深度作一簡單處理取其平均值,1號平板刮研深度為37.36微米,2號平板刮研深度為9.06微米,二者相差3倍之多。根據磨擦曲線損量與磨擦時間的關系,平板使用始終處于初期磨損階段,曲線呈線性,磨損量與磨擦時間成正比。由于平板磨損情況的調查可知,河北泊頭平板使用壽命為瓦房店平板的5倍。顯而易見,刮研深度對平板使用壽命的影響是不可忽略的。JJG 117-91平板檢定規程對刮研深度沒有做出規定,這無疑是一種缺陷。

從以上測試結果還可以看出,二者接觸斑點大致相同,但所測接觸面積分別為20%和10%,懸殊是非常大的。從使用的角度講,在不致引起工件與平板發生研合的情況下,盡可能提高接觸面積,可提高平板的使用壽命。JJG 117-91平板檢定規程也未對此項予以適當限制。

為了提高平板的使用壽命,保證其工作精度,建議對刮研深度或控制在0.02mm以上,這樣可保證平板有較長的使用壽命和檢定周期。根據有關資料對刮研深度介紹以及刮研深度測得數據,此工藝加工要求是可以達到的。

對接觸斑點面積的控制,英國平板和平臺標準規范中規定,對于AA級(相當于JJG 117-91規程0級)、A級(相當于JJG 117-91規程1級)平板的支承現積比例不低于20%,對B級(相當于JJG 117-91規程2級)平板支承面積比例不低于10%。高點應當均勻分布,并且支承面積的比例數不應高到使工件引起粘合的程度。這一規定即保證了平板的使用精度,又兼顧了平板的使用壽命,是可以借鑒的。

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