需要纳米级精度?为什么量块是计量学之王

在长度以百万分之一英寸为单位测量、精度是唯一标准的领域——这正是ZHHIMG®制造所面临的严苛环境——有一种工具堪称至高无上:量块。量块,又称乔氏量块(以其发明者命名)、滑块量规或霍克量块,这些经过精细研磨和抛光的金属或陶瓷部件是所有尺寸计量学的基石。它们不仅仅是工具;它们是特定长度的物理体现,​​是校准从千分尺、卡尺到正弦杆、千分表等各种测量工具的终极参考点,适用于所有主要行业。

计量革命:乔氏块的历史

1896年以前,机械车间依赖于定制的、车间专用的测量工具——定制锉削的量规和专门的“通止规”。虽然这套系统功能齐全,但却缺乏通用标准化的关键要素。

这项颠覆性的概念是由杰出的瑞典机械师卡尔·爱德华·约翰逊于1896年提出的。约翰逊的革命性想法是制造可以无缝堆叠的、极其精确的独立长度标准块。这项创新意味着,只需一小套精心制作的量块,就能组合出数千种不同的、高精度的长度——这种灵活性在以前是闻所未闻的。约翰逊的量块有效地规范了工业界的长度参考标准。

粘合的魔力:了解“拧紧”

量块最显著的特点是它能够与其他量块紧密贴合,并将尺寸误差降至最低。这种现象称为“挤压”。它是通过将两个量块滑动到一起实现的,使它们微观层面的平面牢固地粘合在一起,从而基本消除了任何空气间隙,并将连接处对整体误差的影响降至最低。

量块的这一独特属性赋予了它们极高的实用性。例如,仅使用一套标准量块中的三个,就能获得一千种不同的长度——比如,从 3.000 毫米到 3.999 毫米,以 0.001 毫米为增量。这是一种精妙的工程技巧,使量块成为不可或缺的工具。

完美拧干的四个步骤

要实现这种精准的粘合,需要一丝不苟的四步技巧:

  1. 初始清洁:首先用涂油的保养垫轻轻擦拭量规块。
  2. 除油:接下来,用干垫擦拭积木块,去除多余的油,只留下一层极薄的油膜。
  3. 十字形摆放:将一块积木垂直放置在另一块积木上,施加适度的压力,同时滑动两块积木,直到它们形成十字形。
  4. 对齐:最后,旋转积木,直到它们完全对齐,将它们锁定成一个坚固、高精度的堆叠。

这种精细的操作技术强调了清洁度、可控压力和精确对准对于实现计量工作所需的牢固、精确连接的重要性。这种粘合的成功与否,官方定义为“可扭性”,其要求表面光洁度达到 1 微英寸(0.025 μm)AA 级或更高,且平面度至少为 5 μin(0.13 μm)。

最佳实践:保护您的长度标准

由于量块精度极高,因此在搬运和存放时需要格外小心。专业人士深知,一套量块的使用寿命和精度完全取决于是否遵循最佳实践:

  • 防腐蚀:使用后必须立即对滑块进行重新涂油或涂抹润滑脂。腐蚀是尺寸稳定性的主要敌人,忽视这一步骤会迅速破坏表面精度。
  • 搬运:搬运测块时务必握住测块侧面,切勿触摸关键测量面。体温和皮肤油脂会传递到测块上,导致测块暂时膨胀,长期下来则会造成永久性腐蚀。
  • 温度控制:量块在国际公认的参考温度 20℃ (68°F) 下测量时精度最高。任何在此受控环境之外进行的测量都需要进行热补偿。

精密陶瓷方尺

结论:ZHHIMG® 精密技术的基础

量块是精密制造领域默默奉献的无名英雄。它们是不可动摇的基准,ZHHIMG® 以此校准其先进的测量工具,确保我们的花岗岩、陶瓷和金属部件达到世界最先进设备所需的微米级和纳米级公差。我们尊重这些不可或缺的工具的历史,并遵循其最佳实践,共同维护推动技术进步的精密标准。


发布时间:2025年11月5日