[實用新型]一體式柱狀步距規(guī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320647271.7
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN203642816U
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設計）人: 鄧志輝
• 申請（專利權）人: 陜西工業(yè)職業(yè)技術學院
• 主分類號: G01B3/30
• 分類號: G01B3/30
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 寇蘭英

技術領域

本實用新型屬于設備定位精度檢測工具，具體涉及一種一體式柱狀步距規(guī)。

背景技術

2010年7月工信部首次發(fā)布了步距規(guī)的國家標準《JB/T10977-2010》。2010年9月國家質監(jiān)局發(fā)布了步距規(guī)校準規(guī)范《JJF1258-2010》。

現用步距規(guī)的精度等級（見表1）

???????????????????????????表1

在一年多的時間里，從車間自然溫度7℃升到高溫37℃，又降至7℃的溫度區(qū)間內，發(fā)明人對現有歩距規(guī)做了大量的隨機檢測，將各種溫度下記錄的數值，挑選出具有典型的代表數據，經優(yōu)化處理后列于表2。

????????????表2步距規(guī)在常溫下的溫脹實驗數據（μm）

圖3為現有步距規(guī)高度在不同溫度時的變化曲線示意圖，縱坐標的0代表量塊上表面的零位值，零位上、下的±15μm分別為步距規(guī)在不同溫度時與量塊的高度差。B、A兩條曲線分別代表步距規(guī)升溫與降溫時的變化規(guī)律。

將表2的數值畫在圖3所示的坐標系里進行分析。橫坐標代表由7℃到37℃的升溫區(qū)間，溫度差為：

??????Δt＝37-7＝30（℃）

由圖3可以看出，步距規(guī)在升溫時的變化基本呈線性值（見圖3升溫曲線），在7℃升至20℃時的高度差為正值，20℃升至37℃的高度差為負值，升溫時的總差值為：

??????Δh_S=8.3-（-10.9）=19.2（μm）

步距規(guī)在降溫時的某些區(qū)間里產生蠕變，如24℃至17℃時變化量是一段非線性曲線（見圖2降溫曲線），另外在30℃以下逐漸偏離升溫時的位置，回不到與升溫時對應數值,最大差值為：

??????Δh_d=12.3-8.3=4（μm）

降溫時的總差值為：

??????Δh_j=12.3-（-10.9）=23.2（μm）

以上的實驗數據遠大于表1中所規(guī)定的數值。

我們已知鋼質的熱膨脹系數a_g為11.5×10^-6/℃、陶瓷的熱膨脹系數a_t為9.5×10^-6/℃，它們是指每1米長度材料在溫度變化1℃時的熱膨脹量理論差值為：

??????Δa_t=11.5×10^-6/℃-9.5×10^-6/℃=2（μm）

而本文所做的檢測實驗是一個0.5米的步距規(guī)，在差值為30℃的常溫溫差范圍內。將其換算為每米的熱膨脹量可得：

??????Δh_m=2Δh_s=19.2×2=38.4（μm）

這么大的差值遠遠大于表2中規(guī)定的數值，在常溫下誤差太大無法確保檢測精度。

也有個別廠商生產條形立、臥兩用步距規(guī)的，這種步距規(guī)要想立、臥兩用，在制造時一定要保證基座與底座的垂直度，在實際生產中基座與底座的垂直度加工難度是很大的。我們在檢測中也發(fā)現了垂直度不好的缺陷。

這說明現有步距規(guī)具有以下三種缺點：

第一，常見的步距規(guī)（以現有500mm步距規(guī)為例）是由17個10mm陶瓷量塊和34個10mm鋼質量塊（墊塊）拼接而成，每個量塊不可避免的存在平面性、平行性、尺寸、安裝等誤差因素，拼接后不可能是一個剛體，隨溫度變化時與標準量塊的熱膨脹量有很大差值，溫度上升和下降時回不到原來的尺寸，因此在不同的溫度下產生差值較大蠕變。

第二，陶瓷與鋼質材料的熱膨系數不同，陶瓷為9.5×10^-6℃，鋼為11.5×10^-6℃，（在20℃的標準溫度條件下使用時可忽略不計），但在其他溫度下的差值影響步距規(guī)尺寸精度，步距規(guī)在使用中會因為溫度變化產生很大的測量誤差。

第三，現有步距規(guī)按國家標準，步距規(guī)分為立式和臥式兩種，檢測機床水平軸要用臥式，檢測垂直軸時要用立式，使用單位必須分別購買一個立式和一個臥式，才能完成機床檢測。步距規(guī)要想立、臥兩用，在制造時一定要保證基座與底座的垂直度，但是在實際生產中，基座與底座的垂直度加工難度很大。

實用新型內容