為延長鑄鐵平臺的使用精度和壽命,刮研接觸斑點(diǎn)質(zhì)量是鑄鐵平臺的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)。對刮研接觸斑點(diǎn)的評定應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
1:檢查鑄鐵平臺工作表面的微觀質(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。
2:防止平板工作表面有小范圍的局部畸變,來保證平板的使用精度。JJG 117-91平板檢定規(guī)程對刮研接觸斑點(diǎn)要求見下表:
級別 | 00級、0級 | 1級 | 2級 |
| 刮制平板的接觸斑點(diǎn)(25×25毫米) |
斑點(diǎn)數(shù) | ≥25 | ≥20 | ≥12 |
最多與最少斑點(diǎn)數(shù)之差 | 不大于5個點(diǎn) |
合理的鑄鐵平臺刮研接觸斑點(diǎn)可以延長平板的使用壽命,本文就對此進(jìn)行以下探討:
JJG 117-91平板檢定規(guī)程對刮研接觸斑點(diǎn)要求上表對接觸斑點(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。
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。對于鑄鐵平臺來說,使用中鑄鐵平臺刮研接觸斑點(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,磨損量最大,這一段稱為粘著磨損。平板的使用狀態(tài)下,工件在平板上移動速度也正是在這一階段上進(jìn)工作的,這是造成刮研接觸斑點(diǎn)磨損的原因之二。

另外,平板材料、硬度、環(huán)境以及維護(hù)、保養(yǎng)等因素也會對刮研接觸斑點(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)面積的測定與平板的使用壽命分析
下表是對常見的河北泊頭鑄鐵平臺和外省市鑄鐵平臺的測試數(shù)據(jù):
測 點(diǎn) 號 | 刮研深度(μm) | 測 點(diǎn) 號 | 刮研深度(μm) | 測 點(diǎn) 號 | 刮研深度(μm) | 測 點(diǎn) 號 | 刮研深度(μm) | 測 點(diǎn) 號 | 刮研深度(μm) |
1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | 35 42 31 37 36 25 36 38 35 36 | 5 8 10 7 5 7 8 11 8 7 | 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 | 31 33 46 42 20 52 35 24 31 47 | 8 11 9 6 4 8 10 12 11 10 | 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 | 39 49 48 31 41 26 32 32 56 38 | 9 11 10 13 12 9 10 10 10 11 | 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 | 37 26 24 34 54 36 41 36 35 54 | 8 10 7 8 10 12 11 11 10 11 | 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 | 50 37 42 45 57 37 32 34 39 37 | 13 10 8 7 5 8 6 9 11 8 |
1號平板接觸斑點(diǎn)25~27,接觸面積為20%左右;2號平板接觸斑點(diǎn)25~29,接觸面積為10%左右, 對20塊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號平板刮研深度為37.36微米,2號平板刮研深度為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,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。由于平板磨損情況的調(diào)查可知,河北泊頭平板使用壽命為其他平板的5倍。顯而易見,刮研深度對平板使用壽命的影響是不可忽略的。JJG 117-91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。
對接觸斑點(diǎn)面積的控制,英國平板和平臺標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中規(guī)定,對于AA級(相當(dāng)于JJG 117-91規(guī)程0級)、A級(相當(dāng)于JJG 117-91規(guī)程1級)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)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)定即保證了平板的使用精度,又兼顧了平板的使用壽命,是可以借鑒的。
為了提高平板的使用壽命,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。