[实用新型]一体式柱状步距规

说明书

技术领域

本实用新型属于设备定位精度检测工具，具体涉及一种一体式柱状步距规。

背景技术

2010年7月工信部首次发布了步距规的国家标准《JB/T10977-2010》。2010年9月国家质监局发布了步距规校准规范《JJF1258-2010》。

现用步距规的精度等级（见表1）

                           表1

在一年多的时间里，从车间自然温度7℃升到高温37℃，又降至7℃的温度区间内，发明人对现有歩距规做了大量的随机检测，将各种温度下记录的数值，挑选出具有典型的代表数据，经优化处理后列于表2。

            表2步距规在常温下的温胀实验数据（μm）

图3为现有步距规高度在不同温度时的变化曲线示意图，纵坐标的0代表量块上表面的零位值，零位上、下的±15μm分别为步距规在不同温度时与量块的高度差。B、A两条曲线分别代表步距规升温与降温时的变化规律。

将表2的数值画在图3所示的坐标系里进行分析。横坐标代表由7℃到37℃的升温区间，温度差为：

      Δt＝37-7＝30（℃）

由图3可以看出，步距规在升温时的变化基本呈线性值（见图3升温曲线），在7℃升至20℃时的高度差为正值，20℃升至37℃的高度差为负值，升温时的总差值为：

      Δh_S=8.3-（-10.9）=19.2（μm）

步距规在降温时的某些区间里产生蠕变，如24℃至17℃时变化量是一段非线性曲线（见图2降温曲线），另外在30℃以下逐渐偏离升温时的位置，回不到与升温时对应数值,最大差值为：

      Δh_d=12.3-8.3=4（μm）

降温时的总差值为：

      Δh_j=12.3-（-10.9）=23.2（μm）

以上的实验数据远大于表1中所规定的数值。

我们已知钢质的热膨胀系数a_g为11.5×10^-6/℃、陶瓷的热膨胀系数a_t为9.5×10^-6/℃，它们是指每1米长度材料在温度变化1℃时的热膨胀量理论差值为：

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

而本文所做的检测实验是一个0.5米的步距规，在差值为30℃的常温温差范围内。将其换算为每米的热膨胀量可得：

      Δh_m=2Δh_s=19.2×2=38.4（μm）

这么大的差值远远大于表2中规定的数值，在常温下误差太大无法确保检测精度。

也有个别厂商生产条形立、卧两用步距规的，这种步距规要想立、卧两用，在制造时一定要保证基座与底座的垂直度，在实际生产中基座与底座的垂直度加工难度是很大的。我们在检测中也发现了垂直度不好的缺陷。

这说明现有步距规具有以下三种缺点：

第一，常见的步距规（以现有500mm步距规为例）是由17个10mm陶瓷量块和34个10mm钢质量块（垫块）拼接而成，每个量块不可避免的存在平面性、平行性、尺寸、安装等误差因素，拼接后不可能是一个刚体，随温度变化时与标准量块的热膨胀量有很大差值，温度上升和下降时回不到原来的尺寸，因此在不同的温度下产生差值较大蠕变。

第二，陶瓷与钢质材料的热膨系数不同，陶瓷为9.5×10^-6℃，钢为11.5×10^-6℃，（在20℃的标准温度条件下使用时可忽略不计），但在其他温度下的差值影响步距规尺寸精度，步距规在使用中会因为温度变化产生很大的测量误差。

第三，现有步距规按国家标准，步距规分为立式和卧式两种，检测机床水平轴要用卧式，检测垂直轴时要用立式，使用单位必须分别购买一个立式和一个卧式，才能完成机床检测。步距规要想立、卧两用，在制造时一定要保证基座与底座的垂直度，但是在实际生产中，基座与底座的垂直度加工难度很大。

实用新型内容