论刮研平板的三面互研法

我国计量总局从一九七五年以来, 曾开过几次关于平板检测技术的专题学术讨论 会和检定规程审定会, 在怎样重新评价刮制平板三面互研法的问题上, 都引起了热烈的辩论:一 种观点认为, 三面 互研法的缺点是明显的, 现在已经有条件可以用更简捷的方法来代替, 所以应从生产中予以淘汰了。 论据是:

1.为了适应不同的需要, 平板的精度是按平面度公差分成级别的。 但三面互研法并不能提供确切的误差数值, 因而也_不能据此评定级别。 这样的平板, 用于高精度测量时,一可

能难以_测量精度; 而用于低精度测量时,又可能是浪费。

2.三面互研不仅体力劳动笨重, 而且互研的步骤也繁琐。每两面互研后, _把斑点擦去, 重新涂色, 才能和另一面互研。 由于不能 把三次互研的斑点分布情况放在一起分析对比, 因而在判断凸凹部位时,事实上只能凭印象提供一个大致的方位, 还很容易弄错。 而且显示质量还受涂色层厚薄以及拖研时施力是否均匀等多种因素的影响。

3.并不能笼统地认为只要三面互研的接触斑点符合要求, _一 定_了平板的精度.譬如若三面都呈同向扭曲状态, 互研时显然仍能都上斑点. 因而还_将其中一块转过一个角度后, 看斑点情况有无变化。对方形平板,可转过 90’后重新拖研 ; 而对矩形平板, 则转过一个角度后, 按对角线方向重新拖研; 这样_使互研的工作量更大, 也更加繁琐.

 4.检验平板在生产中是作为基准量具使用, 一般不会同时需要等尺寸的三块。但为三面互研, 不得不同时刮研三块。 鉴于刮研是生产效率极低, 而体力劳动又极大的手工操作,象这样需要付出大量无效劳动的检验方法,自应避免.

5.平板在翻转互研的过程中, 变形是无法避免的, 给操作者带来了难以解决的困难因而三面互研, 事实上至多只能适用在尺寸在80毫 米以下的较小平板, 而现在检验平板的尺寸已有达2500毫 米 以上的。 对大尺寸的平板, 三面互研法从来_是不适用的。

  因此认为, 三面互研法是在 以往还没有掌握用仪器直接测量平面度误差时, 不得已而采用的 一种检验方法。 而现在, 水平仪和自准直仪等在各厂已经普遍采用, 对平面度误差的测量技术, 在理论上和实践上都已成熟, 所以_不复存在坚持三面互研法的理由了。 从英、法、日、 西德、苏联等国的平板标准和测量规范看, 除日本标准 (JISB7513/1978)没有要求检验接触斑点外, 都有接触斑点检验的要求,但没有一个要求用三面互研法检验。 所以认为, 这种传统的检验方法已经完成了它的 历史使命, 应从生产中予以淘汰 了。

  另一种观点则认为,:三面互研法在_平板精度方面所能起的作用也是明显的, 所以仍应坚持使用。

论 据 是:

1.高精度检验平板是产品几何精度的基础, 因而平板本身的制造或修理质量只能继续提高, 决不容许有_降低.而三 面互研法对_平板质量是有利的。

2.用水平仪或自准直仪等仪器直接测量平板的平面度误差, 虽然从理论上说是没有问题的, 但毕竟影响测量精度的因素较多, 容易出现差错, 不如三面互研法来得直观与可靠。

3.三面互研法已沿用多年, 深入人心,虽然在操作上比较繁琐一与笨重, 但现场已经习惯, 我国人力充足, 没有淘汰的必要。之后反映在 (JJG117-78, 平板检定规程 )中的折中规定是: 仅对小或等于 400x400毫米的零级平板仍用三面互研法检验; 而对大于400X400毫 的零级平板及全部 1\2、3级平板, _不再用三面互研法检验。在肯定了三面互研法仅适用于尺寸小于或等于400X400毫米 的零级平板后。随之而来的问题是, 为检验接触斑点, 对较大尺寸的平板, 宜用怎样的检具进行拖研 ?

  

 

一种观点认为,在平面度误差 已经检验合格的基础上, 再补充检验接触斑点的目的, 只是为了控制测量点之间的局部误差, 因而可以用小平板进行拖研。 并认为,小平板的尺寸原则上只要不小于 测量平面度误差时桥板的跨距,小平板的精度等级只要不低于被检平板_ 以。

  而另一种观点则认为, 由于拖 研中存在拖力不稳定、不均匀因素的影响, 如果用尺寸很小的平板拖研, _有可能产生虚假的接触斑点, 使被检平板的质量不能获得可靠的_。因而主张, 用作拖 研的平板的尺寸应尽可能大些, 能和被检平板的尺寸接近。 并且认为, 既然拖研的平板是作为检具使用, 其精度等级_理应比被检平板高。

  还有一种观 点认为, 用宽工作面平尺拖研, 不仅可以有效地控制局部误差, 还可以起到对节距测量法进行复检的作用, 在操作上也不笨重, 因而是更合理的拖研检具。之后反映在 (JJG117-78平 板测定规程)中的折中规定是: 对尺寸大于400X400毫米的零件平板, 允许用零级小平板 零级平尺检定, 小平板长边尺寸应 不小于被检平板对角线长度的一半, 平尺的长度应不小于被检平板对角线长度。1级平板用零级平板或零级平尺检定,2级和3级平板用1级平板或1级平尺检定。拖研后, 对接触斑点的质量,传统上从来按每25x25毫米范围内的点数来评定。 不过,在这 问题上也有不同的看法:

  一 种观点认为, 按接触斑点的 数来评定刮研表面的质量,有其明显的缺点: 在刮研的后期阶段, 需要花费大量特别精细的劳动把面积较大的点子挑开, 否则点数不能合格; 可是验收之后, 稍经使用, 很多点子又会连成片.这并不影响使用, 反而对提高耐磨性有利。_是说,精刮阶段所花费的劳动, 从实际使用效果的角度看, 有很大部分是属于无效的。 因而国外已有不检验接触点数, 而改为检验接触面积, 譬如英国平板标准 (BS817/197 )规定:A*(约比我国零级高70% ) 和*平板接触斑点的 面积不低于20%,B 级平板不低于10%, 分布应均匀。并要求接触面积的百分数 不应高到 使工件引起研合的程度。 检验的方法是用一 块 划有400个小 格的 50X50毫米的透明板, 估计每个小格中接出面积的百分数（十分之几）然后加以平均，这种观点认为，若采用英国的评定方法，在精加工阶段_可以采用刮研和研磨相结合的工艺方法，无论从提高生产效率或从_平板使用性能的角度看，都是有利的。

而另一种观点认为：由于在平板上测量工件时，工件或量具和平板接触的面积往往会很小。因而_有效的控制检验平板上每一小区域局部误差。而接触斑点数越多,说明局部凸、凹处的差异 越小,所以是控制这种小区域局部误差的有效方法。至于按接触面积评定,目前除英国平板标准中, 在已看到的其他国的平板标准中, 还都是仍采用按点数评定的方法。而英国标准的评定方法, 在实际采用时, 计算可能是比较繁琐的; 还有如“ 接触面积的百分数不应高到使工件研合的程度” 等说法, 也不够明确具体, 容易在生产中引起争议。因此认为, 至少在目前,在修订我国有关标准 时, 还没有条件改用其他评定方法。之后反映在( JJG117-78平板检定规程)中, 仍按每25x25毫米范围内点数来评定刮研表面的质量, 

 以上是在目前的实践经验和认识水平的情况下,有关重新评价三面互研法的一些有代表性的看法, 以及根据这些看法而反映在我国计量总局正式颁布的(检定规程)中的一些折中性办法。准确的结论是不可能有的, 不过从总的趋势看, 随着检测技术的不断发展与普及, 三面互研法的作用事实上已在逐步减小。