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對(duì)平板檢定中評(píng)定刮研接觸斑點(diǎn)的探討
本文導(dǎo)讀：
平板是廣泛就用于機(jī)械行業(yè)精密測(cè)試、檢驗(yàn)、劃線的重要工具。為延長平板的使用壽命，保證使用精度，刮研接觸斑點(diǎn)質(zhì)量是鑄鐵平板的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)。
目前，對(duì)刮研接觸斑點(diǎn)的評(píng)定認(rèn)為：一是檢查平板工作表面的微觀質(zhì)量即微小峰谷的平面度，表面微觀質(zhì)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(guī)程對(duì)刮研接觸斑點(diǎn)要求見下表：
JJG 117-91平板檢定規(guī)程對(duì)刮研接觸斑點(diǎn)要求
| 級(jí)別 | 00級(jí)、0級(jí) | 1級(jí) | 2級(jí) |
|
|
刮制平板的接觸斑點(diǎn)（25×25毫米） | ||
| 斑點(diǎn)數(shù) | ≥25 | ≥20 | ≥12 |
| 最多與最少斑點(diǎn)數(shù)之差 | 不大于5個(gè)點(diǎn) | ||
上表對(duì)接觸斑點(diǎn)的面積（單點(diǎn)面積、單位面積內(nèi)的接觸面積）、刮研深度均未作出具體規(guī)定，導(dǎo)致了對(duì)評(píng)定刮研接觸斑點(diǎn)的不同見解。
合理的平板刮研接觸斑點(diǎn)可以延長平板的使用壽命，本文就對(duì)此進(jìn)行以下探討：
一、磨擦對(duì)刮研接觸斑點(diǎn)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(gè)別點(diǎn)上發(fā)生接觸，因此，實(shí)際接觸面積比理論接觸面積要小得多。因?yàn)閷?shí)際接觸面小，所以即使在負(fù)荷很小的情況下，也會(huì)產(chǎn)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(fù)磨擦、磨損隨時(shí)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(shí)際接觸面積小，比壓大所造成的。對(duì)于平板來說，使用中平板刮研接觸斑點(diǎn)始終處于初期磨損階段，這是造成刮研接觸斑點(diǎn)磨損主要原因之一。根據(jù)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(tài)下，磨損量****，這一段稱為粘著磨損。平板的使用狀態(tài)下，工件在平板上移動(dòng)速度也正是在這一階段上進(jìn)行工作的，這是造成刮研接觸斑點(diǎn)磨損的原因之二。
另外，平板材料、硬度、環(huán)境以及維護(hù)、保養(yǎng)等因素也會(huì)對(duì)刮研接觸斑點(diǎn)的磨損產(chǎn)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(yàn)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(diǎn)面積的測(cè)定與評(píng)板的使用壽命分析
下表是對(duì)常見的河北泊頭平板和瓦房店平板的測(cè)試數(shù)據(jù)：
|
測(cè) 點(diǎn) 號(hào) |
刮研深度（μm） |
測(cè) 點(diǎn) 號(hào) |
刮研深度（μm） |
測(cè) 點(diǎn) 號(hào) |
刮研深度（μm） |
測(cè) 點(diǎn) 號(hào) |
刮研深度（μm） |
測(cè) 點(diǎn) 號(hào) |
刮研深度（μm） | |||||
| 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | |||||
|
1
2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
35 42 31 37 36 25 36 38 35 36
|
5 8 10 7 5 7 8 11 8 7
|
11
12 13 14 15 16 17 18 19 20 |
31
33 46 42 20 52 35 24 31 47 |
8
11 9 6 4 8 10 12 11 10 |
21
22 23 24 25 26 27 28 29 30 |
39
49 48 31 41 26 32 32 56 38 |
9
11 10 13 12 9 10 10 10 11 |
31
32 33 34 35 36 37 38 39 40 |
37
26 24 34 54 36 41 36 35 54 |
8
10 7 8 10 12 11 11 10 11 |
41
42 43 44 45 46 47 48 49 50 |
50
37 42 45 57 37 32 34 39 37 |
13
10 8 7 5 8 6 9 11 8 |
1號(hào)平板接觸斑點(diǎn)25～27，接觸面積為20%左右；2號(hào)平板接觸斑點(diǎn)25～29，接觸面積為10%左右。
對(duì)20塊平板所做的磨損情況調(diào)查結(jié)果為：2塊河北泊頭平板，一塊使用在5年以上，仍在正常使用；另一導(dǎo)體使用也在5年以上，由于保管不善，造成銹蝕進(jìn)行了修復(fù)。其余18塊瓦房店刮研的平板，使用時(shí)間均為1年，經(jīng)檢定，10塊磨損嚴(yán)重已經(jīng)不合格，需要重新修復(fù)；8塊仍可使用，但已出一部分斑點(diǎn)連片現(xiàn)象。
對(duì)刮研深度作一簡(jiǎn)單處理取其平均值，1號(hào)平板刮研深度為37.36微米，2號(hào)平板刮研深度為9.06微米，二者相差3倍之多。根據(jù)磨擦曲線損量與磨擦?xí)r間的關(guān)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?xí)r間成正比。由于平板磨損情況的調(diào)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(duì)平板使用壽命的影響是不可忽略的。JJG 117-91平板檢定規(guī)程對(duì)刮研深度沒有做出規(guī)定，這無疑是一種缺陷。
從以上測(cè)試結(jié)果還可以看出，二者接觸斑點(diǎn)大致相同，但所測(cè)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(fā)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(guī)程也未對(duì)此項(xiàng)予以適當(dāng)限制。
為了提高平板的使用壽命，保證其工作精度，建議對(duì)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(jù)有關(guān)資料對(duì)刮研深度介紹以及刮研深度測(cè)得數(shù)據(jù)，此工藝加工要求是可以達(dá)到的。
對(duì)接觸斑點(diǎn)面積的控制，英國平板和平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中規(guī)定，對(duì)于AA級(jí)（相當(dāng)于JJG 117-91規(guī)程0級(jí)）、A級(jí)（相當(dāng)于JJG 117-91規(guī)程1級(jí)）平板的支承現(xiàn)積比例不低于20%，對(duì)B級(jí)（相當(dāng)于JJG 117-91規(guī)程2級(jí)）平板支承面積比例不低于10%。高點(diǎn)應(yīng)當(dāng)均勻分布，并且支承面積的比例數(shù)不應(yīng)高到使工件引起粘合的程度。這一規(guī)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。