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表面洛氏硬度計(jì)作為一種精密測量儀器，其制造過程涉及材料科學(xué)、機(jī)械加工、電子控制和精密測量等多個(gè)領(lǐng)域的專業(yè)知識。本文將系統(tǒng)介紹制造好質(zhì)量表面洛氏硬度計(jì)所需掌握的關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)，包括核心部件加工、硬度標(biāo)尺選擇、力值控制系統(tǒng)、測量系統(tǒng)校準(zhǔn)以及整機(jī)裝配調(diào)試等環(huán)節(jié)。
壓頭是硬度計(jì)關(guān)鍵的部件之一，其質(zhì)量直接影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。金剛石圓錐壓頭的錐角須嚴(yán)格控制在120°+0.1°，球面半徑0.2mm+0.01mm。制造過程中需采用精密磨床加工，并使用干涉儀進(jìn)行曲面形狀檢測。鋼球壓頭應(yīng)選用碳化鎢材料，球體直徑公差控制在+0.002mm以內(nèi)，球面粗糙度Ras0.05um。壓頭柄部與主軸的配合應(yīng)采用H6/h5級精密配合，確保壓頭安裝后的同軸度誤差不過0.01mm。壓頭座需進(jìn)行時(shí)效處理以消內(nèi)應(yīng)力，避免長期使用產(chǎn)生微變形。制造加載系統(tǒng)是硬度計(jì)的另一核心部件，需要實(shí)現(xiàn)高精度、高穩(wěn)定性的力值施加。機(jī)械式硬度計(jì)采用杠桿一砝碼系統(tǒng)，杠桿比精度需達(dá)到0.19%以內(nèi)，砝碼質(zhì)量誤差不過+0.05%。電子式硬度計(jì)使用力傳感器和電磁力驅(qū)動系統(tǒng)，力傳感器線性度應(yīng)優(yōu)于0.1%,重復(fù)性達(dá)0.05%。主軸導(dǎo)向系統(tǒng)通常采用精密直線軸承或空氣軸承，運(yùn)動直線度誤差0.005mm/100mm，摩擦力小于試驗(yàn)力的0.1%。主軸系統(tǒng)的軸向間隙需控制在0.003mm以內(nèi)，避免影響壓痕深度測量精度。試樣支撐臺應(yīng)具有足夠的剛性和穩(wěn)定性，臺面硬度不低于60HRC，平面度誤差≤0.005mm。V型試臺需保證120°角度精度+0.1°，適用于圓柱形試樣的測試。支撐臺與壓頭的垂直度誤差應(yīng)控制在0.01mm/50mm范圍內(nèi)。與普通洛氏硬度計(jì)相比，表面洛氏硬度計(jì)施加的試驗(yàn)力更小，初始試驗(yàn)力為3kg,適用于薄板、小零件及表面硬化層的硬度測試。試驗(yàn)力的準(zhǔn)確性直接影響硬度測量結(jié)果。校準(zhǔn)時(shí)應(yīng)使用0.3級標(biāo)準(zhǔn)測力儀，在全量程范圍內(nèi)均勻選取至少5個(gè)點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)。主試驗(yàn)力誤差應(yīng)控制在+1.0%以內(nèi)，初試驗(yàn)力誤差+1.5%以內(nèi)。對于電子式硬度計(jì)，還需檢查力值加載的線性度和重復(fù)性，確保在整個(gè)測試過程中力值波動不過+0.5%。硬度計(jì)應(yīng)能根據(jù)不同標(biāo)尺自動調(diào)整試驗(yàn)力和硬度計(jì)算公式。控制系統(tǒng)需內(nèi)置各標(biāo)尺的換算表，實(shí)現(xiàn)不同標(biāo)尺間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。操作界面應(yīng)允許用戶自定義測試參數(shù)，包括保載時(shí)間、加載速率等。
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