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铸铁平板在检定中如何评定刮研接触斑点
推荐产品:铸铁平板

铸铁平板是广泛用于机械行业精密测试、检验、划线的重要工具。为延长铸铁平板的使用寿命,保证使用精度,刮研接触斑点质量是铸铁平板的一项重要技术指标。

        目前,对刮研接触斑点的评定认为:
       
        一是检查平板工作表面的微观质量即微小峰谷的平面度,表面微观质量高,耐磨性好,才能保证平板的使用寿命。
 
        二是防止平板工作表面有小范围的局部畸变,来保证平板的使用精度。JJG 117-91平板检定规程对刮研接触斑点要求见下表:

JJG 117-91平板检定规程对刮研接触斑点要求


级别00级、0级1级2级
刮制平板的接触斑点(25×25毫米)
斑点数≥25≥20≥12
最多与最少斑点数之差不大于5个点

上表对接触斑点的面积(单点面积、单位面积内的接触面积)、刮研深度均未作出具体规定,导致了对评定刮研接触斑点的不同见解。

合理的铸铁平板刮研接触斑点可以延长平板的使用寿命,本文就对此进行以下探讨:

一、磨擦对刮研接触斑点的磨损速度影响。

由于固体表面较粗糙,两物体表面总是在个别点上发生接触,因此,实际接触面积比理论接触面积要小得多。因为实际接触面小,所以即使在负荷很小的情况下,也会产生很大的单位压力。由于表面粗糙度不同,在单位压力作用下,接触面的磨损也随磨擦力的不同而不同。

在单位压力作用下,重复磨擦、磨损随时间的变化曲线如下图:


曲线所表示的在初期磨损量大,这是由于磨损面不平滑,实际接触面积小,比压大所造成的。对于平板来说,使用中平板刮研接触斑点始终处于初期磨损阶段,这是造成刮研接触斑点磨损主要原因之一。根据磨擦速度、接触压力磨损曲线(下图)可以看出,磨损速度v=0.3~0.5m/s的状态下,磨损量最大,这一段称为粘着磨损。平板的使用状态下,工件在平板上移动速度也正是在这一阶段上进行工作的,这是造成刮研接触斑点磨损的原因之二。

另外,平板材料、硬度、环境以及维护、保养等因素也会对刮研接触斑点的磨损产生不同影响。为了研究不同的刮研深度,不同接触面积确切的磨损状况,本文以常用的试验方法,以及收集的资料加以分析探讨。

二、刮研深度、刮研接触斑点面积的测定与平板的使用寿命分析

 
下表是对常见的河北泊头铸铁平板和外省市铸铁平板的测试数据:
 


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号平板接触斑点25~27,接触面积为20%左右;2号平板接触斑点25~29,接触面积为10%左右。

对20块平板所做的磨损情况调查结果为:2块河北泊头铸铁平板,一块使用在5年以上,仍在正常使用;另一导体使用也在5年以上,由于保管不善,造成锈蚀进行了修复。其余18块外省市刮研的铸铁平板,使用时间均为1年,经检定,10块磨损严重已经不合格,需要重新修复;8块仍可使用,但已出一部分斑点连片现象。

对刮研深度作一简单处理取其平均值,1号平板刮研深度为37.36微米,2号平板刮研深度为9.06微米,二者相差3倍之多。根据磨擦曲线损量与磨擦时间的关系,平板使用始终处于初期磨损阶段,曲线呈线性,磨损量与磨擦时间成正比。由于平板磨损情况的调查可知,河北泊头平板使用寿命为瓦房店平板的5倍。显而易见,刮研深度对平板使用寿命的影响是不可忽略的。JJG 117-91平板检定规程对刮研深度没有做出规定,这无疑是一种缺陷。

从以上测试结果还可以看出,二者接触斑点大致相同,但所测接触面积分别为20%和10%,悬殊是非常大的。从使用的角度讲,在不致引起工件与平板发生研合的情况下,尽可能提高接触面积,可提高平板的使用寿命。JJG 117-91平板检定规程也未对此项予以适当限制。

为了提高平板的使用寿命,保证其工作精度,建议对刮研深度或控制在0.02mm以上,这样可保证平板有较长的使用寿命和检定周期。根据有关资料对刮研深度介绍以及刮研深度测得数据,此工艺加工要求是可以达到的。

对接触斑点面积的控制,英国平板和平台标准规范中规定,对于AA级(相当于JJG 117-91规程0级)、A级(相当于JJG 117-91规程1级)平板的支承现积比例不低于20%,对B级(相当于JJG 117-91规程2级)平板支承面积比例不低于10%。高点应当均匀分布,并且支承面积的比例数不应高到使工件引起粘合的程度。这一规定即保证了平板的使用精度,又兼顾了平板的使用寿命,是可以借鉴的。

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