鑄鐵平板(鑄鐵平臺(tái))是廣泛用于機(jī)械行業(yè)精密測試、檢驗(yàn)、劃線的重要工具。為延長鑄鐵平板(鑄鐵平臺(tái))的使用壽命,保證使用精度.刮研接觸斑點(diǎn)質(zhì)量是鑄鐵檢驗(yàn)平板的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)。
目前對刮研接觸斑點(diǎn)的評定認(rèn)為:
一、檢查鑄鐵平板工作面的微觀質(zhì)量即微小峰谷的平面度,表面微觀質(zhì)量高,耐磨性好,才能保證平板的使用壽命及使用質(zhì)量。二、防止鑄鐵平板工作表面有小范圍的局部畸變,來保證鑄鐵平板的使用精度。
JJG 117-91平板檢定規(guī)程對刮研接觸斑點(diǎn)要求見下表:
JJG 117-91平板檢定規(guī)程對刮研接觸斑點(diǎn)要求
級別 0級,00級 1級 2級
刮研平板的接觸點(diǎn)(25X25)
斑點(diǎn)數(shù) ≥25 ≥20 ≥12
zui多與zui少斑點(diǎn)數(shù)之差 不大于5個(gè)點(diǎn)
上表對接觸斑點(diǎn)的面積(單點(diǎn)面積、單位面積內(nèi)的接觸面積)、刮研深度均未作出具體規(guī)定,導(dǎo)致了對評定刮研接觸斑點(diǎn)的不同見解。
合理的鑄鐵平板(鑄鐵平臺(tái))刮研接觸斑點(diǎn)可以延長鑄鐵平板的使用壽命,本文就對此進(jìn)行以下探討:
一、磨擦對刮研接觸斑點(diǎn)的磨損速度影響。
由于固體表面較粗糙,兩物體表面總是在個(gè)別點(diǎn)上發(fā)生接觸,因此,實(shí)際接觸面積比理論接觸面積要小得多。因?yàn)閷?shí)際接觸面小,所以即使在負(fù)荷很小的情況下,也會(huì)產(chǎn)生很大的單位壓力。由于表面粗糙度不同,在單位壓力作用下,接觸面的磨損也隨磨擦力的不同而不同。
在單位壓力作用下,重復(fù)磨擦、磨損隨時(shí)間的變化曲線如下圖:
曲線所表示的在初期磨損量大,這是由于磨損面不平滑,實(shí)際接觸面積小,比壓大所造成的。對于鑄鐵平板來說,使用中的鑄鐵平板刮研接觸斑點(diǎn)始終處于初期磨損階段,這是造成刮研接觸斑點(diǎn)磨損主要原因之一。根據(jù)磨擦速度、接觸壓力磨損曲線(下圖)可以看出,磨損速度v=0.3~0.5m/s的狀態(tài)下,磨損量zui大,這一段稱為粘著磨損。平板的使用狀態(tài)下,工件在平板上移動(dòng)速度也正是在這一階段上進(jìn)行工作的,這是造成刮研接觸斑點(diǎn)磨損的原因之二。
另外,鑄鐵平板材料、硬度、環(huán)境以及維護(hù)、保養(yǎng)等因素也會(huì)對刮研接觸斑點(diǎn)的磨損產(chǎn)生不同影響。為了研究不同的刮研深度,不同接觸面積確切的磨損狀況,本文以常用的試驗(yàn)方法,以及收集的資料加以分析探討。
二、刮研深度、刮研接觸斑點(diǎn)面積的測定與鑄鐵平板的使用壽命分析
下表是對常見的河北泊頭鑄鐵平板和外省市鑄鐵平板的測試數(shù)據(jù):
1號(hào)鑄鐵平板接觸斑點(diǎn)25~27,接觸面積為20%左右;2號(hào)鑄鐵平板接觸斑點(diǎn)25~29,接觸面積為10%左右。
對20塊鑄鐵平板所做的磨損情況調(diào)查結(jié)果為:2塊河北泊頭鑄鐵平板,一塊使用在5年以上,仍在正常使用;另一導(dǎo)體使用也在5年以上,由于保管不善,造成銹蝕進(jìn)行了修復(fù)。其余18塊外省市刮研的鑄鐵平板,使用時(shí)間均為1年,經(jīng)檢定,10塊磨損嚴(yán)重已經(jīng)不合格,需要重新修復(fù);8塊仍可使用,但已出一部分斑點(diǎn)連片現(xiàn)象。
對刮研深度作一簡單處理取其平均值,1號(hào)平板刮研深度為37.36微米,2號(hào)鑄鐵平板刮研深度為9.06微米,二者相差3倍之多。根據(jù)磨擦曲線損量與磨擦?xí)r間的關(guān)系,鑄鐵平板使用始終處于初期磨損階段,曲線呈線性,磨損量與磨擦?xí)r間成正比。由于鑄鐵平板磨損情況的調(diào)查可知,河北泊頭平板使用壽命為瓦房店平板的5倍。顯而易見,刮研深度對鑄鐵平板使用壽命的影響是不可忽略的。JJG 117-91鑄鐵平板檢定規(guī)程對刮研深度沒有做出規(guī)定,這無疑是一種缺陷。
從以上測試結(jié)果還可以看出,二者接觸斑點(diǎn)大致相同,但所測接觸面積分別為20%和10%,懸殊是非常大的。從使用的角度講,在不致引起工件與平板發(fā)生研合的情況下,盡可能提高接觸面積,可提高平板的使用壽命。JJG 117-91平板檢定規(guī)程也未對此項(xiàng)予以適當(dāng)限制。
為了提高鑄鐵平板的使用壽命,保證其工作精度,建議對刮研深度或控制在0.02mm以上,這樣可保證主圖額平板有較長的使用壽命和檢定周期。根據(jù)有關(guān)資料對刮研深度介紹以及刮研深度測得數(shù)據(jù),此工藝加工要求是可以達(dá)到的。
對接觸斑點(diǎn)面積的控制,英國鑄鐵平板和鑄鐵平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中規(guī)定,對于A*(相當(dāng)于JJG 117-91規(guī)程0級)、*(相當(dāng)于JJG 117-91規(guī)程1級)鑄鐵平板的支承現(xiàn)積比例不低于20%,對B級(相當(dāng)于JJG 117-91規(guī)程2級)鑄鐵平板支承面積比例不低于10%。高點(diǎn)應(yīng)當(dāng)均勻分布,并且支承面積的比例數(shù)不應(yīng)高到使工件引起粘合的程度。這一規(guī)定即保證了鑄鐵平板的使用精度,又兼顧了鑄鐵平板的使用壽命,是可以借鑒的。
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