机械精度设计与测量技术-第5章-几何参数检测技术基础.

2.量块的研合性
由于量块的测量面都是经过超精研磨制成的，所以测量面十 分光滑和平整。如果将一量块的测量面沿着另一量块的测量面滑 动，同时用手稍加压力，两个量块便能粘合在一起，量块的这种 通过分子吸力的作用而粘合的性能称为量块的研合性。由于量块 具有研合性，所以量块可以组合使用，即将几个量块研合在一起 组成所需要的尺寸。
图5.1 尺寸量值传递系统
二. 量块(gauge block) 量块又称为块规，是一种无刻度的标准端面量具。其制造的材料为特殊 合金钢（一般为CrWMn）制成，材料稳定，硬度高，线膨胀系数小，不 易变形。量块主要用作尺寸传递系统中的中间标准量具，或者用相对法测 量时作为标准件调整仪器的零位，也可以用它直接测量零件。
多面棱体是用特殊合金钢或者石英玻璃经过精细加工而成。 常见的有4、6、8、12、24、36、72等正多面体。图5.4所示的是 八面棱体，在任意轴切面内相邻两面法线间的夹角为45°，它可 以作为45°×n（n＝1，2，3，…)角度的测量基准。
图5.4 多面棱体
第三节 计量器具与测量方法的分类
一、计量器具的分类 计量器具可分为量具和量仪两大类。 1. 量具 量具是以固定形式复现量值的计量器具，它包括标准量具、专用量具和通
量块按检定精度由高lr 到低2 分为l，2，3，4，5，6共六等。量块的分
“等”主要是根据量块的0 中[Z (心x)]长dx 度的测量极限误差、平面平行性允许偏差
和研合性等指标划分的。各等量块的中心长度测量不确定度和长度变动量 的允许值见表5-3。
表5-2 各级量块长度极限偏差和变动量（摘自JJG146—1994）
量块的形状是长方六面体结构，六个平面中有两个互相平行的极为光滑平整
的测量面，两测量面之间具有精确的工作尺寸，如图5.2所示。
图5.2 量块形
图5.3 量块长度
1.量块的尺寸
量块的长度是其一个测量面上任意一点(距边缘0．5 mm区 域除外)到与另一个测量面相研合的平晶表面的垂直距离。测量面 上中心点的量块长度L为量块的中心长度，如图5.3所示。量块上 标出的数字为量块长度的标称值，称为标称长度。尺寸＜6 mm 的量块，长度标记刻在测量面上；尺寸≥6 mm的量块，长度标记 刻在非测量面上，并且该表面的左、右侧面为测量面。
表5-3 各等量块长度测量极限偏差和变动量（摘自JJG146—1994）
4.量块的使用
量块的使用方法可分为按“级”使用和按“等”使用两种。
量块按“级”使用时，是用量块的标称长度作为工作尺寸， 即不计算量块的制造误差和磨损误差，它们将被引入到测量结果 中，使测量精度受到影响，但是因为不需加修正值，所以使用起 来比较方便。
量块是按一定的尺寸系列成套生产的，国家量块标准中规定 了17种成套的量块系列，表5-1是从标准中摘录的几套量块的尺寸 系列。
表5-1 成套量块的尺寸(摘自GB6093—1985)
3.量块的精度
国家标准GB 6093—1985将量块的制造精度从高到低分为00、0、1、2、 3和标准级K共6个级别。量块的分“级”主要是按量块的中心长度的极限 偏差、长度变动量(量块长度的最大值与最小值之差)允许值、量块测量面的 平面度、粗糙度及量块的研合性等质量指标划分的。各级量块长度的极限 偏差和长度变动量允许值见表5-2。
第二节 长度和角度计量单位与量值传递系统
一、米的定义与量值传递系统 我国法定基本计量单位是米(m)，在机械制造中的常用单位有毫米(mm)和
微米(μm)，1m＝103mm，1mm＝103μm。 在实际应用中，除特别精密零件的测量外，一般不直接用基准光波波长
测量零件。为了保证量值的统一，必须把国家基准所复现的长度计量单位量 值准确地传递到生产中的计量器具和工件上去，以保证对被测对象所测得的 量值的准确和一致。为此需要在全国范围内从组织到技术上建立起一套严密 而完整的体系，即长度量值传递系统，如图5.1所示。这个系统的传递媒介是 量块和线纹尺，它们是机械制造中的实用长度标准，由国家技术监督局到地 方各级计量管理机构逐级传递和定期检定。
用量具等。 标准量具是用作计量标准，供量值传递用的量具、例如量块、线纹尺等。
专用量具是用来专门检测某种几何量的测量器具，例如光滑极限量规、花键量 规、螺纹量规等。
通用量具是指应用范围广，通用性强，可以测量一定尺寸范围内的几何量， 并且能获得具体数值的测量器具，例如游标卡尺、千分尺等。
2. 量仪 量仪是指能将被测的量转换成可直接观测的指示值或等效信息的计量器具。 按照工作原理和结构特征，量仪可分为机械式、光学式、气动式以及它们的组 合形式，例如光电式等。
二、测量方法的分类 根据不同的测量目的，测量方法有不同的分类。
1. 按测量结果获得的方法不同可分为直接测量和间接测量 直接测量就是用计量器具直接测量被测量的整个数值或相对于标准量的偏
差，例如用千分尺测轴径等。 间接测量就是测量与被测量有函数关系的其它量，再通过函数关系式求出
被测量，例如求一个圆的面积可通过测量其直径，再通过公式得出。
量块按“等”使用时，是用量块经检定后所给出的实际中心 长度尺寸作为工作尺寸，这样就消除了量块的制造误差的影响， 提高了测量精度，测量结果中仅包含有量块检定时较小的检定误 差和检定后的磨损误差，从而得到了较高的测量精度。
三. 角度单位与多面棱体 角度也属于几何参数。国家标准规定角度的计量单位为弧度
(rad)和度(°)、分(′)、秒(″)。由于圆周角的定义是360°,因此角 度不需要象长度那样再建立一个自然基准。在高精度的分度中， 一般以多面棱体作为角度基准。
直接测量的测量过程简单，并且其测量精度只与这一测量过程有关，而间接测 量比较麻烦，其测量精度不仅取决于有关量的测量精度，还与计算精度有关， 所以一般情况下当被测尺寸不易直接测量或用直接测量达不到精度要求时，才 可以采用间接测量。 2. 按测得示值的方式不同可分为绝对测量和相对测量
绝对测量就是在计量器具的读数装置上可表示出被测量的全值，例如用千 分尺或测长仪测量零件直径或长度，其实际尺寸由刻度尺直接读出。