De schuifmaat, als een van de meest gebruikte meetinstrumenten in de mechanische fabricage, is eenvoudig
te bedienen en wordt veel gebruikt voor het meten van de buitendiameter. Het heeft echter nog steeds veel inherente technische beperkingen.
Met de toenemende precisie-eisen in de moderne fabricage, zijn de nadelen van het meten van de buitendiameter met een schuifmaat steeds duidelijker geworden, wat de nauwkeurigheid en
betrouwbaarheid van de meetresultaten beïnvloedt. De meetnauwkeurigheid van een standaard schuifmaat is ±0,02
millimeter, terwijl die van een digitale schuifmaat ±0,01 millimeter kan bereiken. In de praktijk echter,
wordt het beïnvloed door meerdere factoren zoals operationele vaardigheden, omgevings-omstandigheden en kenmerken
van het werkstuk, en de werkelijke meetfout overschrijdt vaak het theoretische nauwkeurigheidsbereik.
I. De fundamentele reden voor de beperking van de meetnauwkeurigheid
1. Menselijke operationele fouten zijn het belangrijkste nadeel van het gebruik van schuifmaten voor het meten van de buitendiameter.
De controle vande meetkracht beïnvloedt direct de nauwkeurigheid van de meetresultaten. De standaard
meetkracht moet worden gecontroleerd binnen het bereik van 8-12 Newton, maar het is moeilijk om
een constante meetkracht te handhaven in de praktijk. Een verandering van 1 Newton in de meetkracht kan resulteren
in een meetfout van 0,005-0,01 millimeter. Vooral bij het meten van dunwandige onderdelen of zachte
materialen kan overmatige meetkracht veroorzaken dat het werkstuk vervormt, wat de meetnauwkeurigheid ernstig beïnvloedt.
2. Afleesfouten zijn inherente technische gebreken van de schuifmaat. De subjectiviteit van menselijke ogen bij het aflezen van de
schaallijnen leidt tot inconsistente meetresultaten. De minimale afleeswaarde van het nonius principe is 0,02
millimeter, maar de werkelijke aflezing wordt beïnvloed door factoren zoals lichtomstandigheden, observatie hoeken en het
gezichtsvermogen van de operator. Het aflezingverschil voor dezelfde maat door verschillende operators kan oplopen tot
0,03 - 0,05 millimeter.Dit soort menselijke afleesfout is onacceptabel bij precisiemetingen.3. De beperking van het contactoppervlak leidt tot onvoldoende representativiteit van de meetresultaten.
Het contactoppervlak
tussen de bekken van de schuifmaat en het werkstuk is meestal slechts een paar vierkante millimeter. Voor werkstukken met een hoge oppervlakte
ruwheid of lokale defecten kan een kleine verandering in de positie van de contact punten leiden tot verschillende meet
resultaten. De ware rondheidsfout en elliptische fout van cirkelvormige dwarsdoorsnede werkstukken kunnen niet nauwkeurig worden gereflecteerd
door een enkele puntmeting. Meerdere punt metingen zijn vereist om betrouwbare geometrische parameters te verkrijgen.
II. De impact van omgevingsomstandigheden op de meetnauwkeurigheid1. Temperatuurvariatie is een belangrijke omgevingsfactor die de nauwkeurigheid van schuifmaat
metingen beïnvloedt.
De thermische uitzettingscoëfficiënt van metalen materialen veroorzaakt dat afmetingen veranderen met de temperatuur. De lineaire
uitzettings-coëfficiënt van staal is ongeveer 11×10^-6/℃.
Een temperatuur verandering van 10℃ resulteert in een 0,011 mm verandering in een 100 mm
afmeting. Schommelingen in de werkplaats omgevingstemperatuur, overdracht van de handtemperatuur van de operator, en restwarmte van de bewerking van het werkstuk kunnen allemaal de nauwkeurigheid van de meetresultaten beïnvloeden.2. Vochtigheid en verontreinigende stoffen hebben een negatieve impact op de meetnauwkeurigheid van de schuifmaat, vooral in ruweproductieomgevingen. Metaalbewerkingsvloeistoffen en koelvloeistoffen blijven op het oppervlak
van het werkstuk achter, waardoor een vloeibare film ontstaat die de werkelijke contacttoestand en meetreferentie verandert.
De dikte van de oppervlakte-oliefilm, variërend van
0,01 tot 0,05 millimeter, wordt direct opgeteld bij het meetresultaat.
Om nauwkeurige meet-gegevens te verkrijgen, moet het oppervlak van het werkstuk
grondig worden gereinigd.3. Trillingen en schokken kunnen interferentie veroorzaken bij precisiemetingen. Op de productielocatie, kan de werking van machinesen de beweging van zware apparatuur trillingen genereren.
Als een handmeetinstrument zijn schuifmatenbijzonder gevoelig voor trillingsinterferentie.
Wanneer de trillingsamplitude 0,02 millimeter overschrijdt, zal dit
aanzienlijk de stabiliteit van de aflezing beïnvloeden. Tijdens het meetproces worden de trillingen van de hand van de operator
ookovergedragen op het meetresultaat, wat de herhaalbaarheid en nauwkeurigheid van de meting beïnvloedt.
III. Beperkingen van werkstukkenkenmerken op meetresultaten 1. Significante verschillen in oppervlaktekwaliteit beïnvloeden de betrouwbaarheid van schuifmaatmetingen. De pieken en dalen op
een ruw oppervlak veroorzaken onzekerheid in de contactpunten. Wanneer de oppervlakteruwheid
Ra 1,6 micrometer overschrijdt, verhoogt de willekeurigheid van de microscopische geometrische vorm op het oppervlak
de spreiding van de meetresultaten.
De meetfout voor ruwe oppervlakken zoals gietoppervlakken, smeedoppervlakken en
lasoppervlakken kan oplopen tot ±0,1 millimeter, wat de nominale nauwkeurigheid van de schuifmaat ver overschrijdt.
2. De complexiteit van de geometrische vorm van het werkstuk beperkt het toepassingsgebied van de schuifmaat. Niet-standaard geometrische vormen kunnen niet nauwkeurig worden gemeten. Werkstukken met elliptische
dwarsdoorsneden, polygonale dwarsdoorsneden,en onregelmatige dwarsdoorsneden vereisen gespecialiseerde meet
methoden en apparatuur. De schuifmaat kan alleen
lokale afmetingen meten, maar kan de geometrische nauwkeurigheid niet volledig evalueren. Voor onderdelen met hoge geometrische nauwkeurigheidseisen is de
representativiteit van de schuifmaatmeetresultaten onvoldoende.3. De hardheid en elastische eigenschappen van de materialen beïnvloeden de stabiliteit van de meetresultaten. Zachte materialen ondergaan elastische of plastische vervorming onder invloed van de meetkracht.
De meting van materialen zoalsaluminiumlegering, plastic en rubber vereist speciale controle
van de meetkracht. Voor materialen met een hardheid
lager dan HB100 kan de meetfout ±0,05 millimeter overschrijden.
De terugspringeigenschappen van zeer elastische materialen veroorzaken dat de meetresultaten in de loop van de tijd veranderen, waardoor de herhaalbaarheid van de
meetgegevens wordt beïnvloed.IV. Beperkingen van meetbereik en flexibiliteit1. Het meetbereik wordt beperkt door de structurele afmetingen van de schuifmaat en kan geen
grote
werkstukken buiten het bereik meten. Het maximale meetbereik van standaardschuifmaten is meestal
150-300 millimeter. Voor het meten van de buitendiameter van grote werkstukken zijn gespecialiseerde grote
schuifmaten of andere meetmethoden vereist.
De afmetingen van speciale posities zoals binnendiameters van diepe gaten, bodemdiametersvan blinde gaten en breedtes van groeven kunnen niet direct
worden gemeten met behulp van gewone schuifmaten. 2. Beperkingen op meethoeken en posities beïnvloeden de haalbaarheid van het meten van bepaalde werkstukken. Schuifmaten moeten
loodrecht staan op het te meten oppervlak om nauwkeurige resultaten te verkrijgen. Voor complex gevormde werkstukken kunnen sommige
onderdelen mogelijk niet nauwkeurig worden gepositioneerd door de schuifmaten.Een meethoek die 5 graden afwijkt van de
verticalerichting resulteert in ongeveer
0,4% cosinusfout. De meting van onderdelen in montage
omstandigheden wordt vaak beperkt door de ruimte en kan de ideale meetomstandigheden niet bereiken.3. De onvoldoende dynamische meetcapaciteit beperkt de toepassing van schuifmaten in geautomatiseerde productie,
waardoor de realisatie van online meting en real-time monitoring wordt voorkomen. Moderne fabricage vereist snelle
detectie en feedback. Schuifmaten hebben echter langzame meetsnelheden en vereisen handmatige bediening,
waardoor ze niet voldoen aan de productieritmische eisen voor hoge efficiëntie. Geautomatiseerde
productielijnen hebben geïntegreerde meetsystemen nodig.
De handmatige aard van schuifmaten wordt een knelpuntvoor de productie-efficiëntie.
