通用卡尺内量爪检定装置的分析与设计_水清波.pdf
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1、通用卡尺内量爪检定装置的分析与设计水清波(工业和信息化部电子第五研究所华东分所,江苏苏州215011)摘要:由于JJG 302012通用卡尺检定规程 中推荐使用的内尺寸专用检具示值单一,检定校准没有充足的规格可供选择,随着标称值的增加,给专用检具取用、携带和保存都增加了难度。针对现有内量爪检具的不足,设计了一套通用卡尺内量爪检定装置,结合通用卡尺的不确定度评定,证明了所设计的检定装置的可靠性和便利性。关键词:计量;通用卡尺;内量爪;夹具;结构中图分类号:TH 711文献标志码:A文章编号:1672-5468(2022)01-0042-05doi:10.3969/j.issn.1672-5468
2、.2022.01.09Analysis and Design of Universal Caliper InnerMeasuring Claw Verification DeviceSHUI Qingbo(CEPREI-EAST,Suzhou 215011,China)Abstract:Due to the single value of the special gauge for internal size recommended in JJG 30-2012“verification regulation of current calipers”and the lack of suffic
3、ient specifications forverification and calibration,with the increase of the nominal value,it is more difficult to take,carry and preserve the special gauge.Aiming at the deficiency of the exsting internalmeasuring claw inspection tools,aset of unirersal caliper internal measuring clawinspection dev
4、ice is designed.Combining with the uncertainty evaluation of universal calipers,the reliability and convenience of the designed verification device are proved.Keywords:measurement;universal caliper;internal measuring claw;fixture;structure收稿日期:2021-07-15作者简介:水清波(1984),女,江苏常熟人,工业和信息化部电子第五研究所华东分所工程师,主
5、要从事长度力学专业仪器校准工作。电 子 产 品 可 靠 性 与 环 境 试 验ELECTRONIC PRODUCT RELIABILITY AND ENVIRONMENTAL TESTING计量与测试技术2022年2月第40卷 第1期Vol40 No1 Feb.,20220引言计量科学广泛地应用于现代科学如长度、热工、力学、声学、光学和电磁学等各个领域,涉及人类社会活动的方方面面,随着现代科技的高速发展,一些新的计量技术正在逐渐地形成。2012年,通用卡尺检定规程提出了对内量爪的示值误差进行控制的要求,而规程推荐的专用检具光面环规、步距规只有单一示值,不能通过研合来组成不同的尺寸,无法满足不同
6、测量范围通用卡尺的校准要求1。我们发现采用内尺寸检具配合相应等级的量块就可以方便地测量通用卡尺的内量爪示值误差。我们首选万能测长仪配套内尺寸检具,其在300 mm测量范围内比使用标准环规、步距规更加方便实用,但因此款检具最大范围为300 mm,无法测量大于300 mm的通用卡尺内量爪示值误差。DIANZI CHANPIN KEKAOXING YU HUANJING SHIYAN42DIANZI CHANPIN KEKAOXING YU HUANJING SHIYAN第1期于是我们根据量块的长方形结构特点,将量块夹持在检具内部,配合相关附件卡块使用。但在校准600 mm通用卡尺的内量爪时,其内量
7、爪检具的长度也必将大于600 mm,这就出现相应检具的重量过重,长度过长,存放不易,检定校准效率不高等问题。所以,设计一款结构小巧、使用方便的内尺寸检定装置具有重要的实际意义和应用价值。1检定装置的设计与分析通过多次设计,结合大于100 mm标准器量块的结构特点,设计的这一款全包围式检定装置。该检定装置主要针对校准通用卡尺内量爪的示值误差,在使用时,包括第一量块(检定装置中只放置一块量块时,被称为第一量块)、两个检具及两个卡块,每个检具上都设计有夹持口,第一量块的两端是可以拆卸的,以便将量块固定在两个检具的夹持口内,两个卡块分别是可拆卸的,设置于夹持口的底端,且卡块包括能够突出于夹具表面的检测
8、部位,如图1-4所示。根据该检具设计的卡尺内量爪检定装置,结构简单,方便实用。通过设计两个具有夹持端口的检定装置,即检定装置是分体式的,两个一对使用,这样的好处是不仅使检定装置的尺寸不必大于第一量块的尺寸,而且不需要因第一量块尺寸不同而更换不同尺寸的检定装置,由此大大地提高了检定装置的通用性能。该检定装置的设计改变了以往检定装置的设计思路,直接利用标准量块的结构特点,利用连接孔,改变了以往检定装置的安装方式,具有方便实用,外形小巧,安装方便等优点2。检定装置夹一块量块时的指示图如图1所示。此检定装置的结构包括:一块量块、两个一对的检具、两个卡块,右视图如图2所示。预留放置量块的部位为夹持口,两
9、个所述卡块也可分别拆卸,可分别置于该夹持口的底部,且卡块突出于所述检具表面,这个突出部分主要用于检测。如图3所示,箭头所指的方向为该检具的宽度方向。第一量块为标称长度根据量块的制作工艺为大于100 mm的量块,根据规程,大于100 mm的量块其两端有如上文所述的连接孔,且量块两端各有一个。在实际校准卡尺时,有些校准点由23块量块组合,于是就需要包括至少一个第二量块,这是为了可以拼接出校准通用卡尺刀口内量爪所需要的尺寸而加设的,一般拼接的量块数量不要超过3块,这可以满足校准通用卡尺刀口内量爪的示值的不确定度要求。这个第二或者第三量块可拆卸,主要放置于所述第一量块的端部与相对应的卡块之间。如图2所
10、示的量块1与卡块3之间。U形检具成对使用,则另外一端也可以根据需要放置第三量块。此第三量块一般其标称长度不大于100 mm。此内量爪检定装置所组成的两个夹具的两侧壁上都设有同轴的通孔,其作用是配合插销使用,这个销体的一端一般设计有堵头,方便取用,在图1-2中均有说明,图1的箭头表示的是该夹具的高度方向。该堵头与销体是一体成型,主要作用是配合量块连接孔,此堵头为圆柱体,堵头的直径原则上应大于所述通孔及连接孔的直径。检定装置的底部,设计有带螺纹的孔,螺纹孔内设计配合可拆卸的螺杆,螺杆的主要作用是固定1第一量块;2夹具;3卡块;4销体;5螺杆;6第二量块;41堵头;51旋钮图4检定装置夹多块量块时的
11、主视图31第一量块;2夹具;3卡块;4销体;41堵头;5螺杆;51旋钮图1检定装置夹一块量块时的主视图321夹持口;22通孔;23螺纹图2检定装置右视图34销体;31检测部;5螺杆;51旋钮图3检定装置剖视图3水清波:通用卡尺内量爪检定装置的分析与设计43电子产品可靠性与环境试验DIANZI CHANPIN KEKAOXING YU HUANJING SHIYAN电子产品可靠性与环境试验2022年所述第一量块和相应卡块,所述的旋钮与螺杆是相互连接的,且旋钮也是圆柱体,在所述的圆柱体侧面上设置压纹。其压纹的作用是加大摩擦力,以方便拧紧与松开。2测量装置的实例分析为了解决实际应用中的技术问题,本文
12、将通过实例详细地阐述通用卡尺内量爪检定装置,结合图1-4,对该装置进行详细的描述,以明确此技术方案所能达到的技术效果。以夹持一块量块为例,如图1-4所示,由第一量块1、两个夹具2和两个卡块3,在每个夹具2上都设置一个夹持口21,其作用是可以把第一量块1的两端固定于两个夹具2的夹持口21内,这部分是可拆卸的,两个卡块3的使用位置分别设置于夹持口21的底部与第一量块1的端部之间,此处卡块3的作用是要有能够突出于检具2表面的检测部31;与此同时这两个卡块都是可以拆卸的。在本次设计中,检定装置的作用是方便测量范围大于300 mm的通用卡尺校准内量爪,同时也为测量范围在0300 mm的通用卡尺在校准大于
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