郭胜1 赵龙刚2 马雪琴3 韩玥4
1 西安航天计量测试研究所 陕西西安 710100；2 3 西安航天精密机电研究所 陕西西安 710100；
4 中国兵器第二一三研究所 陕西西安 710065
摘要：圆柱角尺作为精密计量器具工作表面如果锈蚀将直接影响产品质量，文章介绍一种圆柱角尺表面的除锈方法，以及用圆柱角尺作为标准器校准宽座直角尺外角的不确定度评定方法。
关键词：圆柱角尺；除锈方法；不确定度评定
1 概述
圆柱角尺主要用于检验工件的垂直度或检定仪器，机床纵向导轨的相互垂直度。在计量工作中常作为主标准器使用，对于测量范围为315 mm×Φ100 mm的 0级圆柱角尺，其母线直线度要求不大于2.0 μm，测量面的表面粗糙度Ra不大于0.20 μm。如果圆柱角尺表面锈蚀将直接影响测量准确度，影响零件产品的质量。下面介绍一种圆柱角尺表面的除锈方法，以及用圆柱角尺作为标准器校准宽座直角尺外角的不确定度评定方法。
2 准备物品：W1.5金刚石研磨膏， 0级平板，00级方形角尺，4等量块，刀口尺，煤油，汽油，棉花，绸布，玻璃容器，白手套。
3 除锈方法
3.1 圆柱角尺基面除锈：a）首先用汽油棉球擦拭圆柱直角尺，平板，刀口尺。然后用刀口尺在圆柱角尺的基面上采用光隙法打“米”字，观察高低位置情况，并标注出高点区。b）取适量W1.5金刚石研磨膏放入玻璃容器中，加入适量煤油，搅拌均匀后，用稠布蘸取适量研磨膏溶液。c）把圆柱角尺水平放于平板上，用绸布轻轻研磨基面高点区，边研磨边观察，直至高点下降。d）用汽油棉球擦拭干净圆柱角尺基面，利用光隙法观察，重新标注圆柱角尺高点区。e）重复上述动作，直至用光隙法观察圆柱角尺基面无明显光透过。
3.2 圆柱角尺测量面除锈：a）在平板上用方形角尺，利用光隙法标注出圆柱角尺工作面的高点区。b）把圆柱角尺水平放置于平板上，用绸布蘸取适量研磨膏溶液后，双手抓住绸布两头，均匀用力接触圆柱角尺刚标注的高点区，研磨圆柱角尺的高点区，往复10次左右。c）用汽油棉球擦拭干净圆柱角尺，利用光隙法观察，重新标注圆柱角尺的高点区。d）重复上述动作，直至用光隙法观察圆柱角尺与方形角尺之间无明显透光。
4 校准宽座直角尺外角角值的不确定度评定方法
4.1 概述
4.1.1校准方法：依据JJG 7-2004《直角尺检定规程》。
4.1.2环境条件：温度（20±5）℃。
4.1.3校准标准：0级圆柱角尺，测量范围：315 mm×Φ100 mm。
4.1.4被校对象：测量范围为250 mm×160 mm的宽座直角尺。
4.2 输出量
采用间隙测量法，在被检宽座直角尺的测量面与圆柱角尺的母线之间试塞4等量块，在全部受检范围内，可塞入量块尺寸的最大差值即为被检直角尺的垂直度误差。
4.3 标准不确定度来源
4.3.1 圆柱角尺垂直度误差引入的标准不确定度分量
4.3.2 四等量块测量不确定度引入的标准不确定度分量
4.3.3 测量面表面粗糙度引入的标准不确定度分量
4.3.4平板平面度误差引入的标准不确定度分量
4.3.5测量的重复性引入的标准不确定度分量
4.3.6温度误差引入的标准不确定度分量
4.4 标准不确定度的评定
选取测量范围250 mm×160 mm的宽座直角尺，对其外角示值误差（垂直度）进行校
准，根据校准结果对测量标准不确定度进行分析和评定如下：
4.4.1 圆柱角尺垂直度误差引入的标准不确定度分量
由JJG 7-2004《直角尺检定规程》可知，0级圆柱角尺垂直度误差为：e=6.0 μm，假设
其为均匀分布，k=，则：
=e/k=6.0/≈3.46（μm）
4.4.2 四等量块测量不确定度引入的标准不确定度分量
由JJG 146-2011《量块检定规程》可知，四等量块的测量不确定度u=0.20 μm+2×10-6×L，假设其为正态分布，k=2.58，当L=1 mm时：
=u/k=(0.20+2×10-6×1×103)/2.58≈0.08(μm)
4.4.3 测量面表面粗糙度引入的标准不确定度分量
由JJG 7-2004《直角尺检定规程》可知，0级圆柱角尺测量面表面粗糙度Ra为0.20 μm，即Δ=0.20 μm，假设其为均匀分布，k=，则：
=Δ/k=0.20/≈ 0.12（μm）
4.4.4 平板平面度误差引入的标准不确定度分量
由JJG 117-2013《平板检定规程》可知，测量范围为400 mm×250 mm的0级平板平面度允许误差为：f=5.0 μm，假设其为均匀分布，k=，则：
=e/k=5.0/≈2.89（μm）
4.4.5 测量重复性引入的标准不确定度分量
选取测量范围250 mm×160 mm的宽座直角尺，在相同的环境条件下，对其外角等精度重复测量10次，各测量数据如下：
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4.6 扩展不确定度的评定
取k=2，则：=2×4.5=9.0（μm）
5 小结
通过实践，圆柱角尺的这种除锈方法切实可行。通过对圆柱角尺校准结果的不确定度评定分析，使我们了解到，0级圆柱角尺采用间隙法可以开展2级宽座直角尺的校准工作。
参考文献
〔1〕JJF 1001-2011《通用计量术语及定义》，国家质量监督检验检疫总局，2011-11-30
〔2〕JJG 7-2004《直角尺检定规程》，国家质量监督检验检疫总局，2004-03-02
〔3〕JJG 117-2013《平板检定规程》，国家质量监督检验检疫总局，2013-09-02