JJ.国家计量标准-JJF 1099-2003 表面粗糙度比较样块校准规范.pdf

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1、中华人民共和国国家计量技术规范 J J F 1 0 9 9 -2 0 0 3 表面粗糙度比较样块校准规范 C a l i b r a t i o n S p e c i f i c a t i o n o f R o u g h n e s s C o m p a r i s o n S p e c i m e n s 2 0 0 3 一0 5 一 1 2 发布 2 0 0 3 一1 1 一 1 2 实施 国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局发布 JJ F 1 0 9 9-20 0 3 、。七。吃。七.洲 表面粗糙度比较样块校准规范 尹。. 0. 0. 0. 口. O. O. 口.

2、O. 0. O. 口. O. O. C a l i b r a t i o n S p e c i f i c a t i o n o f R o u g h n e s s C o m p a r i s o n S p e c i m e n s J J F 1 0 9 9 -2 0 0 3 代替 J J G 1 0 2 -1 9 8 9 龟 . ， . 斌 ， . 斌， . 、 . ， . ， . ， . ， . 落， . ， . ，. . ，. ， 本规范经国家质量监督检验检疫总局于2 0 0 3年0 5 月 1 2日批准，并自 2 0 0 3 年 1 1 月 1 2日 起施行。 归

3、口 单 位 :全国几何量工程参量计量技术委员会 主要起草单位 :中国计量科学研究院 本规范由归口单位负责解释 J JF 1 09 9 - 20 0 3 本规范主要起草人 : 赵有祥 高思田 ( 中国计量科学研究院) ( 中国计量科学研究院) J JF 1 0 99 - 2 00 3 目录 1 范围 ( 1 ) 2 引用文献 ( 1 ) 3 概述 ( 1 ) 4 计量特性 ( 2) 4 . 1 表面粗糙度参数 R 。 值 ( 2 ) 4 . 2 R 。 值的 标准偏差 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 2 ) 5 校准条件 ( 2 ) 5 . 1 环境条件 ( 2 ) 5 . 2 测量标准器及其他设备 ( 2 ) 6 校准项 目和校准方法 ( 3 ) 6 . 1 样块尺寸 ( 3 ) 6 . 2 样块工作面的表面粗糙度 ( 3 ) 6 . 3 R : 值的 标准偏差 ( 3 ) 7 校准结果表达 ( 4 ) 8 复校时间间隔 ( 4 ) 附录A R 。 标称值表 ( 5 ) 附录B R 。 平均值范围 ( 6 ) 附录C

5、表面粗糙度比较样块R 。 值测量不确定度评定 ( 7 ) 附录 D 几点说明 ( 9 ) 附录E 校准证书内 容 ( 1 0 ) J JF 1 0 99 - 2 0 03 表面粗糙度比较样块校准规范 范 围 本规范适用于表面粗糙度比较样块的校准。包括:磨、车、镬、铣 、插、刨、电火 花和抛光加工的各种样块，或者以它们为原模 ( 母板) ，采用电铸工艺复制的样块，以 及在成批生产的制件中挑选出来的 “ 表面粗糙度标准件” 。 2 引用文献 本规范引用下列文献: G B / T 6 0 6 0 . 2 -1 9 8 5 表面粗糙度比较样块，磨、车、锉、铣、插及刨加工表面 G B / T 6 0 6

6、 0 . 3 -1 9 8 6 表面粗糙度比较样块电火花加工表面 G B / T 6 0 6 0 . 4 -1 9 8 8 表面粗糙度比较样块抛光加工表面 G B / T 6 0 6 2 -1 9 8 5 轮廓法触针式表面粗糙度测量仪、轮廓记录仪及中线制轮轮廓 计 J J F 1 0 5 9 -1 9 9 9 测量不确定度评定与表示 J J F 1 0 0 1 -1 9 9 8 通用计量术语及定义。 使用本规范时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。 3概述 表面粗糙度比较样块 ( 以下简称样块)是用来检查制件表面粗糙度的一种工作量具 ( 见图 1 与图2 ) 。其使用方法是以样块工作面的表

7、面粗糙度为标准，凭触觉 ( 如指甲) 、 视觉 ( 可借助于放大镜、比较显微镜)与被检制件表面进行比较，从而判断制件表面粗 糙度是否合乎要求。 图 1 直接加工 的样块 在进行比较时，所用的样块和被检制件的加工方法应该相同，同时样块的材料、形 状、表面色泽等也应尽可能与被检制件一致。判断的准则是根据制件加工痕迹的深浅来 决定表面粗糙度是否符合图纸 ( 或工艺)要求。当被检制件的加工痕迹深浅不超过样块 工作面加工痕迹深度时，则被检制件的表面粗糙度一般不超过样块的标称值。 J J F 1 0 9 9 -2 0 0 3 电火花加工表面粗糙度比较样块 口才 ， 。 . 0 . e 一甘I . 6I3

8、. 2I 6 . 3， 1 2 . 5 u m 李群摹滚2 a 鬓一 图 2电铸工艺复制 的样块 4 计f特性 4 . 1 表面粗糙度参数R 。 值 样块工作面的 表面粗糙度用轮廓算术平均偏差 R 。 参数来评定。 样块 R 。 的系列标 称值列于附录A 。样块校准所得的 R : 值对其标称值的偏差不应超过+ 1 2 %至一 1 7 %的 范围 ( 具体数值范围参见附录 B ) o 4 . 2 R 。 值的 标准偏差 样块工作面校准所得R 。 值的 分散性 ( 样块加工的 均匀性)用标准偏差来评定。对 各类加工方法的标准偏差的最大允许值参见表 t o 表 1 R. 值的标准偏差 加工方法 标准

9、偏差 % ( 有效值百分率) 备注 磨 9 a . 表中给的标准偏差是评定长度包含 5个取样长度时 的标准偏差平均值。 ， b . 不同评定长度的 标准偏差平均值s 。 按下式计算: 二 3 5nJ 式中，n为测时选用的评定长度所包含的取样长度 个数 铣 车 、幢 4 插 刨 电火花、抛光 1 2 注:作为校准，不判断合格与否，上述计量特性的指标，仅供参考。 5 校准条件 5 . 1 环境条件 室内 温度: 2 0 士 5 ; 室内 湿度: 不超过7 0 % R H . 5 . 2 测量标准器及其他设备 5 . 2 . 1 钢直尺或卡尺。 5 . 2 . 2 相对示值误差不超过士 5 %的触针

10、式表面粗糙度测量仪。 J J F 1 0 9 9- 2 00 3 6 校准项 目和校准方法 首先检查外观，确定没有影响校准计量特性的因素后，再进行校准。 6 . 1 样块尺寸 6 . 1 . 1当R 。 标称值不超过1 2 . 5 1 e m时， 样块表面边长不小于2 0 m m ;当R 。 标称值为 2 5 p e m时， 样块表面长不小于5 0 m m 。加工纹理的总 方向应平行于 样块的 短边。 注:不满足 6 . 1 . 1 规定的样块，则不作为以比较法检查制件表面粗糙度的工作量具。 6 . 1 . 2“ 表面粗糙度标准件”的尺寸，根据实际情况确定。 6 . 1 . 3 校准方法:用钢

11、直尺或卡尺测量。 6 . 2 样块工作面的表面粗糙度 6 . 2 . 1 校准方法:用触针式仪器进行测量。程序如下: a . 根据样块标记的 加工方法和R 。 标称值， 按表 1 中的规定选取取样长度 ( 即仪器 的 截止波长a c ) o b . 根据所选的取样长度 ( l )选定评定长度 ( h ) ， 除取样长度与评定长 度相匹配的 仪器以外， 一般取1 . = 5 1 0 c . 依次在样块均匀分布的 1 0 个位置上进行测量，将测得的 R 。 值取平均值，作为 校准结果。 表2 R. 标称值、加工方法和取样长度的关系 R 。 标称值 / p m 取样长度/ m m 磨车 、幢铣插 、

12、刨 电火花抛光 0. 02 50. 2 5 0. 2 5 0. 0 5 0. 2 50. 2 5 0. 1 0. 2 50. 8 0. 20. 2 5 0. 8 0. 40. 8 0. 80. 80. 80. 8 0. 80. 8 0. 80. 80. 80. 8 1. 60. 80. 82. 5 0. 80. 8 3. 22. 5 2. 5 2. 5 2. 52. 5 6. 32. 58. 0 2. 52. 5 1 2. 52. 58. 0 8. 02. 5 25 8. 0 注:测量方向应与加工纹理总方向垂直，对于无方向纹理特性的样块 ( 如电火花加工) ，可以在 两个或多个方向上测量。 6

13、 . 3 R 。 值的标准偏差 6 . 3 . 1 标准偏差的计算公式如下 : 3 J J F 1 0 9 9- 2 0 0 3 或 “=贵 (R, X )2, x 100%ga n-1 二 1 R,z一 nRazn-1 x100%R ( 1 ) ( 2 ) 式中:R 样块表面 R 。 值的平均值; R , 第 i 个测量位置的R 。 值; n 实测位置的个数。 6 . 3 . 2 按公式 ( 1 )或 ( 2 )计算得到的 、 值，不应超过表 1 中的规定。如果略有超差， 允许增加 1 0 至 1 5 个测量位置，全部测量的测量数据一并进行计算。 7 校准结果表达 校准后的表面粗糙度比较样块

14、，填发校准证书。校准证书的内容见附录 E 。 8复校时间 间隔 样块的校准间隔，根据使用情况由送校用户 自行确定，建议一般不超过 1 年。 7 7F 1 0 9 9 - 20 0 3 附录 A R 。标 称值 表 表 A . 1 R . 标称值 产 m 加 工 方 法 磨车憧铣插刨电火花抛光 0. 0 2 50. 0 25 0. 050. 05 0. 10. 1 0. 20. 2 0. 40. 40. 40. 40. 4 0. 80. 80. 80. 80. 80. 8 1. 61 . 61. 61. 61. 6 3. 23. 23. 23. 23. 2 6. 36. 36. 36. 3 1

15、2. 51 2. 51 2. 51 2. 5 2 525 注:表中 粗糙度参数R 。 值较小的样块 ( 例如0 . 0 2 5 p m , 0 . 0 5 p m和0 . l p m )主要为设计人员 提供较小粗糙度差异的概念。 J J F 1 0 9 9 -2 0 0 3 附录 B R 二平均值 范 围 裹B . 1 R , 平均值范围 pm R . 标称值 R . 平均值范围 2 520. 82 8. 0 1 2. 51 0. 41 4. 0 6. 35. 2-7. 1 3. 22. 6 63. 58 1. 61. 3 3一1. 7 9 0. 80. 6 60. 9 0 0. 40. 3

16、30. 4 5 0. 20. 1 6 6 -0. 2 2 4 0. 10. 08 3 -0. 1 1 2 0. 0 50. 04 2一0. 0 56 0. 0 250. 021 -0. 0 28 J J F 1 0 9 9 -2 0 0 3 附 录 C 表面粗糙度比较样块 R 。 值测量不确定度评定 C . 1 测量方法 ( 依据J J G 2 0 1 8 -1 9 8 9表面粗糙度计量检定系统)表面粗糙度样板的 R 值是用触钊 式表面粗糙度测量仪测量的。 C . 2 数学模型 由 于表面粗糙度样块的R 。 值可以 在测量仪上直接读得，故有: Y=d 式中:Y 样板的测量结果 ，表面粗糙度样板

17、的 R a 值; d 测量时在仪器上读取的R 。 值。 C . 3 方差和传播系数 依 2 i、 二 万 1 2“ “k r ) = 乙J! _i “、z; L口万J 有 其中 得 C . 4 标准不确定度见表 C . I o u ? = c ( d ) = 2 2 ( Y ) = c 2 ( d ) u 2 ( d ) 1 ( d ) 表 C. 1 序号 来源 仪器重复性 示 值误差 样块的不均匀性 符号 标准不确定度一览表 1 相 对 标 准 不 确 定 度自山度 2 5 %5 0 1. 2 7 C . 5 标准不确定度的评定 C . 5 . 1 测量读数重复性带来的不确定度分量 “ ，

18、用触针式表面粗糙测量仪重复测量 1 0次，由1 0 次测量平均结果，得到其标准差为 u , =1 % 其 自由度为v , =1 0 - 1 =9 C . 5 . 2 仪器示值误差引入标准不确定度分量 u 2 依据 J J G 2 0 1 8 -1 9 8 9 表面粗糙计量器具计量检定系统和 J J G 3 0 1 -1 9 8 2 触针式 电动轮廓仪计量检定规程 ，触针式表面粗糙测量仪的最大允许误差 士 5 %。按 k= 2 估 计 ，故 : 5 %、 _ u， 二石二 乙 j % t Z J J F 1 0 9 9 -2 0 0 3 校准触针式表面粗糙测量仪时，其示值误差的相对不确定度以 1

19、 0 %估计，此时自由度 ， 2 为 v 2 = 乏 又 而一 1 ) C . 5 . 3 表面粗糙样块不均匀引人的不确定度分量 u , 在表面粗糙样块的 1 0个不同的位置进行测量，取其平均值作为测量结果。规范表 中实验标准偏差不得超过4 %。因此其 1 0 次测量平均值的标准差为 u 3 = 瓷= .27 % 其 自由度 为 v , =1 0一1=9 C . 6 合成不确定度 由各分量的标准不确定度，可以计算得合成不确定度为 u 二 。 ( d ) = 丫。 予 +u 呈 + u 2u , = 丫 ( 1 %) Z + ( 2 . 5 %) + ( 1 . 2 7 % ) 二 2. 97%

20、 C . 7 有效自由度 u “ 2 . 9 7 “_ L。=而- - 二 - 二犷二二 万 -=0勺 。 u, 1 Z. S 1. Z “/ )二 十 二 二-十-二二 一v ,，D U， C . 8 扩展不确定度 U 9 5 二t 0 9 5 ( 6 6 ) x u , = 2 . 0 0 x 2 . 9 7 %= 6 . 0 % C . 9 测量不确定度报告 表面粗糙度样板的R 。 值测量的 相对扩展不确定度为 U , , - 6 . 0 %， 它是由 相对标准 不确定度2 . 9 7 % 和包含因子k = 2 . 0 0 之乘积得到的。置信概率p = 0 . 9 5 ， 有效自由 度

21、， Jr 二66 J J F 1 0 99 - 2 00 3 附录 D 几 点 说 明 D . 1 对于具有 “ 大粗距”特点的样块 ( 如:平铣、粗刨、粗车等) ，在校时必须配用 平导头或直线参考基准进行校准，同时要选用不小于5 倍粗距的取样长度 ( 参见本规范 表 1 ) 。 D . 2 对于 R a - 0 . 1 K m的样块，在G B / T 6 0 6 0 . 2 -1 9 8 5 中规定， 它主要用设计人员提供 较小粗糙度差异的概念，本规范适用范围内未包含研磨样块。由于用触针式表面粗糙度 测量仪在校准 R , - 0 . 1 ti m研磨样块时， 受仪器触针半径、 频率特性、虚假

22、信号、 灵敏 度、 外界干扰等因素的影响， 校准时误差较大。考虑到R e - 0 . 1 ti m研磨样块的使用特 点和校准仪器条件的限制， 在校准R a 0 . l l r m研磨样块时， 对本规范中规定的平均值 偏离标称值的偏差可按 十2 0 % - - 2 5 %控制 ;标准偏差不超过 1 2 %o J JF 1 09 9 - 20 0 3 附录 E 校 准 证 书 内 容 校准证书的内容应排列有序、清晰，至少应包括下列内容: 1 )标题 :校准证书; 2 )校准实验室名称及地址 ; 3 )证书编号、页码及总页数 ; 4 )委托方的名称及地址 ; 5 )被校准样块:表面粗糙度 比较样块; 6 )被校准样块的生产厂、型号规格及编号 ; 7 )校准地点及日期; 8 )校准人员姓名、签名，主管人员职务、姓名及签名; 9 )环境温度、湿度情况 ; 1 0 )校准结果 :校准后的表面粗糙度比较样块，填发校准证书; 1 1 )测量结果的不确定度; 1 2 )复校时间间隔的建议。