長度計量基礎(chǔ)知識講座(四十二)

顧耀宗/上海市計量測試技術(shù)研究院

第四十二講 方 箱

方箱是機械制造業(yè)中常用的計量器具。在平臺測量中，方箱是必備量具之一。方箱通常放置在平板上使用，方箱可以單個使用，也可以成對使用，它起著支承、定位的作用。方箱主要用于機械零部件平行度、垂直度等的檢驗和劃線。

大部分方箱是用鑄鐵制成，也有用鋼材或巖石制成的。方箱是具有6個工作面的空腔正方體，且兩相鄰工作面互相垂直，在其中一個工作面上有V形槽，V形槽也是工作面，（如圖1所示）。

圖1 方箱

方箱的規(guī)格（邊長）一般為100 mm、160 mm、200 mm、250 mm、315 mm、400 mm和500 mm等，根據(jù)需要還可以制成其他規(guī)格的方箱。

方箱按其準確度等級分為1級、2級和3級。一般1級、2級用于檢驗，3級用于劃線。

1 主要技術(shù)要求

各級方箱的工作面的平面度、垂直度、平行度及V形槽對底面和側(cè)面的平行度的要求見表1。

2 主要技術(shù)要求的檢定或校準方法

2.1 工作面的平面度

方箱各工作面不允許呈凸形。對于邊長為315 mm及以下的方箱，檢定或校準（以下統(tǒng)稱檢定）時，在方箱被檢面的兩端各放置一塊1 mm的量塊，把刀口形直尺放置在量塊工作面上，然后在其各被檢點處用量塊試塞，當量塊剛剛?cè)霑r的尺寸與兩端量塊尺寸之差為該被檢點對兩端間的偏差。這一檢定還應(yīng)在方箱工作面的縱向、橫向和對角線方向的幾個截面上進行。在測得的各個位置的直線度誤差方向一致時取其最大值，當誤差方向不一致時取其最大正差與最大負差的絕對值之和為該被檢工作面的平面度。V形槽面的平面度，其數(shù)值由兩條對角線和縱向上的最大直線度誤差確定。

表1 方箱的主要技術(shù)要求

邊長大于315 mm的方箱，工作面的平面度檢定按平板工作面平面度檢定和評定方法處理。

對于刮制的方箱，除檢定工作面的平面度外，還應(yīng)用涂色法檢定接觸斑點。在邊長為25 mm任意正方形內(nèi)，斑點數(shù)為：1級、2級不少于25點；3級不少于20點。

2.2 兩工作面的平行度

將方箱放在平板上，檢定時，用安裝在支架上的杠桿千分表的測頭依次與方箱受檢工作面的中心點和距邊緣10 mm的4個頂角處接觸（對于刮制面應(yīng)在表的測頭下墊一塊2 mm的量塊），由杠桿千分表進行讀數(shù)，以最大與最小讀數(shù)值之差確定其平行度。

2.3 工作面的垂直度

2.3.1 組合法

將方箱放在平板上，檢定時使方箱任一面（如圖2所示）與平板工作面接觸，移動專用表架（表架底座工作面不允許呈凸形，在底座一端固定一個長50 mm、直徑15～20 mm的圓柱，圓柱的素線直線度不超過2 μm）使表架底座的圓柱與方箱工作面接觸。按圖2將測微表的測頭與被檢方箱距上邊緣10 mm的位置上接觸，記下測微表的讀數(shù)a1；然后依次逆時針方向?qū)⒎较淦渌齻€工作面與平板工作面接觸；用同樣的方法得到a2、a3、a4。各角的誤差Δai可按下式求得：

圖2 組合法檢定方箱工作面的垂直度

另兩個方向上的八個角按上述同樣方法檢定。取其最大值的絕對值作為方箱工作面的垂直度。

2.3.2 直接法

將被檢方箱與圓柱角尺同時放置于平板上，使方箱的各工作面分別與圓柱角尺接觸（如圖3所示），觀察兩者之間的間隙。按圖4所示，用量塊組以試塞法確定其垂直度誤差。取其中最大值作為方箱工作面的垂直度。當有爭議時以組合法檢定結(jié)果為準。

2.4 V形槽對底面和側(cè)面的平行度

將被檢方箱置于平板工作面上，使專用心軸與V形槽中部相接觸（專用心軸的形狀誤差不大于2 μm），按圖5所示，檢定V形槽對底面的平行度。將杠桿千分表裝夾在專用表架上，使表的測頭與心軸一端素線接觸，測得最高點數(shù)值a1；然后移動專用表架，使表的測頭與心軸的另一端素線接觸，測得最高點數(shù)值a2；兩讀數(shù)值之差作為其平行度。

圖3 直接法檢定方箱工作面的垂直度

圖4 用量塊確定方箱工作面的垂直度

按圖6所示檢定V形槽對側(cè)面的平行度。用上述同樣方法確定其平行度數(shù)值。

圖5 V形槽對底面的平行度

圖6 V形槽對側(cè)面的平行度

[1]顧耀宗. 長度計量[M]. 北京： 中國計量出版社，2007.

[2]全國幾何量工程參量計量技術(shù)委員會. JJG 194-2007[S]. 北京： 中國計量出版社，2007.