需要奈米級精度?為什麼量塊是計量學之王

在長度以百萬分之一英吋為單位測量、精度是唯一標準的領域——這正是ZHHIMG®製造所面臨的嚴苛環境——有一種工具堪稱至高無上:量塊。量塊,又稱喬氏量塊(以其發明者命名)、滑塊量規或霍克量塊,這些經過精細研磨和拋光的金屬或陶瓷部件是所有尺寸計量學的基石。它們不僅僅是工具;它們是特定長度的物理體現,是校準從千分尺、卡尺到正弦桿、千分錶等各種測量工具的終極參考點,適用於所有主要行業。

計量革命:喬氏塊的歷史

1896年以前,機械車間依賴定制的、車間專用的測量工具——定制銼削的量規和專門的「通止規」。雖然這套系統功能齊全,但卻缺乏通用標準化的關鍵要素。

這項顛覆性的概念是由傑出的瑞典機械師卡爾愛德華約翰遜於1896年提出的。約翰遜的革命性想法是製造可以無縫堆疊的、極其精確的獨立長度標準塊。這項創新意味著,只需一小套精心製作的量塊,就能組合出數千種不同的、高精度的長度——這種靈活性在以前是聞所未聞的。約翰遜的量塊有效地規範了工業界的長度參考標準。

黏合的魔力:了解“擰緊”

量塊最顯著的特徵是它能夠與其他量塊緊密貼合,並將尺寸誤差降至最低。這種現象稱為「擠壓」。它是透過將兩個量塊滑動到一起來實現的,使它們微觀層面的平面牢固地粘合在一起,從而基本消除了任何空氣間隙,並將連接處對整體誤差的影響降至最低。

量塊的這一獨特屬性賦予了它們極高的實用性。例如,僅使用一組標準量塊中的三個,就能獲得一千種不同的長度——例如,從 3.000 毫米到 3.999 毫米,以 0.001 毫米為增量。這是一種精妙的工程技巧,使量塊成為不可或缺的工具。

完美擰乾的四個步驟

要實現這種精準的黏合,需要一絲不苟的四步驟技巧:

  1. 初步清潔:先用塗油的保養墊輕輕擦拭量規塊。
  2. 除油:接下來,用乾墊擦拭積木塊,去除多餘的油,只留下一層極薄的油膜。
  3. 十字形擺放:將一塊積木垂直放置在另一塊積木上,施加適度的壓力,同時滑動兩塊積木,直到它們形成十字形。
  4. 對齊:最後,旋轉積木,直到它們完全對齊,將它們鎖定成一個堅固、高精度的堆疊。

這種精細的操作技術強調了清潔度、可控壓力和精確對準對於實現計量工作所需的牢固、精確連接的重要性。這種黏合的成功與否,官方定義為“可扭曲”,其要求表面光潔度達到 1 微英吋(0.025 μm)AA 級或更高,且平面度至少為 5 μin(0.13 μm)。

最佳實務:保護您的長度標準

由於量塊精度極高,因此在搬運和存放時需要格外小心。專業人士深知,一套量塊的使用壽命和精準度完全取決於是否遵循最佳實務:

  • 防腐蝕:使用後必須立即對滑塊進行重新上油或塗抹潤滑脂。腐蝕是尺寸穩定性的主要敵人,忽視這一步驟會迅速破壞表面精度。
  • 搬運:搬運測塊時務必握住測塊側面,切勿觸碰關鍵測量面。體溫和皮膚油脂會傳遞到測塊上,導致測塊暫時膨脹,長期下來則會造成永久性腐蝕。
  • 溫度控制:量塊在國際公認的參考溫度 20℃ (68°F) 測量時精度最高。任何在此受控環境之外進行的測量都需要進行熱補償。

精密陶瓷方尺

結論:ZHHIMG® 精密技術的基礎

量塊是精密製造領域默默奉獻的無名英雄。它們是不可動搖的基準,ZHHIMG® 以此校準其先進的測量工具,確保我們的花崗岩、陶瓷和金屬零件達到世界最先進設備所需的微米級和奈米級公差。我們尊重這些不可或缺的工具的歷史,並遵循其最佳實踐,共同維護推動技術進步的精密標準。


發佈時間:2025年11月5日