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针规检测

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发布时间：2025-07-20 07:52:34 更新时间：2025-07-19 07:52:35

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

针规检测：精密量具的质量控制核心

针规，作为一种高精度的圆柱形刚性量具，广泛应用于机械制造、精密加工、模具制造、航空航天及汽车工业等领域。其主要功能是用于检测孔的内径尺寸是否在规定的公差范围内（通止规法），或作为测量基准（如校对塞规、定位销等）。针规的精度直接影响到被检测工件或装配件的质量，因此对其自身尺寸精度、形状公差（如圆度、圆柱度）和表面质量进行严格、定期的检测至关重要。通过专业的针规检测，可以确保量具的准确性和可靠性，从而为产品质量提供坚实的保障。

针规检测的核心项目

对针规的检测通常涵盖以下几个关键项目，以确保其满足设计和应用要求：

尺寸精度： 这是最核心的检测项目，包括针规的实际直径尺寸。需要测量针规多个截面的直径（通常至少测量三个截面：两端和中间），以及沿轴线方向的多个位置（如相隔90度的两个方向），以评估其整体尺寸是否符合标称值及其公差要求。
形状公差： 主要包括：
- 圆度： 任一横截面上最大直径与最小直径之差，反映横截面的圆形偏差。
- 圆柱度： 整个圆柱面上所有点到理论圆柱面的最大允许偏差，综合反映针规整体的圆度、直线度和母线平行度误差。
- 直线度： 针规轴线或母线偏离其理想直线的程度。
表面质量：
- 表面粗糙度： 针规工作表面的微观几何形状误差（如Ra, Rz值），影响使用时的摩擦阻力和测量精度。
- 表面缺陷： 如划痕、碰伤、锈蚀、麻点等，这些缺陷会影响针规的耐用性和测量准确性。
材料硬度： 高硬度的针规（通常采用轴承钢、工具钢或硬质合金制造）耐磨性好，使用寿命长。

针规检测的主要仪器设备

针规的高精度检测需要依赖精密的测量仪器：

万能测长仪/光学计/测长机： 采用接触式（如光学计）或非接触式（如激光干涉测长机）原理，配合高精度测帽（如平面测帽、刀口测帽）进行直径尺寸的直接高精度测量，分辨率可达0.1微米甚至更高。
圆度仪/圆柱度仪： 专门用于测量圆度和圆柱度误差。针规在精密旋转工作台上旋转，高精度传感器（电感式或电容式）探测其表面轮廓，通过计算机分析计算形状误差。
光学投影仪/影像测量仪： 利用光学放大成像原理，配合CCD摄像头和图像处理软件，可以对针规轮廓、直径进行非接触测量，特别适合小尺寸针规或观察表面缺陷。
三坐标测量机： 功能强大的通用测量设备。通过探针接触针规表面多个点，可精确测量直径、圆度、圆柱度、直线度等多种几何参数。
表面粗糙度仪： 使用金刚石触针划过针规工作表面，测量微观轮廓并计算Ra（算术平均偏差）、Rz（最大高度）等粗糙度参数。
洛氏/维氏硬度计： 用于检测针规的材料硬度。

针规检测的常用方法

根据检测项目和精度要求，可采用不同的检测方法：

直接测量法： 使用万能测长仪、光学计、三坐标测量机等，直接获取针规的实际直径尺寸、圆度、圆柱度等参数值。
比较测量法： 使用高精度标准件（如已知准确尺寸的标准环规或量块）在比较仪上（如光学比较仪、气动比较仪）进行对比测量，确定针规尺寸相对于标准值的偏差。
投影/影像测量法： 在光学投影仪或影像测量仪上，通过放大图像与标尺或标准图样进行比对，测量直径、轮廓或观察缺陷。
形状误差扫描法： 在圆度仪、圆柱度仪或配备旋转测座的三坐标测量机上，沿针规表面进行连续扫描，获取完整的轮廓数据，再通过软件进行误差评定。
接触式表面轮廓测量法： 使用表面粗糙度仪的触针沿针规轴线方向移动，记录表面微观轮廓并计算粗糙度参数。

针规检测遵循的重要标准

针规的制造、检测和使用需要依据相关的国家、国际或行业标准，以确保检测结果的统一性和权威性。常用的标准包括：

国际标准：
- ISO 3670: 塞规和环规 - 设计及尺寸公差 (Covers plug gauges and ring gauges, relevant principles apply to pin gauges).
- ISO 1938-1: 产品几何技术规范 (GPS) - 尺寸公差 - 第1部分：线性尺寸公差 (Fundamental standards for tolerances).
- ISO 12180: 产品几何技术规范 (GPS) - 几何公差 - 圆柱度 (Defines specification and verification of cylindricity).
- ISO 4287: 产品几何技术规范 (GPS) - 表面结构：轮廓法 - 术语、定义和表面结构参数 (Defines surface ure parameters like Ra, Rz).
中国国家标准 (GB)：
- GB/T 6322: 光滑极限量规（通规和止规）技术条件 (Core standard for plain limit gauges like GO/NOGO pin gauges, covering tolerance, material, hardness, surface roughness).
- GB/T 1957: 光滑极限量规（通规和止规）公差 (Specifies tolerance zones for GO and NOGO gauges).
- GB/T 1184: 形状和位置公差未注公差值 (Covers default geometric tolerancing values).
- GB/T 1031: 产品几何技术规范 (GPS) 表面结构轮廓法表面粗糙度参数及其数值 (Chinese equivalent of ISO 4287).
其他标准： 特定行业（如航空、汽车）或企业内部可能还有更严格或特定的规范要求。