邵氏硬度計(jì)檢定中的問題分析

        目前所有認(rèn)可關(guān)于邵氏硬度計(jì)的測量有效方法文件是分部法。要求分別對(duì)硬度計(jì)的壓針幾何尺寸、伸出量、測量指示裝置、彈簧試驗(yàn)力等進(jìn)行測量。硬度計(jì)檢定標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)的制定以及檢定方法的實(shí)施應(yīng)遵循一個(gè)基本原則:檢定狀態(tài)應(yīng)與實(shí)際使用狀態(tài)相符合。只有這樣，檢定采集的數(shù)據(jù)才具有實(shí)際意義。

1.壓頭的檢定

         硬度計(jì)的壓頭檢定按相關(guān)的有效標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。其中，在JJG304-2003《A型邵氏硬度計(jì)檢定規(guī)程》增設(shè)了對(duì)使用中硬度計(jì)35°±45′的要求。它對(duì)使用中硬度計(jì)放寬是基于角度的偏差對(duì)硬度值影響較小，以及使用中壓針表面理想狀態(tài)不佳影響不確定度的原因。但對(duì)于新制造出廠的仍應(yīng)按照35°±15′的要求進(jìn)行。壓頭的檢定應(yīng)在至少50×工具顯微鏡下，兩個(gè)垂直軸向方向進(jìn)行檢測，任一方向均應(yīng)符合要求。高倍數(shù)的工具顯微鏡能提高識(shí)別壓頭輪廓的清晰度和測量的準(zhǔn)確性。幾何尺寸的結(jié)果不能以平均值計(jì)算，是每一測量方向的結(jié)果要求。邵氏硬度計(jì)的檢定，必須包含對(duì)壓針尺寸部分的檢定，以確定滿足試驗(yàn)條件的程度。

2.伸出量的檢定

        硬度計(jì)伸出量是指壓針突出壓足表面的狀況。壓針伸出量對(duì)硬度示值的影響是硬度計(jì)誤差主要因素之一，它對(duì)高硬度值的影響比對(duì)低硬度值的影響要大，硬度值高影響越大，反之則小。以2.5mm計(jì)算，每0.025mm為一個(gè)硬度單位變化量。在JJG304-2003中要求為(0±0.5)HA、(100±0.5)HA；即±0.0125mm，比其他同等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要嚴(yán)格。D型硬度計(jì)伸出量的檢定只能在(1200-1300)HV或88HRA的平面鋼塊上進(jìn)行測量。

3.測量指示裝置的檢定

        邵氏硬度計(jì)的測量指示裝置與壓針的伸出量是重合落疊在一起的，是伸出量的一部分。以量塊或有孔的專用量塊進(jìn)行檢測。以2.00mm、1.25mm、0.50mm時(shí)分別對(duì)應(yīng)(20±1.0)HA、(50±1.0)HA、(80±1.0)HA的要求。這項(xiàng)要求與其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)等同。

對(duì)D型硬度計(jì)指示裝置的檢定也要在(1200～1300)HV或88HRA的平面鋼塊上進(jìn)行測量。

4.彈簧試驗(yàn)力的檢定

        彈簧作為試驗(yàn)力的力源，對(duì)硬度計(jì)示值的影響是絕對(duì)性的。在同等條件下，試驗(yàn)力越大所獲得的硬度值越低，反之則大。試驗(yàn)力的大小，對(duì)低硬度值的影響比高硬度值的影響要明顯。試驗(yàn)力的檢定包括了對(duì)硬度計(jì)的彈簧力、主軸摩擦力、傳遞系統(tǒng)(齒輪咬合、轉(zhuǎn)軸旋動(dòng)等)摩擦力等的要求。機(jī)械部分的摩擦力越小，彈簧力的復(fù)現(xiàn)性越好，硬度計(jì)測量的穩(wěn)定性越高。反之越差。

        試驗(yàn)力檢定時(shí)值得注意的是，主軸運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)與使用時(shí)一致；檢定中不得對(duì)主軸進(jìn)行任何動(dòng)作的調(diào)整，包括所謂的“輕微振動(dòng)”。在JJG304-2003中要求3次中的任意一次的測量點(diǎn)的偏差都為±0.08N，約1.1HA。其他同等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為±0.075N。

5.檢定的測量點(diǎn)

        檢定時(shí)的測量點(diǎn)選取主要是針對(duì)試驗(yàn)力而言。按JJG304-2003的要求，測量點(diǎn)應(yīng)在0～100范圍內(nèi)均勻選取5點(diǎn)測量，同時(shí)也要考慮到有效30～90要求，因此建議在20、40、60、80、90點(diǎn)上進(jìn)行測量，既覆蓋30點(diǎn)時(shí)的使用，也避免100點(diǎn)時(shí)壓足限制的影響。當(dāng)使用范圍不在測量覆蓋區(qū)域而必須使用的，可另行增加測量點(diǎn)，但一般不建議超要求使用。

6.使用的主要標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備

        所有檢定時(shí)使用的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備準(zhǔn)確度應(yīng)小于或等于被測允差的，低程度也不得大于使用大工鏡、投影儀或影像儀測量壓針幾何尺寸時(shí)，選用的放大倍數(shù)盡可能地大，以提高分辨識(shí)別。放大倍數(shù)應(yīng)不小于實(shí)物尺寸的50×起開始選取倍數(shù)。對(duì)于較大的壓針尺寸，如F、FO型的壓針，可使用數(shù)顯卡尺進(jìn)行測量。

        試驗(yàn)力的檢定使用傳感器，傳感器的使用具有簡便、準(zhǔn)確、快捷的特性，在檢定試驗(yàn)力時(shí)能夠模擬硬度計(jì)的使用狀態(tài)，與硬度計(jì)主軸運(yùn)動(dòng)方向保持一致，測量結(jié)果具有真實(shí)性。

7.示值誤差的符合性判定

        現(xiàn)行的有效標(biāo)準(zhǔn)對(duì)邵氏硬度計(jì)的檢定是分部檢定法，因此其測量結(jié)果的不確定度也是分別給出的。

        按正態(tài)分布，取置信水平95%，包含因子k=2，U=k×uc(k=2)

        U=2×0.011=0.022(N)

A型邵氏硬度計(jì)力值的允許誤差為±0.080N。

       結(jié)論:用分部法檢定A型邵氏硬度計(jì)力值，所使用的計(jì)量器具，采用的測量方法，還有對(duì)允許誤差的限定，都是切實(shí)可行的。