溫度對(duì)鋁合金熱敏材料測(cè)量的分析研究

汪亦凡，丁慶昌，陳建彬，于家祥，陳衛(wèi)林

（1.安徽天航機(jī)電有限公司， 安徽蕪湖 241000； 2.國(guó)營(yíng)蕪湖機(jī)械廠(chǎng)， 安徽蕪湖 241000）

2019年11月，某使用單位反饋?zhàn)灾屏悴考钊麠U尺寸超差0.02mm，該產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)間是8月份，材料為2D70。理化計(jì)量在標(biāo)準(zhǔn)溫度（20℃±2℃）下計(jì)量，尺寸超差0.01mm。該產(chǎn)品8月份加工測(cè)量時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)溫度與標(biāo)準(zhǔn)溫度相差較大，相關(guān)人員沒(méi)有意識(shí)到溫度對(duì)此類(lèi)產(chǎn)品實(shí)測(cè)值影響較大，造成操作者和檢驗(yàn)員對(duì)測(cè)量數(shù)值誤判，致部分不合產(chǎn)品入庫(kù)［1-2］。

1 分析與討論

1.1 線(xiàn)性膨脹系數(shù)與溫度的關(guān)系

線(xiàn)性膨脹系數(shù)是衡量金屬材料熱膨脹性能的重要指標(biāo)，線(xiàn)性膨脹系數(shù)大的材料，在受熱后變形就較大，反之則?。?］。

線(xiàn)膨脹系數(shù)α的計(jì)算公式為：

（1）式中：△L-測(cè)量誤差；L1-被測(cè)長(zhǎng)度；T1=20℃（標(biāo)準(zhǔn)溫度）；T2-測(cè)量時(shí)的環(huán)境溫度。

1.2 溫度變化對(duì)零件測(cè)量結(jié)果的影響

為了定量研究分析溫度變化對(duì)鋁合金等熱敏材料的測(cè)量尺寸的影響，現(xiàn)以該活塞桿(圖1)為例予以說(shuō)明。

圖1中活塞桿的直徑尺寸為Ф40，材料為2D70，熱膨脹系數(shù)α=2.38×10-5K-1［4-5］。為了準(zhǔn)確研究在不同溫度環(huán)境下，該活塞桿測(cè)量尺寸的誤差情況，研究者們?cè)谖宸N不同溫度（0℃、10℃、20℃、30℃、40℃）下，對(duì)活塞桿直徑的理論尺寸和實(shí)際尺寸的測(cè)量誤差進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。

由（1）式得：

1.2.1 理論測(cè)量尺寸

綜上所述，對(duì)比在20℃測(cè)量合格的活塞桿(零件直徑尺寸范圍在Ф39.913-Ф39.975)，分析其在0℃、10℃、30℃、40℃下相對(duì)應(yīng)的理論尺寸變化量，并統(tǒng)計(jì)分析在其它溫度下合格率情況，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 理論測(cè)量尺寸表

1.2.2 實(shí)際測(cè)量尺寸

比較三個(gè)活塞桿在0℃、10℃、20℃、30℃、40℃的直徑尺寸實(shí)際測(cè)量值，得出相應(yīng)的合格情況，見(jiàn)表2。

1.3 溫度變化與膨脹量的關(guān)系

對(duì)比“表1 理論測(cè)量尺寸表”與“表2 實(shí)際測(cè)量尺寸表”，不難發(fā)現(xiàn)：以機(jī)械檢測(cè)中的標(biāo)準(zhǔn)溫度20℃為界限，溫度變化越偏離該界限，則活塞桿直徑的膨脹量越大，合格率越低，反之膨脹量越小，合格率越高。

表2 實(shí)際測(cè)量尺寸表

2 解決措施

針對(duì)上述問(wèn)題，從以下三方面對(duì)機(jī)械加工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量提出解決措施。一：精密零件的精密尺寸檢測(cè)時(shí)應(yīng)把該零件放入檢測(cè)間（測(cè)量環(huán)境控制要求為：溫度（20±1）℃，相對(duì)濕度40%～65%）保持24小時(shí)再檢測(cè)。二：通用量具、量規(guī)在機(jī)加現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，被測(cè)產(chǎn)品為鋁、銅等有色金屬及其合金材料，以及非金屬材料制品，且尺寸精度等于或高于IT9級(jí)以上的：需按批次抽檢一件產(chǎn)品在檢測(cè)間或能夠達(dá)到溫度（20±5）℃條件的環(huán)境下進(jìn)行定溫檢測(cè)，確認(rèn)產(chǎn)品是否合格，如不合格，須將該批產(chǎn)品全部轉(zhuǎn)入上述環(huán)境下測(cè)量。

3 結(jié)論

本文以活塞桿（2D70）為例，通過(guò)理論計(jì)算與實(shí)際實(shí)驗(yàn)，研究分析了溫度變化對(duì)熱敏材料的檢測(cè)結(jié)果的影響，得出溫度變化對(duì)熱敏材料的測(cè)量誤差影響程度。警醒機(jī)械加工現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員對(duì)溫度影響測(cè)量數(shù)值要引起足夠的重視：當(dāng)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)溫度偏差機(jī)械檢測(cè)中的標(biāo)準(zhǔn)溫度（20℃）較大時(shí)，對(duì)熱敏材料精度尺寸進(jìn)行檢測(cè)，需制定相應(yīng)措施避免誤判，以此減少同類(lèi)質(zhì)量問(wèn)題再次發(fā)生，保證產(chǎn)品的可靠性。