Johdanto
Insinööreille ja laatuammattilaisille, jotka työskentelevät tarkkuusmittaustyökalujen - pintalevyjen, suorien reunojen, kulmalevyjen, V-lohkojen ja vastaavien instrumenttien kanssa -, kansainvälinen metrologisten standardien maisema voi näyttää monimutkaiselta. Saksalaiset DIN-standardit, japanilaiset JIS-standardit, amerikkalaiset ASME-standardit, brittiläiset BS-standardit ja kansainväliset ISO-standardit koskevat kaikki samankaltaisia tuotteita, mutta eroavat erityisvaatimuksistaan, laatumäärittelyistään ja toleranssilaskelmistaan.
Näiden standardien, niiden yhteisen perusteen ja keskeisten erojen ymmärtäminen on arvokasta kaikille, jotka määrittelevät, hankkivat tai käyttävät tarkkuusgraniittimittaustyökaluja kansainvälisessä valmistus- tai metrologisessa ympäristössä.
Miksi standardit ovat tärkeitä tarkkuusmittaustyökaluille?
Tarkkuuspintalevy toimii vertailupisteenä sille suoritetuille mittauksille ja kokoonpanoille. Sen tasaisuus - suurin poikkeama täydellisestä tasosta sen työpinnan poikki - määrittää perustavanlaatuisen tarkkuuden, joka voidaan saavuttaa millä tahansa mittauksella tai kokoonpanolla. Mutta ilman standardoitua määritelmää siitä, kuinka tasaisuus mitataan ja välitetään, kalibrointitodistuksessa olevalla numerolla ei ole yleismaailmallista merkitystä.
Standardointielimet ovat käsitelleet tätä määrittämällä: kuinka tasaisuus määritellään ja mitataan; mitkä mittausmenetelmät ovat hyväksyttäviä todentamiseen; mitä tasomaisuustoleransseja sovelletaan kullakin tarkkuusluokalla; ympäristöolosuhteet (tyypillisesti 20 astetta ± 2 astetta), joissa mittaukset ovat päteviä; sekä merkintä- ja asiakirjavaatimukset. Kun nämä parametrit määritellään tunnustetulla standardilla, kyseiseen standardiin viittaava kalibrointitodistus välittää tarkan, kansainvälisesti vertailukelpoisen merkityksen.
DIN 876: Saksan standardi
DIN 876 on Saksan standardointiinstituutin standardi tarkkuuspintalevyille. Se määrittelee neljä tarkkuusluokkaa. Grade 0 (Nullplatte) on korkein, jota käytetään kalibrointireferenssinä muille pintalevyille. Luokka 1 on tarkoitettu tarkkuusmittaushuoneisiin ja korkean-tarkkuuden valmistukseen. Luokka 2 on standardituotannon laadunvalvontaa varten. Grade 3 on työpajaluokka yleiseen tuotantokäyttöön.
DIN 876:n mukaiset tasaisuustoleranssit ilmaistaan pintalevyn diagonaalisen pituuden funktiona, jolloin toleranssi skaalautuu levykoon mukaan. Grade 0 -levyllä, jonka lävistäjä on 1000 mm, tasaisuustoleranssi on tyypillisesti 1,5–2,5 µm. Samankokoisen luokan 2 levyn toleranssi on noin 5–8 kertaa suurempi.
DIN 876 määrittelee myös vaatimukset pinnan viimeistelystä, reunojen viisteydestä ja erityisten mittausmenetelmien -, mukaan lukien kalibroidut suoraviivat ja elektroniset tasot -, käyttöä todentamista varten. DIN 876 on laajalti viitattu eurooppalaisessa ja kansainvälisesti suuntautuneessa valmistusympäristössä, ja se on vaikuttanut ISO-standardien kehittämiseen.
JIS B 7513: Japanilainen standardi
JIS B 7513 on japanilainen teollisuusstandardien spesifikaatio tarkkuuspintalevyille. Kuten DIN 876, se määrittelee useita laatuja ja antaa tasaisuustoleransseja levyn mittojen funktiona. Standardi määrittelee arvot 0, 1 ja 2, ja arvosana 0 edustaa suurinta tarkkuutta.
JIS B 7513:n perustoleranssikaava käyttää pintalevyn pitkän sivun mittaa diagonaalin sijaan, mikä johtaa jonkin verran erilaisiin toleranssiarvoihin ei--neliömäisille levyille verrattuna DIN-laskelmiin. Käytännössä erot tasaisuusvaatimusten välillä JIS B 7513:n luokan 0 ja DIN 876:n mukaisen luokan 0 välillä ovat suhteellisen pieniä, ja yhden standardin korkeimmalla laadulla varmennettu pintalevy on yleensä toisen vastaavan laadun mukainen.
JIS B 7513 on vaadittu standardi tuotteille, joita viedään asiakkaille Japaniin ja suureen osaan Itä-Aasiasta - Japani, Korea, Taiwan ja Kiina viittaavat yleisesti JIS-standardeihin.
ASME B89.3.7: Amerikkalainen standardi
Yhdysvalloissa tarkkuuspintalevyjä säätelee ASME B89.3.7. Yhdysvallat on historiallisesti viitannut myös vanhempiin liittovaltion spesifikaatioihin GGG-P-463C, jossa määriteltiin Grade A (laboratorio), Grade B (tarkastus) ja Grade C (työkaluhuone). ASME B89.3.7 edustaa nykyistä Yhdysvaltain standardia samanlaisella kolmiasteisella rakenteella.
Merkittävä ero ASME-lähestymistavasta on sen painottaminen toistettavuuden pätevyyteen ja toistuvan lukumenetelmän käyttö kalibroinnissa tasaisuuden lisäksi. Standardi käsittelee myös nimenomaisesti tukiolosuhteiden vaikutusta tasomaisuusmittauksiin - erityisesti Bessel-pisteiden, matemaattisesti määritettyjen tukikohtien, käyttöä, jotka minimoivat levyn omapainon taipumisen.
Amerikkalaiset asiakkaat ja Yhdysvaltojen markkinoiden kanssa kauppaa käyvät yritykset määrittävät tyypillisesti ASME B89.3.7 -vaatimustenmukaisuuden hankinta-asiakirjoissa.
ISO-standardit ja kansainvälinen harmonisointi
Kansainvälinen standardointijärjestö ISO (International Organisation for Standardization) kehittää standardeja, jotka on tarkoitettu maailmanlaajuisesti omaksuttavaksi. ISO 8512 kattaa tarkkuuspintalevyjen vaatimukset ja on rakenteeltaan samanlainen kuin DIN 876 laatumäärittelyillään ja toleranssifilosofiallaan.
Monissa tapauksissa kansalliset standardikomiteat osallistuvat ISO-standardien kehittämiseen, ja kansallisia standardeja voidaan päivittää vastaamaan vastaavaa ISO-standardia. Tämä harmonisointiprosessi vähentää standardien välisiä eroja ajan myötä, mikä tekee valmistajien ja laboratorioiden helpommaksi tyydyttää useita asiakkaita yhdellä kalibrointimenetelmällä.
Globaalilla markkinoilla toimiville yrityksille ISO 8512 -yhteensopivuuden määrittäminen tarjoaa laajimman kansainvälisen tunnustuksen, kun taas DIN 876- tai JIS B 7513 -yhteensopivuus vastaa erityisiä alueellisia vaatimuksia.
Standardit muille graniittimittaustyökaluille
Pintalevyjen lisäksi myös muita graniittimittaustyökaluja säätelevät kansalliset ja kansainväliset standardit.
Graniittisuorat reunat kuuluvat DIN 874:n ja JIS B 7514:n piiriin. Nämä standardit määrittelevät tasaisuustoleranssit, jotka ovat samankaltaisia kuin pintalevystandardit, skaalattuina asianmukaisiin mittoihin.
Graniittikulmalevyt ja tarkkuusneliöt ovat DIN 875:n ja vastaavien JIS-standardien mukaisia. Perpendikulaarisuustoleranssit määritellään neliön varren pituuden funktiona.
Graniitti V-lohkot kuuluvat DIN 6321:n ja JIS B 7731:n piiriin. Laajuus- ja toleranssivaatimukset heijastavat V--lohkosovellusten erityistä geometriaa.
Kaikille näille työkalutyypeille taustalla olevat mittausmenetelmät -, joissa käytetään autokollimaattoreita, elektronisia vaakoja ja laserinterferometrejä -, on määritelty täydentävissä standardeissa, jotka varmistavat yhdenmukaisuuden vaatimustenmukaisuuden todentamisessa.
Kalibroinnin jäljitettävyys standardien mukaan
Riippumatta siitä, minkä standardin mukaan tarkkuusmittaustyökalu varmistetaan, kalibroinnin on oltava jäljitettävissä kansallisiin mittausstandardeihin. Saksassa tämä on Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB). Yhdysvalloissa National Institute of Standards and Technology (NIST). Japanissa National Metrology Institute of Japan (NMIJ). Yhdistyneessä kuningaskunnassa National Physical Laboratory (NPL).
Kun toimittaja toimittaa tarkkuusgraniittipintalevyn kalibrointitodistuksen, siinä tulee yksilöidä käytetty mittausstandardi, käytetyt instrumentit ja menetelmät, mittauksen aikana vallitsevat ympäristöolosuhteet, mittauksen epävarmuus ja selkeä jäljitettävyys nimettyyn kansalliseen tai kansainväliseen standardiin.
Käytännön hankintaohjeet
Tarkkuusgraniittipintalevyjä tai mittaustyökaluja valitseville insinööreille ja hankinta-alan ammattilaisille standardimaiseman ymmärtämisestä seuraa useita käytännön näkökohtia.
Määritä ensin sovellettava standardi ja arvosana selvästi hankinta-asiakirjoissa. Pelkästään "Grade A" -pintalevyn pyytäminen on epäselvää. - GGG-P-463C:n luokassa A ja DIN 876:n mukaisessa Grade 0:ssa on erilaiset vaatimukset. "DIN 876 Grade 0" -standardin määrittäminen poistaa epäselvyydet.
Toiseksi vaadi kalibrointitodistukset, joissa mainitaan mittausstandardi, käytetyt instrumentit ja kalibroinnin jäljitettävyysketju. Sertifikaatti, jossa todetaan vain "täyttää spesifikaatiot" ilman näitä tietoja, ei anna riittävästi tietoa mittausepävarmuuden arvioimiseksi.
Harkitse kolmanneksi loppukäyttöympäristöä-. ISO 17025 -akkreditoidussa kalibrointilaboratoriossa käytettävä pintalevy vaatii erilaista dokumentaatiota ja jäljitettävyyttä kuin tuotantokerroksessa tulevassa tarkastuksessa, vaikka molemmat olisi määritelty samalle tasomaiselle tasolle.
Johtopäätös
Tarkkuusgraniittimittaustyökaluja säätelevät standardit - DIN 876, JIS B 7513, ASME B89.3.7, ISO 8512 ja niitä täydentävät standardit muille työkalutyypeille - tarjoavat puitteet, jotka tekevät tarkkuusinstrumenttien kansainvälisestä kaupasta mielekästä ja luotettavaa. Näiden standardien, niiden luokkarakenteiden, toleranssilähestymistapojen ja niiden suhteen kalibroinnin jäljitettävyyden ymmärtäminen auttaa insinöörejä ja laatuammattilaisia tekemään parempia-tietoon perustuvia päätöksiä tarkkuusmittauslaitteiden määrittelystä, hankinnasta ja käytöstä.
Valmistuksen ja metrologian integroituessa globaalisti, tärkeimpien kansainvälisten standardikehysten tuntemus on yhä arvokkaampi osaaminen laadunvarmistuksen, tarkkuusvalmistuksen ja metrologian teknisille ammattilaisille.