量规刻线参数设计方法的改进

　　1　问题的提出

　　刻线量规,传统方法是以刻线中心为基准进行参数设计的,由于设计基准与使用基准不一致而报废或误收。为了减少误判,一些“测量技术”教科书或参考书中,均限制刻线量规不能用于公差小于0·5mm尺寸的测量。这种限制不但缩小了刻线量规的测量范围,也掩盖了刻线量规刻线参数设计的不合理性。

　　2　刻线参数设计的弊端

　　以刻线中心为基准的刻线参数设计,二相邻刻线的中心间距标志被测尺寸的公差带,可是,在量规使用时则是以量规二刻线异名边边缘为基准进行比较(测量)的。由于设计和使用基准的差异,使被测尺寸的公差带缩小或扩大一个刻线的宽度(如图1)。如果被测尺寸的公差为0·5mm,刻线宽度为0·08~0·12mm时,公差带缩小或扩大16%~24%;刻线宽度为0·20~0·25mm时,公差带缩小或扩大40%~50%。可见,刻线宽度造成缩小或扩大公差带的现象不容忽视,它是造成刻线量规误判的主要因素。

　　3　设计方法与刻线方法的改进

　　若通过将刻线中心间距(亦称同名边间距)标注改为异名边间距标注(如图2);刻线方法由直接控制线宽改为由线深控制线宽,取得了设计、工艺和测量基准的统一,从而消除了刻线宽度缩小或扩大公差带的影响,提高了刻线量规制造和使用精度。

　　4　刻刀的设计与计算

　　如果仍以刻线中心为基准刻制异名边间距标注要求的刻线,应按如下方法设计刻刀参数:刻刀的刀头部分选用YT牌号的硬质合金,镶焊在Φ8钢质刀杆上。刀尖几何形状如图3。

　　设已知刻线宽度为A,刻线深度为B,刀尖倒圆半径为r。可由图3几何关系求出刻刀的刀尖半角α/2。

　　刻刀的刀尖半角,随刻线宽度,刀尖倒圆半径不同而变化。这里将笔者计算结果列入表1,以便选用。

　　由表1可知,当K=1时刀尖角等于零,刻刀两侧边平行,这时刀宽等于刻线宽度,实质上是以刀宽直接控制线宽,这种刻刀不易制造,最好不选用。根据刻线实践,选取K=1/2为佳。

　　5　刻线方法

　　本文介绍在万能工具显微镜(万工显)上的刻制量规刻线的方法。

　　5·1　装调与试刻

　　将“万工显”调为反射光测量系统,在物镜镜筒上借助于测孔器的连接螺母连接装刀和表附件。使附件上的刻刀以其自重与固定在仪器工作平台上的试件表面接触,然后在附件上装上千分表,并使其与测头下10mm量块表面接触,调整表的“零”位后,将刻刀、千分表紧固。进行试刻:首先确定刀尖与“万工显”米字中心虚线间的距离m (如图4),落下刻刀在试件上刻线(越细越好,以在仪器视野中看清即可),并随之读出坐标值xk,再将米字中心虚线与刻出的细线相压,读出坐标值xc,则