JJG 194-2007 方箱-（高清正版）.pdf

中华人民共和国国家计量检定规程J J G1 9 42 0 0 7方 箱B o xP l a t e s 2 0 0 7-0 6-1 4发布2 0 0 7-1 2-1 4实施国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发 布方 箱 检 定 规 程V e r i f i c a t i o n R e g u l a t i o no fB o xP l a t e sJ J G1 9 42 0 0 7代替J J G1 9 41 9 9 2 本规程经国家质量监督检验检疫总局2 0 0 7年6月1 4日批准,并自2 0 0 7年1 2月1 4日起施行。归 口 单 位:全国几何量工程参量计量技术委员会 起 草 单 位:上海市计量测试技术研究院 本规程委托全国几何量工程参量计量技术委员会负责解释J J G1 9 42 0 0 7 本规程起草人:郑 寅(上海市计量测试技术研究院)马浩慧(上海市计量测试技术研究院)沈志泽(上海市计量测试技术研究院)J J G1 9 42 0 0 7目 录1 范围(1)2 引用文献(1)3 概述(1)4 计量性能要求(1)4.1 工作面平面度(1)4.2 两工作面平行度(2)4.3 工作面垂直度(2)4.4 V形槽对底面和侧面平行度(2)5 通用技术要求(2)5.1 外观及表面质量(2)6 计量器具控制(3)6.1 检定条件(3)6.2 检定项目(3)6.3 检定方法(3)6.4 检定结果的处理(6)6.5 检定周期(6)附录A 方箱垂直度测量结果不确定度评定(7)附录B 检定证书和检定结果通知书(内页)格式(1 0)J J G1 9 42 0 0 7方 箱 检 定 规 程1 范围本规程适用于铸铁方箱和岩石方箱的首次检定、后续检定和使用中的检验。2 引用文献本规程引用下列文献:J J F1 0 0 11 9 9 8 通用计量术语及定义J J F1 0 5 91 9 9 9 测量不确定度评定与表示J J F1 0 9 42 0 0 2 测量仪器特性评定技术规范使用本规程时,应注意使用上述引用文献的现行有效版本。3 概述铸铁方箱是具有六个工作面的空腔正方体,其中一个工作面上有V形槽。岩石方箱是正方体,有六个工作面。方箱是用于零部件平行度、垂直度检验和用于划线的计量器具。结构型式见图1。图1 铸铁、岩石方箱的结构型式图1,2,3,4,5,6工作面;7V形槽 方箱按边长分为1 0 0 mm,1 6 0 mm,2 0 0 mm,2 5 0 mm,3 1 5 mm和4 0 0 mm等规格;按准确度级别分为1级、2级和3级;按用途分一般1级、2级为检验方箱,3级为划线方箱。4 计量性能要求4.1 工作面平面度方箱各工作面不允许呈凸形,平面度要求见表1的规定。1J J G1 9 42 0 0 7对于刮制方箱除以上平面度要求外,在边长为2 5 mm正方形内其接触斑点数:1级、2级方箱不少于2 5点;3级方箱不少于2 0点。4.2 两工作面平行度方箱各组工作面平行度见表1的规定。4.3 工作面垂直度方箱各工作面所构成垂直角垂直度见表1的规定。4.4 V形槽对底面和侧面平行度方箱V形槽对底面和侧面平行度见表1的规定。表1 工作面平面度、垂直度、平行度及V形槽对底面和侧面平行度项目级别规格(mm)工作面平面度(m)工作面垂直度、平行度及V形槽对底面和侧面平行度(m)1231231 0 03.571 571 53 01 6 0491 781 83 52 0 04.51 02 092 04 02 5 051 12 21 02 24 53 1 55.51 22 51 12 55 04 0 06.51 53 01 33 06 05 通用技术要求5.1 外观及表面质量5.1.1 新制铸铁方箱各工作面不得有锈迹、划痕、裂纹、材质疏松等缺陷。铸铁方箱每个工作面上允许有少量直径不大于0.5 mm砂眼,对于直径为1 0 mm以下的砂眼允许用相同材料堵塞,但其个数及砂眼间最短距离应符合表2规定。表2 方箱的砂眼要求方箱规格(mm)砂眼最多数量(个)砂眼间最短距离(mm)2 0 022 5 033 1 546 04 0 068 0新制岩石方箱,不得有裂纹、凹陷及组织疏松现象,且不应有磨痕、划伤及影响平面度的其他缺陷。后续检定中,工作面允许有不影响使用的上述缺陷。2J J G1 9 42 0 0 75.1.2 铸铁方箱非工作面应清砂、涂漆、刮平、棱边倒角。在方箱内壁应有标牌,并标有规格尺寸、级别、出厂编号、制造厂名称。6 计量器具控制计量器具控制包括首次检定、后续检定和使用中检验。6.1 检定条件6.1.1 环境条件检定温度(2 05)、检定湿度7 5%RH。被检仪器平衡温度时间大于2 h。6.1.2 检定设备检定用器具见表3。6.2 检定项目检定项目见表3。表3 检定项目和主要检定设备序 号检定项目主要检定工具首次检定后续检定使用中检验1外观及表面质量 +2工作面平面度 边长2 5 0 mm的1级方箱用3 0 0 mm的刀口形直尺(直线度1m),4等量块。2级和3级方箱用3 0 0 mm的刀口形直尺(直线度1m),5等量块 边长2 5 0 mm的1级、2级和3级方箱用5 0 0 mm的刀口尺(直线度 2m)+-3两工作面平行度 检1级、2级方箱:0级平板、测微表检3级方箱:1级平板、杠杆千分表+-4工作面垂直度 0 0级圆柱角尺、5等量块、专用表座;检1级、2级方箱:0级平板、测微表检3级方箱:1级平板、杠杆千分表+-5V形槽对底面和侧面平行度 检1级、2级方箱:0级平板、测微表检3级 方 箱:1级 平 板、杠 杆 千 分 表专用 芯 轴(素 线 直 线 度 误 差 不 大 于2m)+-注:表中“+”表示应检项目;“-”表示可不检项目。6.3 检定方法6.3.1 外观及表面质量目力观测与试验。3J J G1 9 42 0 0 76.3.2 工作面平面度6.3.2.1 方箱工作面平面度测量时,在方箱被测截面的两端各放置1 mm的等高量块,用不短于方箱工作面对角线长度的刀口形直尺放在量块工作面上,然后在其最大间隙处或截面的中点部位用量块试塞,取刚好能塞入时的量块尺寸与两端量块尺寸之差作为该截面对两端点连线的直线度。这一测量还应在方箱工作面的纵向、横向和对角线方向的几个截面上进行。按“对角线法”评定该工作面平面度,有争议时按“最小条件准则”评定该工作面的平面度。对于刮制方箱除检定平面度外,还要用涂色法检定接触斑点数。测量时,在任意四个位置上,在边长为2 5 mm的正方形内观察斑点数。6.3.2.2 V形槽面平面度V形槽面平面度的测量方法同6.3.2.1。以两条对角线和纵向位置上测得的直线度最大值作为测量结果。6.3.3 两工作面平行度将方箱和专用表架放在平板上,将测微表的测头接触在对应的工作面上,依次测量方箱受检工作面的中心点和距边缘1 0 mm的顶角位置(对于刮制的平面应在表头下垫一块2 mm的量块),由测微表进行读数,以最大值与最小值之差确定其平行度,用上述方法测量其他的工作面。6.3.4 工作面垂直度6.3.4.1 圆周封闭法将方箱放在平板上,测量时使方箱任一面与平板工作面接触,见图2。移动专用表架(表架底座工作面不允许呈凸形。在底座一端固定一个长5 0 mm,直径1 5 mm2 0 mm的圆柱,直线度不超过2m),使表架底座的圆柱与方箱工作面接触。按图2所示将测微表的测头放置在被测方箱距上边缘约1 0 mm的位置上,记下测微表读数a1,然后依次逆时针方向转动方箱的另三个面,用同样方法测得读数a2、a3、a4。各角的误差ai,可按下式求得:图2 测量工作面垂直度示意图1测微表;2平板;3专用表座;4专用心轴;5方箱4J J G1 9 42 0 0 7ai=ai-144i=1ai(1)另两个方向的八个角用上述同样方法测量。取其最大值的绝对值为垂直度。取各角误差ai中绝对值最大的作为工作面的垂直度。所测得的a1,a2,a3和a4的代数和应等于零。例:测量方箱第一个方向的四个角时,得四个位置的读数值为:a1=0m,a2=+1 0m,a3=-1 5m,a4=+1 3m则 144i=1ai=14(0)+(+1 0)+(-1 5)+(+1 3)=+2故各角误差分别为:a1=(0)-(+2)=-2ma2=(+1 0)-(+2)=+8ma3=(-1 5)-(+2)=-1 7ma4=(+1 3)-(+2)=+1 1m用同样方法在第二个方向测得a5,a6,a7,a8和在第三个方向测得a9,a1 0,a1 1,a1 2,然后取三个方向上的aim a x为其垂直度。检定刮制方箱时,在被测面与测头间垫上量块。6.3.4.2 比较法将被检方箱与圆柱角尺同时置于平板上,把方箱的任意工作面与圆柱角尺接触,观察两者之间的缝隙(见图3)。如果有缝隙,则将定位量块置于方箱和圆柱底部(见图4),选取另一量块以自上向下进行试塞,取刚好能塞入时的量块尺寸与定位量块尺寸之差作为测量结果。其他面的垂直度用上述同样方法检定,有争议时,以6.3.4.1方法为准。图3 比较法测量工作面垂直度示意图1平板;2方箱;3圆柱角尺图4 比较法测量工作面垂直度示意图1平板;2方箱;3圆柱角尺;4试塞用量块;5定位量块 6.3.5 V形槽对底面和侧面平行度6.3.5.1 V形槽对底面平行度将被检方箱置于平板工作面上,使专用芯轴与V形槽中部相接触(专用芯轴的直径以放置于V形槽中应高出平面来确定),将测微表或杠杆千分表装夹在专用表架上,按图5所示。调整表的测头与芯轴一端素线接触,测得最高点a1;然后移动专用表架,调整好使测头与芯轴的另一端素线接触,测得最高点b1;取两个读数值之差作为测量结果。5J J G1 9 42 0 0 7图5 测量V形槽对底面平行度示意图1平板;2方箱;3专用心轴;4杠杆千分表 图6 测量V形槽对侧面平行度示意图1平板;2方箱;3专用心轴;4杠杆千分表;5挡块 6.3.5.2 V形槽对侧面平行度按图6所示,用上述同样的方法测量V形槽对侧面平行度。6.4 检定结果的处理方箱的准确度级别的判别根据工作面平面度、垂直度、平行度及V形槽对侧面和底面平行度测量结果来确定,取其中级别最低的结果来定级。经检定符合本规程要求的方箱出具检定证书,给出相应级别。不符合本规程要求的方箱,出具检定结果通知书,并注明不合格项目及其对应的检定结果。6.5 检定周期检定周期应根据实际使用情况来确定,一般不超过2年。6J J G1 9 42 0 0 7附录A方箱垂直度测量结果不确定度评定A.1 概述方箱工作面垂直度是根据圆周封闭原则来进行测量的。A.2 数学模型:ai=ai-144i=1ai式中:ai 底面与工作面的垂直度;ai 测微表读数值。A.3 输入量ai的标准不确定度u(ai)的评定观察值ai的不确定度来源主要有:测微表示值误差引起的标准不确定度分量u(ai1);测微表的估读误差引起的标准不确定度分量u(ai2);平板平面度引起的标准不确定度分量u(ai3);圆柱直线度误差引起的标准不确定度分量u(ai4)。所以,u(ai)是由u(ai1),u(ai2),u(ai3),u(ai4)四个分项合成而得的,采用B类评定方法进行评定。A.3.1 测微表示值误差引起的标准不确定度分量u(ai1)的评定测微表示值误差引起的标准不确定度u(ai1),可根据测微表给出的示值误差来评定,测微表在5 0m测量范围内的示值最大允许误差为1.0m,此误差有较高置信度,取包含因子k=2。所以此时,测微表示值误差引起的标准不确定度u(ai1)为:u(ai1)=1.0/2=0.5m估计u(ai1)/u(ai1)=0.1,其自由度为:1=0.5u(ai1)/u(ai1)-2=5 0A.3.2 测微表估读误差引起的标准不确定度分量u(ai2)的评定由于测微表的分度值为1m,所以其估读误差可认为是0.5m,半宽为0.2 5m。此误差有较高置信度,取包含因子k=2。所以此时,可得测微表估读误差引起的标准不确定度u(ai2)为:u(ai2)=0.2 5/2=0.1 2m估计u(ai2)/u(ai2)=0.1,其自由度为:2=0.5u(ai2)/u(ai2)-2=5 0A.3.3 平板平面度引起的标准不确定度分量u(ai3)的评定平板平面度引起的标准不确定度u(ai3)可由J J G1 1 72 0 0 5 平板检定规程得知,0级4 0 06 0 0 mm平板平面度误差7m,半宽为3.5m,取包含因子k=2,平板平面度引起的标准不确定度分量u(ai3):u(ai3)=3.5/2=1.8m7J J G1 9 42 0 0 7估计u(ai3)/u(ai3)=0.1,其自由度为:3=0.5u(ai3)/u(ai3)-2=5 0A.3.4 圆柱直线度误差引起的标准不确定度分量u(ai4)的评定根据本检定规程要求,圆柱直线度误差不超过2m,半宽为1m,取包含因子k=2。所以,圆柱直线度误差引起的标准不确定度分量u(ai4)=1/2=0.5m。估计u(ai4)/u(ai4)=0.1自由度为3=0.5u(ai4)/u(ai4)-2=5 0A.3.5 输入量ai的不确定度u(ai)的计算u(ai)=u2(ai1)+u2(ai2)+u2(ai3)+u2(ai4)=0.52+0.1 22+1.82+0.52=1.9mA.3.6 u(ai)的自由度的计算1=u4(ai)u4(ai1)1+u4(ai2)2+u4(ai3)3+u4(ai4)4=1.940.545 0+0.1 245 0+1.845 0+0.545 0=6 0A.4 合成标准不确定度评定A.4.1 灵敏系数数学模型:ai=ai-144i=1ai对某一工作面的垂直度有:1=34a1-14(a2+a3+a4)灵敏系数:c1=1a1=34c2=1a2=-14c3=1a3=-14c4=1a4=-14A.4.2 标准不确定度汇总表输入量ai的标准不确定度汇总于表A.1表A.1 标准不确定度汇总表标准不确定度u(xi)不确定度来源标准不确定度值ciciu x()iiu(a1)测微表示值误差;测微表的估读误差;平板平面度;圆柱直线度误差1.9m341.46 08J J G1 9 42 0 0 7表A.1(续)标准不确定度u(xi)不确定度来源标准不确定度值ciciu x()iiu(a2)测微表示值误差;测微表的估读误差;平板平面度;圆柱直线度误差1.9m-140.56 0u(a3)测微表示值误差;测微表的估读误差;平板平面度;圆柱直线度误差1.9m-140.56 0u(a4)测微表示值误差;测微表的估读误差;平板平面度;圆柱直线度误差1.9m-140.56 0A.4.3 合成标准不确定度的计算合成标准不确定度可按下式得到:u2c(a1)=c1u(a1)2+c2u(a2)2+c3u(a3)2+c4u(a4)2uc(a1)=1.42+0.52+0.52+0.52=1.6mA.4.4 合成标准不确定度的有效自由度合成标准不确定度的有效自由度e f f为:e f f=1.641.446 0+0.546 03=9 7A.5 扩展不确定度的评定取置信概率p=9 5%,所以有:按有效自由度e f f=9 7查t分布表得到tp值:tp=t9 5(9 7)t9 5(1 0 0)=1.9 8扩展不确定度U=t9 5(9 7)uc(a1)=1.9 81.6=3.2mA.6 测量不确定度报告与表示方箱垂直度测量结果扩展不确定度为:U=3.2m e f f=9 7A.7 结论经上述以边长2 5 0 mm的1级方箱为例,对方箱垂直度测量不确定度进行的评定,其垂直度扩展不确定度为U=3.2m,满足U1/3垂直度要求。证明本规程用圆周封闭法测量方箱垂直度误差的检定方法是科学、合理、可行的。J J G1 9 42 0 0 7J J G1 9 42 0 0 7附录B检定证书和检定结果通知书(内页)格式B.1 检定证书(内页)格式序 号检 定 项 目检 定 结 果1工作面平面度2工作面垂直度3工作面平行度4V形槽对底面和侧面平行度检定依据:J J G1 9 42 0 0 7方箱计量检定规程B.2 检定结果通知书(内页)格式序 号主要检定不合格项目检 定 结 果1234检定依据:J J G1 9 42 0 0 7方箱计量检定规程