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生于扬州,学前随父母去过西安、长沙、桂林、昆明、合川,小学在重庆,中学在上海,50年到北京国立高工读书,并在北京工作,70年来三线工作.82年定居成都.95年退休.游戏智慧是47年随父亲皈依贡戛活佛的法号.一生奉献于我国的计量事业,工作勤勤恳恳,刻苦钻研,事业略有所成.退休后致力于总结多年工作中的经验.子女均自立,一代更比一代强.尽享天伦之乐.

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对“平板检定规程2012.9征求意见修改稿”的意见(原创)  

2013-01-21 09:59:23|  分类: 长度计量 |  标签: |举报 |字号 订阅

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对“平板检定规程2012.9征求意见修改稿”的意见(原创)

 

1.标准、规范、规程修改的基本精神

标准、规范、规程修改的基本精神首先应该与国际标准完全等同,但并不等于不去分析国际标准中可能存在的问题。如果发现国际标准存在问题,并有很好的解决的方法,中国的标准、规范、规程可以率先进行修改,以促进国际标准的改进和发展。;例如70年代讨论和制定形位误差标准时,就发现圆柱度不是一个纯形状误差,它含有形状误差和参数误差(锥度误差)。用于加工或检验的标准心轴需要有一定的锥度,同时对形状误差有很高的要求,它才能达到定心的要求。如果提圆柱度要求,必然与其锥度要求相矛盾。它的形状误差应该是锥形度。当时就是抱着必须与国际标准一致,致使至今圆锥体及标准心轴的形状误差在国际标准和中国标准都没有得到解决,从而阻碍了事业的发展。

要在国际标准制定时要想增加我们的话语权,只有不断发展我们的国家标准,使我们的标准比国际标准更先进。

2.平板检定规程草案与两个国家标准间的差异,及对规程草案和标准的意见

2.1. 圆形平板

关于圆形平板国内早已提出如何检定的问题,在规程草案中没有规定其技术要求,也没有给出检定方法。虽然可以用对角线长度公式进行计算出平面度。在规程里并没有明确不包含圆形平板,只是在图1中只有方形和长方形的平板,而在GB/T22095-2008及GB/T20428-2006中用文字明确表示为方形和长方形平板。没有国际标准和国家标准的计量器具制定了检定规程或规范的也大量的存在着。这说明只要不与国际标准和国家标准相矛盾就是可以的。因此将检定规程扩大范围并能够覆盖标准应该是成立的。在名词术语上规程草案也没有受到标准限制,例如对平面度的要求:草案为“平面度允许限”,标准为“平面度误差”、“平面度公差值”、“平面度允差”,原规程为“平面度最大允许误差”等。有大量圆形平板需要检定而规程没有包括它是不恰当的。老的国家标准是包括圆形平板的。

2.2. 局部平面度的检定与标准要求相矛盾

GB/T22095-2008及GB/T20247-2006的附录B.2.2是这样写道:“可仍使用B.1所述方法来测量数量更多的点,但这种解决方法是很麻烦的。另一个变通方法是:由于局部平面度误差影响平板作为基准,可用一种图B.1所示的典型基准规对其进行检验。该基准规是一个可自由移动的划针盘底座,它的三个固定接触垫就体现基准,其凸出部分带有一个灵敏的指示表,该指示表通过与平板成弹性接触的垫块相接触。”度的测量按6.3.4的方法进行。”“6.3.5.2 采用平面波动量判定时,将平面波动量检具(见附录D)放在平板工作面上,沿任意方向移动检具,移动距离为平板对角线的一半且不小于200mm,观察检具上的指示表变化,将该变化的最大值与最小值B.2.3是这样写道:“对平面度误差的测量结果进行研究,以确定什么地方产生了突然的和大的轮廓变化。用基准规迅速地扫描整个平板,以确定最大误差区域。”“对于用基准规检测而读数值超过局部误差上的允差,可采用B.1所述的方法检测区域。”

而规程草案是这样写道:“6.3.5.1局部工作面平面之差作为平板的平面波动量。当平面波动量不符合表3规定时,在平面波动量变化最大的位置,按6.3.5.1的方法进行测量,确定该平板局部工作面平面度。”

可以看出有三点不同:1.标准在用标准规检验时仍然是以局部误差允许值作为评定标准,用标准规检验超差时,可再用B.1的方法检测。而规程草案是以表3(实际是表2)的数据为准。2.标准规的移动距离:标准为“用基准规迅速地扫描整个平板,以确定最大误差区域。”而规程草案为“沿任意方向移动检具,移动距离为平板对角线的一半且不小于200mm,”3.草案表2的数据有何依据,能否与局部平面度达到等同效果,有无实验依据?平面度按级别的比例关系是1:2:4:8;而草案是1:2:4:10说明它们并不等同。

老标准也有用标准规测量平面波动量,但是老的规程没有采用局部平面度的要求。

表2平板工作面的平面波动量                    μm 

平板准确度级别

0级

1级

2级

3级

工作面的平面波动量

8

16

32

80


 

2.3 涂色对研法扩大到平板平面度检定极不严肃的

草案在引言中写道:“与JJG 117-2005相比, 除编辑性修改外主要技术变化如下”“ 扩大了涂色对研法的应用范围,将其从应用于刮制平板的局部工作面平面度扩大至平板整体工作面平面度,给出相应的技术要求;”在正文6 计量器具控制中的6.3.4工作面平面度的检定方法中6.3.4.5节涂色对研法中写道:

“对刮制铸铁平板可以采用涂色对研法测量平板工作面平面度。

使用规格符合表10且准确度级别不低于被测平板的研磨工具进行涂色对研,涂层厚度以(0.002—0.004)mm为宜。着色对研时,不能对研磨工具施加垂直方向的外力,研磨工具不允许拖出被检平板工作面之外,当对研工具与被检平板规格尺寸相同时,允许拖出,但不得超出自身面积的1/5。”

关于涂色对研法的要求在草案表3上。

表3 刮制铸铁平板工作面支撑点数和支撑面积比率


平板准确度级别

0级

1级

2、3级

25mm x 25mm的面积中支撑点数(个)

≥25

≥20

≥12

任意两个25mm x 25mm的面积中支撑点数之差

≤5个

单位面积上支撑面积比率

≥20%

≥15%

≥10%

任意两个单位面积上支撑面积比率之差

≤5%

注:支撑点应分布均匀,支撑面积的比率不应高到引起研合的程度。


 

GB/T22095-2008关于平板支撑面积的比例要求如下面一段中所述。并没有支撑点数判定。接触斑点数的要求是老规程和老标准中有此要求。但是并没有作为平板平面度的检定方法。GB/T22095-2008中也没有支撑点数的要求,也不用于检测平面度。

草案将涂色对研法扩大到检测平板平面度,有什么依据。在草案的编制说中也没有具体的有说服力的条款。只在其4.7条写道:“4.7 将原规程中对刮制平板采用的涂色对研法,从仅应用于局部工作面平面度扩大至平板整体工作面平面度,给出相应的技术要求。”

新标准比老标准在平面度要求方面几乎提高了近一个级别,而草案关于涂色对研法仍旧用以前的要求,而且2级和3 级的要求是一样的,这怎样能保证平板平面度的要求。用涂色对研法平板尺寸比被检平板尺寸小,而且还用平尺对研。这些又怎么能保证平板的平面度检定。所以用涂色对研法检定平板平面度是极大的错误。

关于涂色对研法在过去没有检定规程时,曾经用于平面度检验,是用几块平板互研。由于无法知道平面度的大小,具有同样的支撑点数其平面度不一定相等,平面度也不一定就合格。所以在老规程和老标准中就没有将其作为平面度的检定方法。接触斑点数只是控制接触面积比例。接触面积过小影响平板精度的寿命;接触面积过大,缺少油膜影响工件在平板上滑移。GB/T22095-2008也没有规定此法是检定局部平面度的方法。所以草案盲目扩大到平板平面度的检定是非常不严肃的。

涂色对研法只能是刮制平板的附加的检定要求。

 

2.4关于平板的工作面的大小问题

GB/T22095-2008标准是这样写道:

 

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GB/T20247-2006标准是这样写道:

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GB/T20247-2006标准是这样写道:

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ISO 8512-1和ISO 8512-2是这样写道:

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规程草案是这样写道:“在规定的平板工作面边缘区域内的任意一点,若其不高出区域外工作面的点,则此边缘区域的平面度可不予要求。”,而在附录C是这样介绍的。

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草案规定了对角线、长边和短边说用桥板的跨距长度。根据测量四段计算对角线为180×4=720mm、长边为152×4=608mm及短边为95×4=380mm,而平板对角线、长边、短边分别为745、630和400。将整个工作面缩小为608×380了。首先国家标准和国际标准都强调是整个工作面。并没有要求去掉平板边缘部分不进行检定。草案也承认边缘区域也是工作面。如果对边缘部分舍去不检,怎么能够知道边缘部分有高出边缘以外工作面的点。缩小面积就降低了平板平面度的要求。按照标准的要求,应该按平板的规格尺寸进行检定,在边缘部分应当没有最高极值点,如果有最高极值点,则此点不应舍去,并以此点参与平面度计算。如果有最低极值点,则可舍去该点,另行计算平板平面度。

2.5 关于平板外形的公差

GB/T22095-2008标准是这样写道:

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GB/T20247-2006标准是这样写道:

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ISO 8512-1和ISO 8512-2是这样写道:

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而草案没有平板外形的公差这个项目。

从ISO标准看是单向公差,表明平板外形尺寸只能是正偏差。但是ISO标准给出的公差是+5%。都知道平板外形尺寸是要经过机加工的。即使按自由尺寸公差也没有这么大。这里完全可以按自由公差确定。并是单向正公差。

2.6 关于平板测量点数

老规程给出的要求是不少于表上规定的点数,而草案改为表上规定的点数。就这样一点差异就会为一些不法制造商钻空子。就是说点数少了不行,点数多了可以,同样有效。规定死了就会被人钻空子。

2.7 关于平板平面度测量结果的不确定度评定问题

草案关于不确定度评定中存在的问题不少:

1. 草案附录E.4数学模型的公式E.1本身没有多大的错误,但是在微分时把δ0和δn当成常数,微分后这两项就变为0了。公式E.2就变成一个直线度的不确定度的公式了。

在平板对角线法测量中有的点要经过5根直线测量以后才能得到该点的数据。所以umax(δ)应该是

对“平板检定规程2012.9征求意见修改稿”的意见(原创) - 游戏智慧 - zct617的博客,而不是对“平板检定规程2012.9征求意见修改稿”的意见(原创) - 游戏智慧 - zct617的博客 。如果考虑这5根直线有相同的测点读数,将它们同类项合并后,再做方和根处理。则 对“平板检定规程2012.9征求意见修改稿”的意见(原创) - 游戏智慧 - zct617的博客 。(见参考文献:张成悌,不直度与不平度的测量(二),计量研究,1978,№2.p.18)
2. 草案附录E.6.1.3测量重复性的不确定度分量uRE的判定中,重复测量10次而得到的样本标准偏差,最大标准偏差 0.5个字。而实验结果在附录或编制说明里都没有看见,因此质疑0.5个字的可靠性。这个重复性与操作有关,也与被检平板的质量有关。实验应在平面度刚刚符合0级及较好的情况下进行。 

对不同材料的平板进行实验,特别是刮制平板。

3. 关于定位误差的不确定度(E.6.1.4)

在直线度测量中的定位误差与测量重复性是否有重复计算之嫌。在平板四个角点及对角线交点处几条被测直线的同一点的位置,如果不采用圆形接触面积其交集面积很小。很可能几次的接触点不是同一点,这样会带来不可估量的误差。只有圆形接触面积其交集面积就是此圆形面积。例如桥板的接触面积是长方形2×40mm,在角点转向90°时,其交集面积只有2×2mm,两次的实际接触点很可能是两个不同的点。只有圆形接触面积才可以按定位误差来分析。如用两个圆柱的桥板,则这个问题更加突出。其误差与平板的局部误差有关,其误差可达到1μm以上。

4. 关于E.6.1.5 温度偏差引入的不确定度分量uTD中uTD的计算公式不是计算平面度误差的公式。空气变化1°,它是怎样影响平面度没有交待。这里只能看出温度变化1°平板厚度变化的标准偏差为0.13μm。而不是平面度变化了0.13μm。只有平板四周与平板中心有1°温差,才会有0.225μm平面度的变化。而且平板的厚度d也不是20mm,而是更大。而规程草案是这样写道:

对“平板检定规程2012.9征求意见修改稿”的意见(原创) - 游戏智慧 - zct617的博客

 GB/T22095-2008标准在附录A.1写道:

平板上下表面温差有1°对于1000mm长厚250mm可以产生5μm的弯曲变形,占0级平板制造偏差的80%,所以温度偏差引入的不确定度分量应该像标准那样分析才对。而岩石平板则为1μm(见GB/T20247-2006标准附录A.1)。

5.在草案E.6.1关于输入量的标准不确定度和不确定度分量的误差源的分析中还有已完成没有提到。它们是:

1.电子水平仪的零飘

2.平板水平位置因支撑受温度的影响产生的零位漂移

3.平板水平位置因周围人员位移产生的变化

4.因水平仪在平板不同位置引起平板水平的变化

总之,合成的不确定度标准偏差肯定是不对的了。

6.在E.6.5中关于平板平面度允许限是4.5μm,因为它是单向误差,要按对称误差来计算MPL,所以MPL=2.25μm。

2.8 关于用标准直尺检定平板平面度

在表8的第4项中的“尺寸小于400mm×400 mm的研磨平板”应改为“尺寸小于400mm×400 mm的平板”,这种方法可以适用于任何平板。检定工具增加研磨平尺,量块改为1级或2级,不同精度的平板用不同等级的量块。取消4等量块。因为这种方法检测平板时无法对读数进行修正,不进行修正就是按级使用,4等量块有时达不到2级。所以不能写4等。

2.9 关于局部平面度的面积大小问题

国家标准和国际标准修正都给出是200×200mm内的局部平面度。我认为一块0级平板,它的任何部位与某规格面积相等的面积内应达到同规格的0级平板的要求。就是它的任何部位都要达到0级平板的要求。

尺寸小于200×200mm的平板也需要具备平面度的要求,因为有的平板使用时会有一些局部磨损很厉害,只检平面度检不到这些点。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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