게이지 블록

게이지 블록(게이지 블록, Johanson 게이지, 슬립 게이지 또는 Jo 블록이라고도 함)은 정밀 길이를 생성하는 시스템입니다.개별 게이지 블록은 금속 또는 세라믹 블록으로, 정밀 연마되고 특정 두께로 래핑됩니다.게이지 블록은 표준 길이의 범위를 가진 블록 세트로 제공됩니다.사용 중 원하는 길이(또는 높이)를 구성하기 위해 블록이 쌓입니다.

게이지 블록의 중요한 특징은 매우 작은 치수 불확실성으로 결합할 수 있다는 것입니다.그 블록들은 비틀기라고 불리는 미끄럼틀에 의해 결합되는데, 이것은 그들의 초평한 표면이 서로 달라붙게 만든다.소수의 게이지 블록을 사용하여 광범위한 범위의 정확한 길이를 만들 수 있습니다.30개의 블록 세트에서 한 번에 3개의 블록을 사용함으로써 3.000~3.999mm의 1000길이를 0.001mm 스텝(또는 0.0001인치 스텝으로 .3000~3999인치)으로 만들 수 있습니다.게이지 블록은 1896년 스웨덴의 기계공 칼 에드바르 요한손에 ^[1]의해 발명되었다.마이크로미터, 사인바, 캘리퍼 및 다이얼 표시기(검사 역할에 사용되는 경우)와 같이 기계 공장에서 사용되는 측정 장비의 교정에 참조로 사용됩니다.게이지 블록은 ^[1]업계에서 사용되는 주요 길이 표준화 수단입니다.

묘사

게이지 블록은 금속 또는 세라믹으로 이루어진 블록으로, 두 개의 마주보는 면이 정확하게 평평하고 평행하게 접지되어 있으며, 정확한 거리를 두고 있습니다.표준 등급 블록은 경화강 합금으로 제작되며, 보정 등급 블록은 종종 텅스텐 탄화물, 크롬 탄화물 또는 세라믹으로 제작됩니다. 이는 더 단단하고 마모도가 ^[2]낮기 때문입니다.게이지 블록은 추가 마모 블록과 함께 다양한 길이의 블록 세트로 제공되며, 이를 적층하여 다양한 표준 길이를 구성할 수 있습니다.각 블록의 길이는 실제로 스탬프된 공칭 길이보다 약간 짧습니다. 스탬프된 길이에는 인접한 블록 표면을 분리하는 윤활제 필름 한 장의 길이가 포함되기 때문입니다.와이어 필름의 두께는 약 25나노미터(0.98μin)^[3]입니다.게이지의 공칭 길이는 간섭 ^[4]길이라고도 합니다.

사용 시 블록은 세트에서 제거되고 보호 코팅(석유 젤리 또는 오일)을 청소한 후 함께 짜서 필요한 치수의 스택을 형성합니다.게이지 블록은 20°C(68°F)에서 정확하도록 보정되며 측정 시 이 온도를 유지해야 합니다.이를 통해 열팽창 효과가 완화됩니다.텅스텐 카바이드와 같은 단단한 물질로 만들어진 마모 블록은 사용 중인 게이지 블록이 손상되지 않도록 가능한 한 스택의 양 끝에 포함되어 있습니다.

기계공과 도구 제작자는 크기 오류가 누적되지 않도록 블럭 수가 가장 적은 스택을 사용하려고 합니다.예를 들어, 2개의 블록(.138 블록에 기입된 .500 블록)으로 구성된 스택은 4개의 블록(예를 들어 모두 기입된 .200, .149, .151 및 .138)으로 구성된 스택보다 더 바람직합니다.Grades 섹션에서 자세히 설명한 바와 같이 각 블록의 크기 허용 오차는 몇 백만분의 1인치이므로 이들을 함께 쌓으면 누적 불확도가 발생합니다.그러나 여러 블록에서 누적된 오류는 가장 까다로운 용도 외에는 일반적으로 무시할 수 있습니다.사용량이 많은 상점에서는 일부 블록이 다른 곳에서 사용되기 때문에 해당 시점에서 사용 가능한 블록에서 스택을 생성합니다.통상, 콘텍스트에서는, 몇백만 분의 1 인치 차이는 검출할 수 없습니다.궁극의 정밀도를 요구하는 컨텍스트는 드물며 추가 비용이 필요합니다(예: 더 많은 블록 세트 및 더 높은 등급의 블록).

짜다

비틀기는 두 블록이 서로 밀착되도록 하는 과정이다.초평한 표면 때문에 틀면 게이지 블록끼리 단단히 밀착됩니다.적절히 블록을 짜면 300N(67lbf)의 ^[5]당김에도 견딜 수 있습니다.비틀림을 일으키는 정확한 메커니즘은 알려져 ^[5][6]있지 않지만 다음 ^{[4][5][needs update]}조합이 원인이라고 생각됩니다.

• 공기가 조인트에서^{[note 1]} 압출되기 때문에 진공이 블록 사이에 압력을 가합니다.
• 블록 사이에 존재하는 오일과 수증기로 인한 표면장력
• 두 개의 매우 평평한 표면이 접촉할 때 발생하는 분자 흡인력. 이 힘에 의해 표면 윤활제가 없어도 진공 상태에서도 게이지 블록이 접착됩니다.

마지막 두 가지 출처가 가장 ^[4]중요한 것으로 여겨진다.

사용자는 블록을 붙이는 것이 약한 냉장고 자석이 붙는 것처럼 느껴지지만 자력은 없습니다.그러나 자석과 달리, 접착제는 블록이 완전히 결합되어 있을 때만 지속됩니다. 즉, 자석처럼 블록이 눈에 보이는 틈새에서 서로를 끌어당기지 않습니다.

쓰기 프로세스는 다음 ^[4]4단계로 구성됩니다.

1. 오일을 바른 패드에 깨끗한 게이지 블록을 닦는다(부속품 섹션 참조).
2. 마른 패드를 사용하여 게이지 블록에서 여분의 오일을 닦는다(부속품 섹션 참조).
3. 그런 다음 블록은 십자형을 형성할 때까지 적당한 압력을 가하면서 다른 블록에 걸쳐 수직으로 슬라이딩됩니다.
4. 마지막으로 블록은 다른 블록과 인라인 상태가 될 때까지 회전합니다.

사용 후에는 부식을 방지하기 위해 블록에 오일을 다시 바르거나 그리스를 바릅니다.주어진 게이지 블록의 비틀림 기능은 "외부 수단이 없을 때 두 표면이 서로 단단히 밀착되는 능력"으로 공식 정의됩니다.쓰기 가능성의 최소 조건은 1마이크로인치(0.025μm) AA 이상의 표면 마감과 최소 5μin(0.13μm)^[4]의 평탄도입니다.

쓰기 가능성을 측정하기 위한 정식 테스트가 있습니다.우선, 표준 공정을 이용해 짜기 위한 블록을 준비한다.그런 다음 블록을 적당한 압력을 가하면서 2인치(51mm) 기준 등급(1μin(0.025μm) 평탄도) 석영 광학 평탄도에 걸쳐 슬라이딩합니다.그런 다음 (광학 평면을 통해) 게이지 블록의 바닥에서 오일 또는 색상이 관찰됩니다.연방 등급 0.5, 1, 2 및 ISO 등급 K, 00 및 0의 경우 게이지 블록 아래에 오일이나 색상이 보이지 않아야 합니다.연방 등급 3 및 ISO 등급 1 및 2의 경우, 표면적의 20% 이상이 오일 또는 색상을 나타내지 않아야 합니다.이 시험은 완화된 ^[4]상태에서 평평하지 않은 경향이 있기 때문에 0.1인치(2.5mm)보다 얇은 게이지 블록에서는 수행하기가 어렵다.

악세사리

그림 부속품에는 게이지 블록 세트의 유용성을 확장하기 위한 홀더와 공구 세트가 포함되어 있습니다.참조점, 스크라이버 및 캘리퍼 죠와 같은 다양한 형태의 블록(외부 또는 내부)과 함께 큰 스택을 안전하게 체결할 수 있는 수단을 제공합니다.원추형 팁은 구멍 중심 사이의 중심에서 중심까지의 거리를 쉽게 측정할 수 있습니다.외부 캘리퍼 조 액세서리가 있는 게이지 블록의 스택은 모두 클램프되어 있어 빠르게 조립할 수 있는 커스텀 사이즈의 Go 또는 No-Go 게이지 역할을 합니다.

표면을 손상시키지 않는 특수 게이지 블록 스톤을 사용하여 흠집과 버를 제거하여 마찰성을 ^[4]유지합니다.

비틀기 위한 게이지 블록을 준비하는 데 사용되는 두 개의 비틀기 패드가 있습니다.첫 번째는 오일 패드로, 블록에 가벼운 오일 층을 도포합니다.두 번째는 오일 패드를 ^[4]사용한 후 블록에서 여분의 오일을 제거하는 드라이 패드입니다.

등급들

게이지 블록은 용도에 ^[8]따라 다양한 등급으로 사용할 수 있습니다.등급 기준은 크기에 대한 공차 엄격성입니다. 따라서 높은 등급은 엄격한 공차로 만들어지며 정확도와 정밀도가 높아집니다.다양한 등급 기준은 JIS B 7506-1997(일본)/DIN 861-1980(독일), ASME(미국), BS 4311: Part 1: 1993(영국)입니다.공차는 재료의 두께가 증가함에 따라 동일한 등급 내에서 달라집니다.

• 기준(AAA): 표준 제정에 사용되는 소공차(±0.05μm)
• 교정(AA): (공차 +0.10μm ~ -0.05μm) 검사 블록 및 매우 정밀도 측정 교정에 사용
• 검사(A): (공차 +0.15 μm ~ -0.05 μm) 다른 측정 공구 설정을 위한 공구실 표준으로 사용
• 작업장(B): 정밀 측정을 위한 작업장 표준으로 사용되는 큰 공차(공차 +0.25μm~-0.15μm)

보다 최근의 등급 명칭에는 (미국 연방 규격 GGG-G-15C)가 포함된다.

• 0.5 – 일반적으로 등급 AAA와 동등
• 1 – 일반적으로 등급 AA와 동등
• 2 – 일반적으로 등급 A+와 동등
• 3 – A와 B의 타협점

및 ANSI/ASME B89.1.9M은 공칭 치수 및 평행 한계로부터의 절대 편차를 등급 결정 기준으로 정의한다.일반적으로 등급은 다음과 같이 이전 미국 연방 등급과 동등하다.

• 00 – 일반적으로 등급 1과 동일 (가장 엄격한 평탄도 및 정확도 요건)
• 0 – 일반적으로 등급 2와 동등
• AS-1 – 일반적으로 등급 3과 동등 (보고에 따르면 미국 표준 - 1)
• AS-2 – 일반적으로 등급 3보다 정확도가 낮음
• K – 일반적으로 등급 AS-1의 정확도로 등급 00의 평탄도(병렬도)와 동등합니다.

ANSI/ASME 규격은 ISO 3650에 규정된 것과 유사한 철학을 따릅니다.각 등급 및 블록 크기에 대한 공차에 대한 자세한 내용은 아래 NIST 참조를 참조하십시오.또한 상용 게이지 블록 공차(길이는 보정된 두께를 나타냄)의 3페이지를 참조하십시오.

제조하다

게이지 블록은 보통 경화 합금 공구강, 세라믹 또는 시멘트의 탄화물(텅스텐 탄화물 또는 탄탈 탄화물)로 제작됩니다.종종 탄화물은 1500 비커스 경도의 경도를 가집니다.긴 직렬 블록은 단면(35 × 9 mm)의 고품질 강철로 제작되며, 2개의 슬립을 함께 체결할 수 있는 구멍이 있습니다.탄소강 재료로도 사용할 수 있습니다.강철 블록은 경화 및 담금질됩니다.이 경도는 게이지의 사용 중 마모 속도를 늦추기 때문에 중요합니다(이 때문에 핀, 나사산 플러그, 링 등 다른 종류의 게이지도 경화됩니다).블록의 크기에 맞게 절단하는 작업은 연삭 후 래핑을 통해 수행됩니다.일반적으로 도금이나 기타 코팅은 포함되지 않습니다.블록은 매우 가볍게 오일을 바른 상태로 유지되며 건조한 기후 제어 환경에서 보관 및 사용됩니다. 도금되지 않은 강철 게이지 블록은 녹슬지 않고 수십 년 동안 지속될 수 있습니다.

역사

"Jo Blocks"로도 알려진 게이지 블록 세트는 스웨덴의 발명가 Carl Edvard Johanson에 ^[9]의해 개발되었습니다.요한슨은 1888년 스웨덴 에스킬스투나 마을에 있는 칼 구스타프스 스타드 게베르스팍토리(칼 구스타프 마을의 리플 공장)에 무장 검사관으로 고용되었다.그는 당시 칼 구스타프에서 면허를 받고 생산되던 레밍턴 소총의 부품을 측정하기 위한 값비싼 도구에 대해 걱정했다.1894년 스웨덴이 마우저 카빈의 맞춤형 변종을 채택했을 때 요한슨은 칼 구스타프(몇 년 후 시작된)의 허가 하에 생산을 준비하기 위해 마우저의 측정 방법을 연구할 수 있는 기회에 매우 흥분했습니다.그러나 독일 오베르도르프 암 네카르의 마우저 공장을 방문한 것은 실망스러운 일이었다.집으로 가는 기차에서 그는 그 문제에 대해 생각했고, 그는 어떤 조치든 만들기 위해 조합할 수 있는 블록 세트를 생각해냈다.

작업장에서 사용하기 위해 공구실에서 개별적으로 제작하는 파일링용 게이지 및 GO/NO 게이지와 같이 게이지 사용이 증가해 온 오랜 역사가 있지만, Johanson이 현재 구상하고 있는 것처럼 서로 다른 길이를 구성하기 위해 조립할 수 있는 초정밀 게이지 블록은 없었습니다.

집으로 돌아온 요한슨은 아내의 싱어 재봉틀을 분쇄기와 랩 기계로 바꿨다.그는 소총 공장의 연삭기가 충분하지 않았기 때문에 집에서 이 정밀 작업을 수행하는 것을 선호했다.그의 아내 마가레타가 초기 시제품 제작을 도왔습니다.일단 요한슨이 칼 구스타프에서 그의 세트를 시연하자, 그의 고용주는 그가 아이디어를 개발할 수 있는 시간과 자원을 제공했다.요한슨은 1901년 5월 2일 "정밀 측정을 위한 게이지 블록 세트"라고 불리는 SE 특허 No. 17017의 첫 스웨덴 특허를 받았다.요한슨은 1917년 3월 16일 스웨덴 회사 CE 요한슨 AB('CEJ'라고도 함)를 설립했다.

요한슨은 미국에서 많은 세월을 보냈다; 그는 일생 동안 대서양을 22번 ^{[citation needed]}횡단했다.미국 최초의 CEJ 게이지 블록은 1908년경 캐딜락 자동차 회사의 헨리 M. 릴랜드에게 팔렸다.그의 게이지 블록 세트를 위한 미국 최초의 제조 공장은 1919년 뉴욕 Dutches County의 Poughkeepsie에 설립되었습니다.제1차 세계 대전 후 불황과 1920-21년의 불황의 경제 환경은 회사에 그다지 좋지 않았다.그래서 1923년에 그는 포드 자동차의 헨리 포드에게 편지를 썼고, 그곳에서 그는 회사를 구하기 위해 협력을 제안했다.헨리 포드는 관심을 갖게 되었고 1923년 11월 18일 미시간 디어본에 있는 헨리 포드에서 일하기 시작했다.Hounshell(1984)은 Althin(1948)과 다양한 아카이브 1차 자료를 인용, "Henry Ford는 1923년에 유명한 스웨덴 C. E. Johanson의 가우제크 사업을 구입했고 곧 디어본의 실험실 시설로 옮겼다.1923년과 1927년 사이에 요한슨 사업부는 포드 공구실 및 이를 구입할 수 있는 모든 제조사에 '조 블록'을 공급했다.또한 생산에 사용되는 포드 게이지 중 일부와 다른 정밀 생산 ^[10]장치도 만들었습니다."

20세기 초 미국 인치는 25.4000508mm(기준 온도 68°F(20°C)), 영국 인치는 25.39977mm(기준 온도 62°F(17°C))^[11]로 효과적으로 정의되었습니다.1912년 요한슨이 인치 크기의 게이지 블록을 제조하기 시작했을 때 요한슨의 타협안은 공칭 크기 25.4mm, 기준 온도 20°C(68°F)로 두 공식 정의의 몇ppm 이내까지 정확한 게이지 블록을 제조하는 것이었습니다.요한슨의 블록이 매우 인기가 있었기 때문에,^[11][12] 그의 블록은 국제적으로 제조사들의 사실상의 표준이 되었고, 다른 게이지 블록 제조사들은 그와 ^[13]동등한 블록을 제작함으로써 요한슨의 정의를 따랐다.

1930년에 영국표준협회는 정확히 25.4mm의 인치를 채택했다.미국표준협회는 1933년에 선례를 따랐다.1935년까지 16개국의 산업은 알려진 ^[14][15]대로 "산업 인치"를 채택하여 요한슨의 실용적 전환 ^[11]비율 선택을 효과적으로 지지했다.

1936년 72세의 나이로 요한슨은 은퇴하고 스웨덴으로 돌아갈 때가 되었다고 느꼈다.그는 사망 직후인 1943년 스웨덴 왕립공학아카데미에서 큰 금메달을 받았다.

1948년 브라운 & 샤프는 C.E.에 대한 권리를 샀다.Ford Motor Co.^[16]의 Johanson 브랜드는 C.E.와 공동 브랜드로 블록하고 있습니다.요한슨, 브라운&샤프 로고가 만들어졌다.C.E.와 공동 브랜드 블록.요한슨과 포드 로고도 오늘날에도 여전히 사용되고 있다.

게이지 핀

게이지 블록과 마찬가지로 홀 직경을 측정하기 위한 플러그 게이지 또는 합격/불합격 게이지의 일부로 사용되는 정밀 접지 원통형 막대입니다.

게이지 롤러 및 볼

롤러 또는 볼 베어링 또는 공구와 다이 제조 애플리케이션에 사용되는 개별 롤러 또는 볼 세트로 제공됩니다.교정 볼은 접촉 각도계, CNC 기계 및 유사한 장비를 교정하는 데 사용할 수 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

• 옵티컬 플랫– 옵티컬 그레이드 글라스 초평판
• 냉간 용접 – 인터페이스를 녹이거나 가열하지 않고 접합이 이루어지는 용접 프로세스
• 광학 접점 접합 – 분자간 힘에 의해 서로 밀접하게 일치하는 두 표면이 서로 고정되는 과정입니다.

메모들

레퍼런스

• 를 클릭합니다Althin, Torsten K.W. (1948), C.E. Johansson, 1864–1943: The Master of Measurement, Stockholm: Ab. C.E. Johansson [C.E. Johansson corporation], LCCN 74219452.
• Doiron, Ted; Beers, John (2009), "The Gauge Block Handbook" (PDF), National Institute of Standards and Technology
• Hounshell, David A. (1984), From the American System to Mass Production, 1800–1932: The Development of Manufacturing Technology in the United States, Baltimore, Maryland: Johns Hopkins University Press, ISBN 978-0-8018-2975-8, LCCN 83016269, OCLC 1104810110
• 를 클릭합니다Krar, Steve F.; Gill, Arthur R.; Smid, Peter (2005), Technology of Machine Tools (6th ed.), McGraw-Hill Career Education, ISBN 978-0-07-723225-2.

추가 정보

• Doiron, T. (2007). "20°C—A Short History of the Standard Reference Temperature for Industrial Dimensional Measurements" (PDF). Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology. National Institute of Science and Technology. 112 (1): 1–23. doi:10.6028/jres.112.001. PMC 4654601. PMID 27110451. Archived from the original (PDF) on 2013-02-17. Retrieved 2012-06-30.
• David Hounshell (1 September 1985). From the American System to Mass Production, 1800-1932: The Development of Manufacturing Technology in the United States. JHU Press. ISBN 978-0-8018-3158-4.
• Simon Winchester (2018). The Perfectionists: How Precision Engineers Created the Modern World. Harper Collins. ISBN 978-1-63546-320-0.

외부 링크

• 하이테크의 즐거움
• 게이지 블록 핸드북, 미국 국립표준기술연구소(NIST)의 수정본 포함 모노그래프 180; 2004