圆锥量规检定规程

1圆锥量规检定规程本规程适用于莫氏与公制圆锥量规、7/24工具圆锥量规、钻夹圆锥量规和HSK工具圆锥量规的首次检定、后续检定和使用中检查。2引用文件JJG2002—1987圆锥量规锥度计量器具检定系统GB1705红丹GB/T11852—2003圆锥量规公差与技术条件GB/T11853—2003莫氏与公制圆锥量规GB/T118547/24工具圆锥量规GB/T11855—2003钻夹圆锥量规JB/T10742HSK工具圆锥量规凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规程；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规程。3术语和计量单位GB/T11853—2003《莫氏与公制圆锥量规》、GB/T11854《7/24工具圆锥量规》、GB/T11855—2003《钻夹圆锥量规》和JB/T10742《HSK工具圆锥量规》中界定的及以下术语和定义适用于本规程。3.1圆锥量规tapergauges以光面内、外圆锥相配合的实体，实现检验相应圆锥配合锥角和圆锥直径的计量圆锥量规有圆锥塞规和圆锥环规两类。按使用功能不同分为通用圆锥量规和HSK通用圆锥量规根据使用要求，按准确度等级分为： 标准圆锥塞规分为一等、二等； 检验工作环规用的校对塞规分为1级、2级、3级 检验工件锥度公差等级AT3～AT8的工作圆锥量规，分为1级、2级、3级通用圆锥量规常用的结构形式有：——莫氏和公制圆锥量规(分为A型和B型，B型仅用来检验工件的圆锥尺寸),结构形式及符号标注见图1、图2;2——7/24工具圆锥量规(分为A型和C型),结构形式及符号标注见图3、图4;——钻夹圆锥量规，结构形式及符号标注见图5。HSK常用的结构形式有1/10圆锥塞规、1/9.98圆锥校对塞规，以及1/9.98圆锥环规，而1/9.98圆锥环规又分为1/9.98大径圆锥环规和1/9.98小径圆锥环规，结构形式及符号标注见图6。图37/24A型圆锥量规图47/24C型圆锥量规图5钻夹圆锥量规45计量性能要求5.1量规工作面表面粗糙度工作面表面粗糙度Ra值应不大于表1和表2的规定量规类型准确度等级一等/1级二等/2级3级圆锥塞规圆锥环规工作面的表面粗糙度定位端面1/10圆锥量规1/9.98圆锥校对塞规1/9.98圆锥环规5.2圆锥塞规形状误差形状误差包括任一轴向截面内素线直线度和任一径向截面内圆度两项误差，即两者误差皆不大于表3的规定。5表3型式公制莫氏公制460123456准确度等级一等二等-——1级2级3级型式准确度等级一等二等1级2级3级型式莫氏短锥贾格圆锥01263准确度等级2级3级型式Q准确度等级1级5.3塞规锥角5.3.1通用圆锥量规锥角5.3.1.1标准塞规锥角按实际角度值使用，其锥角测量不确定度应不超过表4的规定，其中L。为测量长度(单位为mm)。测量不确定度一等二等U₂s=(0.2+U等×4.85×Lp×10-3)μm(k=2)65.3.1.2校对塞规的锥角最大允许误差应不超过表6的规定。5.3.1.3工作塞规的锥角最大允许误差应不超过表7的规定。5.3.2HSK塞规的锥角最大允许误差应不超过表8、表9的规定。5.4塞规尺寸第一条刻线前边缘至端面的距离l、l₁;刻线前边缘直径D;两刻线间的距离Z、Z₁、a;扁尾尺寸b、e及其对称度△S均分别不超过表10、表11和表12的规定。5.5圆锥量规刻线宽度刻线宽度不大于0.15mm。5.6环规尺寸不超过表10、表13和表14的规定5.7塞规与环规的相配尺寸5.7.1莫氏与公制圆锥量规：用校对塞规或工作塞规检验圆锥工作环规的直径公差时，圆锥工作环规的大端端面应与塞规的大端直径D平台面标志线前边缘重合，允许有不大于0.1Z的差距(见图7)。5.7.27/24圆锥量规：用校对塞规检验圆锥工作环规的圆锥直径时，圆锥工作环规的圆锥大端端面应与校对规的大端直径D平面标志线重合，允许有不大于0.3Z的差距。如果用工作塞规检验，则圆锥工作环规的圆锥大端端面与第二条Z标志线的距离不应小于Z,允许有不大于1.3Z的距离(见图8)5.7.3钻夹圆锥量规：用校对塞规或工作塞规检验圆锥工作环规的圆锥直径时，圆锥工作环规的大端端面应与塞规的大端直径D平面标志线重合，允许有0.2Z的差距(见图9)。7图9钻夹圆锥工作环规的直径检验各准确度等级的圆锥工作环规，用校对塞规检验时，其研合接触率应达到90%以上，如果采用与工作塞规配对研合时，则研合接触率应达到98%以上，涂色层厚度不大于表5的规定。表5涂色层厚度工作量规的用途代号圆锥工等级圆锥长度L/mm123注：G为检验工件的圆锥尺寸和锥角；GR为检验工件的圆锥锥角0型式公制莫氏公制460123456准确度等级1 十3.2 十0.8 一十1.12十31.5十12.5十1.1十1.8十2.2十2.83十31.5十5.5型式准确度等级1十1.5十1.3十0.523十6.5型式01263准确度等级2十31.5十6.5十1.2十0.83注：锥角最大允许误差ATpp的数据是根据长度L。给定的，即：urad或(”)。表7工作塞规锥角最大允许误差460123456准确度等级1士8.0土6.3士3.2 士2.0士1.52士12.5士8.0士6.0士2.0土0.8士1.0十1.1士1.4士2.73型式准确度等级1士10.0士0.8士1.0士1.2士1.52士2.6士3.93士63.0士25.0士5.0士6.0士8.0表7(续)型式01263准确度等级2士31.5士50.0士8.0士8.0士6.5士0.7士1.2士0.53士125.0士100.0士80.0士63.0士20.0士16.0士1.6士1.7士2.3士1.0士1.9士1.7士2.1二圆锥规格圆锥塞规的锥角最大允许误差士0.2士5.0十0.2士4.0士20.0士15.8士3.0十0.3士3.0士12.5士2.5士12.5士2.5表91/9.98圆锥校对塞规的锥角最大允许误差圆锥规格圆锥校对塞规的锥角最大允许误差士2.5士2.5云表10圆锥量规的基本尺寸型式公制莫氏公制46012345646 a(不小干)e(不大于)l236l₀(不大于)123e(不大于)表10(续)型式型式01263云表11HSK1/10圆锥塞规基本尺寸圆锥规格圆锥半角ZhDB2°51'45”表12HSK1/9.98圆锥校对塞规基本尺寸圆锥规格圆锥半角士IT3/2Df2°52'05”与表13HSK1/9.98大径圆锥环规基本尺寸圆锥规格圆锥半角士IT3/2D△2°52'05” 表14HSK1/9.98小径圆锥环规基本尺寸圆锥规格圆锥半角D△2°52'05”6通用技术要求新制造的量规工作面不应有影响测量准确度的损伤、锈蚀、裂纹等缺陷，刻线应清晰、均匀。在非工作面上，应按规定清晰地标出量规的规格、型号、等级、用途代号(工作量规可以省略用途代号)、出厂编号。后续检定和使用中检查的量规工作面不应有影响使用的缺陷。7计量器具控制7.1检定条件7.1.1检定室内温度和平衡温度时间见表15。准确度等级温度/℃一等、1级二等、2、3级7.1.2检定用标准器及其他设备见表16。7.2检定项目圆锥量规的检定项目及检定用标准器见表16。序号检定项目检定类别一等、二等1级、2级、3级使用中检查1外观十十十十十2糙度十十十 3形状误差塞规素线直线度轮廓仪MPE:十十十十十圆度圆度仪MPE:±5%十十十 4塞规锥角误差锥度测量仪(Ug≤十十十十十表16(续)序号检定项目检定类别一等、二等1级、2级、3级使用中检查5塞规第一条刻线前边缘至端l₂、塞规刻线前边缘直径线间的距离Z、Z₁、a、扁尾万能工具显微镜十寒规扁尾尺寸MPEV:0.02mm十6圆锥量规刻线宽度万能工具显微镜 十 7环规尺寸万能工具显微镜100)μm深度千分十万能工具显微镜十十8十十十9士蓝 十十十1L为测量长度，mm。2符号“十”表示需要检定；“一”表示不需检定。7.3检定方法7.3.2量规工作面表面粗糙度用表面粗糙度测量仪测量。7.3.3.1素线直线度至少应在均匀分布的4条素线上测量，取4条素线直线度的最大值为测量结果。横截面圆度用圆度仪进行测量。在圆锥量规的两端及中间截面测量。取3个截面中的最大值为测量结果。7.3.4.1一等标准塞规、1级校对塞规和1级工作塞规用锥度测量仪测量。7.3.4.2二等标准塞规和2级校对塞规以一等标准塞规为标准在锥度比较仪上以比较法测量。在比较仪上测量时，首先将标准塞规放在比较仪的V形架上。并把测量臂的横梁与塞规素线调整平行，按照表5中L。的距离移动两测头，并调整测头使其位于塞规的最高素线上(见图10)。将电感式比较仪的两测头示值分别在“+”和“—”位置上调整为零，然后置于挡板，取下标准塞规，再装上被测塞规，这时电感式比较仪的示值为A,则锥角误差△β按式(1)计算：式中：△β——锥角误差，(");△A——为标准塞规的修正量，(")7.3.4.33级校对塞规和2、3级工作塞规以二等标准塞规为标准在相应准确度的比较仪(或正弦规)上以比较法测量，测量方法与7.3.4.2相同。也可以用三坐标测量机以Z₁、a,刻线前边缘直径D,标志线的刻线宽度用万能工具显微镜测量。允许用保证测7.3.5.2扁尾尺寸b7.3.5.3对称度△S将塞规安装在顶尖架上，用千分表将扁尾平面校平之后读数，然后将塞规转180°将已检定过b值的相配塞规与环规紧密接触好后安装在万能工具显微镜的顶尖架7.3.8.1莫氏与公制圆锥量规：将塞规与环规研合接触后，目测。当环规端面超越了塞规大端直径D平台面刻线的后边缘时，即认为圆锥工作环规已达到磨损极限(见图7.3.8.27/24圆锥量规：将塞规与环规研合接触后，目测。当环规端面超越了校对塞规的大端直径D平面标志线的后边缘或距离工作塞规第二条Z标志线为0.8Z时，即认为圆锥工作环规已达到磨损极限(见图7)。7.3.8.3钻夹圆锥量规：将塞规与环规研合接触后，目测。当环规端面超越了塞规大端直径D平面刻线的后边缘时，即认为圆锥工作环规已达到磨损极限(见图8)。用专用的涂色层厚度检验块进行检定(检定方法见附录B)。在塞规圆锥面上，沿轴线方向用红丹或普鲁士蓝(配制方法见附录C)等分均匀地涂上3条长度为L,、宽约5mm的直线。将塞规缓缓地放入环规中，使之紧密接触，单向转动，转角不大于60°,然后取出塞规，观察其接触情况。以3条涂色线的连续接触长度和断续接触长度的总和与3L。的比值百分数作为该量规的研合接触率。7.4检定结果的处理经检定符合本规程要求的圆锥量规，签发检定证书。不符合本规程要求的，签发检定结果通知书，并注明不合格项目。检定证书内页格式见附录D。7.5检定周期标准量规检定周期一般不超过1年。工作量规的检定周期根据体情况确定，一般不超过2年。附录A一等圆锥量规锥角测量结果不确定度报告A.1测量方法用锥度测量仪，测量规格为3/20(L,=100mm)圆锥量规锥角，首先将被测圆锥量规放在仪器上，并按要求调整好，转动激光小角度微动工作台使调焦望远镜瞄准被测圆锥量规的一侧母线，同时在多齿分度台和激光小角度计数器上分别读得A₁、α1。然后转动多齿分度台和激光小角度微动工作台，使调焦望远镜瞄准被测量规对径方向一侧母线，同时在多齿分度台和激光小角度计数器上分别读得A₂、a₂。通过计算就可得到被测圆锥量规的锥角实际测量值β。A.2测量模型锥度测量仪采用绝对测量的方法，直接测量出圆锥量规的锥角β。式中：β——被测圆锥量规的锥角测量值；ai、a₂——圆锥量规锥角的小数部分测量值；A₁、A₂——圆锥量规锥角的整数部分测量值；δ₈——圆锥量规的不均匀性误差；其中：a)在实际测量中A是呈现常数特征，其误差表现在小数测量部分，包括在仪器示值误差中；b)每次圆锥量规的水平安装位置是固定的，测量母线的变化其影响表现在圆锥量规的不均匀性上，因此δ。安装误差，忽略；c)由于圆锥量规大端和小端的直径随温度的变化是相同，因此δ。温度误差，A.3方差和传播系数各分量(输入量)a,δ。(A常数项)互不相关。按不确定度传播定律，输出量估计值β的方差为：u²=u²(β)=c{u²(a)+c2u²其中，各分量灵敏系数为A.4标准不确定度来源A.4.1测量结果引入的不确定度分量u(a)不确定度来源包括测量重复性引入的不确定度分量u₁和锥度测量仪示值误差引入的不确定度分量uz;A.4.2圆锥量规表面不均匀性引入的不确定度分量u(ò)=u₃标准不确定度一览表见表A.1。序号符号1测量结果引入的不确定度分量u(a)0.067”2圆锥量规表面不均匀性引入的不确定度分量u(δ)A.5计算标准不确定度分量A.5.1测量结果引入的不确定度分量u(a)A.5.1.1测量重复性引入的不确定度分量u₁标准偏差σn-1是用锥度测量仪重复测量β=α+A,共测量10次求出的，以算术平均值作为最后测量结果，每次是两次读数之差。则：A.5.1.2仪器示值误差引入标准不确定度分量u₂依据JJG2002—1987《圆锥量规锥度计量器具检定系统》国家计量检定系统国家基准锥度测量仪的测量不确定度U=0.2”,按k=3计算，故：A.5.2圆锥量规表面不均匀引入的不确定度分量u₃测得一等标准圆锥量规的圆度为0.20μm。因此，由圆锥量规表面不均匀引入的不转换为角度，得：A.6合成不确定度由各分量的标准不确定度，可以计算得合成不确定度为：=0.14”A.7扩展不确定度A.8测量不确定度报告圆锥量规锥角测量的扩展不确定度为U=0.28”,k=2。JJG2002—1987《圆锥量规锥度计量器具检定系统》中一等量规锥角偏差的测量不确定度：U=(0.2+10/Lp)”=0.3”(k=2),上述对一等量规锥角偏差测量不确定度的分析为U=0.28”(k=2),通过比较证明，规程中所规定的检定方法是可行的，该装置能够满足JJG2002—1987《圆锥量规锥度计量器具检定系统》的要求。附录B工具量规锥角测量结果不确定度报告B.1测量方法用三坐标测量机，测量规格为160(L,=39.4mm)的1/10HSK工具圆锥塞规锥角。B.2测量模型锥度测量采用绝对测量的方法，直接测量出圆锥量规的锥角β。β——被测圆锥量规的锥角测量值a——三坐标测量机测量圆锥量规锥角的测量值；δh温度误差。由于坐标测量机为取点的工作方式，其测量方法已包含圆锥量规的不均匀性误差，且圆锥量规大端和小端的直径随温度的变化是相同的，因此δ。与δ。可忽略；B.3方差和灵敏系数按不确定度传播定律，输出量估计值β的方差为：其中，分量灵敏系数为B.4标准不确定度来源B.4.1测量重复性引入的不确定度分量：u₁;B.4.2仪器示值误差引入标准不确定度分量：u(a)=u₂;如此，公式应为：标准不确定度一览表见表B.1。标准不确定度符号12B.5计算标准不确定度分量B.5.1测量重复性引入的不确定度分量u₁对该工具量规锥角测量10次，以算术平均值作为最后测量结果，由贝塞尔公式得出标准偏差s=0.14”。则由测量重复性引入的标准不确定度u₁=s=0.14”B.5.2仪器示值误差引入标准不确定度分量u₂依据JJG2002—1987《圆锥量规锥度计量器具检定系统》,三坐标测量机的测量不确定度U=(0.6+L/500)μm,按k=2计算，其中，测量锥角各分层截面圆时，由于其测量法向方向一致，故各截面对应点的探测误差可抵消不计，因此转换为角度，得：B.6合成不确定度由各分量的标准不确定度，可以计算得合成不确定度为：ue=u(β)=√u{+ul=√0.14²+0.20²”≈0.25”B.7扩展不确定度B.8测量不确定度报告圆锥量规锥角测量的扩展不确定度为U=0.5”,k=2。本规程中规格为160(L。=39.4mm)的1/10HSK工具圆锥塞规锥角公差要求为±2.5”,上述对1/10HSK工具圆锥塞规锥角偏差测量不确定度的分析为U=0.5”(k=2),通过比较证明，规程中所规定的检定方法是可行的，该装置能够满足本规程的要求。附