浅谈量块研磨
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摘 要：量块是一种端面长度标准，在使用中应保持其尺寸精度，因此，需对尺寸精度超差的量块进行研磨修理。量块研磨的主要方法是精密研磨，为了更好地研磨出精准的量块，选择合理的高磷球磨铸铁平板，并对其进行修复和压砂，在修复平板的过程中，应对使用平板制成凸形，压砂平板制成凹形，在压砂过程中，按粗中细砂依次进行压砂，压砂完毕后，在使用平板上进行粗中细打磨，在此过程中，应保持干净无粉尘，时间不易过长。每遍压砂时，母平板和使用平板都要进行一次上下颠倒，压砂过程中，随时调整上平板的角度，上下平板错开位置大约是平板尺寸的四分之一左右。在量块研磨过程中，研磨时间、往返次数、往返速度、手的用力方向等因素的掌握，均需要通过实践来保证。
关键词：量块；金属平板；手工压砂；平板研磨
量块是一种端面长度标准，量块研磨的主要方法是精密研磨，是依靠研磨平板和手工研磨修复而完成，精密研磨属于机械磨削加工的继续，一般的钳工的研磨表面粗糙度只能达到Ra=0.05μm左右，精度仅在1-3μm，而精密研磨精度比较高，其表面粗糙度能够达到Ra=0.01μm以上，精度在0.1μm，同时满足“JJG 146-2003量块检定规程”中表面粗糙度、中心长度、平面度、长度变动量、研合性等技术要求。
研磨的实质就是研擦现象，我们从物理性质上看，研磨是缓慢的碰撞，碰撞就是激烈的摩擦，量块研磨是冷加工的一种形式，应用研磨平板的嵌砂性能将金刚砂经过压砂嵌入平板表面内，使平板如同锋利锉刀一样具有切削性能。量块在手工压力作用下，在平板上往复运动，由于研磨颗粒硬度高于量块的硬度，所以在量块的测量表面上布满一条条细密的划痕，随着量块在研磨平板上往返运动，量块测量表面的凸凹划痕得到重复出现，因此量块测量表面在平板上研掉一层层微量物质，从而达到其它机械加工难以实现的加工精度。
量块研磨不仅需要较高的手法技能，而且研磨过程中的辅助工作也特别重要。
1 研磨平板的选择及压砂方法
1.1 研磨平板的选择
研磨平板是量块研磨的最主要的工具，选择研磨平板的主要技术参数应从平板金相组织的珠光体石墨碳、铁素体等上考虑，研磨平板大体分三种：1.灰铸铁平板；2.高磷低合金平板；3.高磷球磨铸铁平板。通过实验及多年实际验证，高磷低合金平板具有其嵌砂容易、切削锋利、嵌砂细密、耐磨性好、易提高量块表面粗糙度的优点。
1.2 压砂方法
采用“手工压砂法”，选择高磷低合金平板一套（三块），规格为300×300mm，其中一块平板始终在上面，作为母平板，只有在压砂时使用，余下两块平板作为下平板，作为量块研磨的使用平板。平板压砂前，首先将三块平板进行互研，使母平板的平面度修正成凹形状，使用平板的平面度修正成凸形状，其平面度精度在5μm左右，始终要求母平板和使用平板的啮合性保持良好状态，这样对以后平板压砂起到关键性作用。具体方法是用金刚砂和少许煤油摊在使用平板上，润滑脂涂在母平板上，然后进行压砂，母平板轮流与另两块使用平板逐一互研。首先进行粗研，用M20金刚砂研1-2遍，主要是修复使用平板上余砂及平板表面上的氧化层，再压M10金刚砂研2-3遍，当平板表面嵌砂均匀丰满后，再精研用M5或M3.5金刚砂研1遍，保证使用平板表面嵌砂性能更加牢固、均匀，最后用M2或M1.5金刚砂研1-2遍。然后将压砂平板擦拭干净，用润滑脂涂在两块使用平板上，再滴上少许煤油涂均匀，待恒温2小时后，擦净就可以使用了。
平板压砂注意事项：
(1) 每次更换不同规格金刚砂时必须将平板擦拭干净；
(2) 平板压砂时间不宜过长，一般每遍在30分钟左；
(3) 每遍压砂时母平板和使用平板都要上下进行一次颠倒，主要是消除母平板和使用平板凹凸不一致问题；
(4) 压砂过程中还要随时调整上平板的角度，一般选择90º和180°；
(5) 上下平板错开位置大约是平板尺寸的1/4左右；
(6) 平板旋转轨迹开始时采用360°转动法，随着上下平板吸附力增大再转换成8字形转动法；
(7) 采用“试块”验证使用平板是否压砂均匀丰满。
2 量块研磨
我们知道3-5等的量块表面粗糙度Ra值不低于0.016μm，如果直接使用平板研磨量块工作面，很难达到技术要求。若要提高量块工作面的粗糙度，则必须对使用平板的表面进行技术处理。采用硬质合金作为打磨工具，首先将平板分成粗、中、细三部分，比例分别为使用平板的2/5、2/5、1/5，将打磨块放在使用平板右上角由上至下，再由下至上，逐一的往左方向进行轻轻的打磨。粗砂部分可以不须打磨，因为粗砂部分主要研磨量块工作表面划痕较深部分；中砂部分是研磨量块在粗砂研磨后的过渡区，因此打磨时要适当；细砂部分是完成研磨量块技术指标的关键，因此在打磨时要边打磨边用“试块”进行校验工作面的表面粗糙度是否符合技术要求。应该指出的是各部分的连接处打磨是要衔接好，不要有明显连接感觉。接下来就可以研磨量块了，量块经过一个周期的使用后，工作表面都存在着不同程度的划痕，因此需要对其进行修理研磨，恢复其原有的精度。
如修复一块使用中的量块，我们采用“逐步减少余量法”，不能“一步到位”，具体方法是根据量块工作表面使用情况来决定研磨量的大小，如果某量块中心长度的某一角超差0.5μm，我们首先将量块在粗砂部分研掉0.25μm左右，表面粗糙度保证在Ra=0.05μm左右，第二步在中砂部分再研掉0.15μm左右，表面粗糙度保证在Ra=0.025μm左右，第三步在细砂部分再研掉0.1μm左右，粗糙度在Ra=0.016μm以上，随着余量的越来越小，表面粗糙度也就愈来愈高。
量块研磨是一种手工精密研磨技术，具有一定的技术含量，工艺流程环节缺一不可，在量块研磨过程中，研磨时间、往返次数、往返速度、手的用力方向等因素的掌握需要通过实践来保证。俗话说“经验来源于实践”，只有反复实践、细心琢磨、亲身体验、不断探索，才能加深对量块研磨技术的理解，做到精益求精，并能够准确无误的研掉0.1μm尺寸，同时还能够通过研磨完成其它机械加工难以实现的微小精度。
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