王 浩
(西安應用光學研究所,西安 710065)
在機械制造中,為保證加工零件的精度,不僅取決于加工所采用的工藝方法,同時也取決于所采用的檢測技術。在一些產品不固定的車間,由于不能利用專用量具或量儀,對加工零件上孔的相互位置進行精確測量時,通常是比較困難的。本文介紹一種不用專用量具或其它儀器,而是利用圓柱和標準樣柱對孔位置進行精確測量,方法既簡單又實用。
如圖1所示:工件M上開有一孔ΦD1,孔ΦD1的中心線和工件M的外圓相交于一點Z,現在試求點Z的座標x和y。
圖1 孔位置“交點”
如圖2所示:按照工件上的孔ΦD1選擇一個適當直徑的標準樣柱ΦD,圓滑插入ΦD1中,注意:此時可認為ΦD=ΦD1,誤差可以忽略不計。然后再取一個半徑為r的圓柱N,把它緊靠在標準樣柱和工件外圓弧表面上,并且量出高度H。因為圓柱的一頭擔在工件外圓和標準樣柱之間,另一頭是傾斜不穩的,所以必須要墊平。測量時可以將高度h≈H-2r的一組塊規墊在圓柱下面,為了使圓柱的軸線與基準面A平行,可以用百分表打圓柱兩端的頂點,也可以用刀口尺打高度為H的一組塊規頂面,鑒別圓柱頂點處母線是否平行于基準面,然后便可進行計算。
圖2 標準樣柱插入后實例
如圖2作各個輔助線,則 在直角三角形EO2O1中,
cosa =EO1/O1O2=(H-r)/(R+r)
a =arccos(H-r)/(R+r)
式中,R為工件M的半徑(下同);r為圓柱N的半徑(下同);H為圓柱頂點到基準面A的垂直距離。
在直角三角形FO2O1中,
sinβ=FO2/O1O2= (r+D/2 ) /(R+r)
β= arcsin (r+D/2 ) /(R+r)
式中,D/2為標準樣柱ΦD的半徑。
在直角三角形O1GZ中,得到Z點座標為
GZ=Rsin (a +β)
GO1= Rcos(a +β)
因為GZ=x,GO1=y,則Z點座標為
x=Rsin (a +β)
y = Rcos(a +β)
借助圓柱進行測量是一種實用價值較高的檢測技術,特別在科研試制及小批量生產車間,如樣板車間,工具、夾具和模具制造車間,機械維修和非標準設備制造等車間,這些產品不固定的場所都可以利用圓柱配合常用的通用量具(外徑千分尺、刀口尺、百分表、塊規和平板等),完成相關通用量具所不能完成的工作,如對弧線交點尺寸、直線交點尺寸以及角度的精密測量等。
利用圓柱和標準樣柱對孔位置進行精確測量是一種間接測量,可解決一些通常情況下需用儀器才能解決的問題,而且測量精度比較高,也是在產品不固定的車間,幾乎唯一的測量方法。
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[2]魏東波. 互換性和測量技術基礎. 北京: 北京航空航天大學出版社, 1996
[3]勞動部培訓司.公差配合與技術測量. 北京:中國勞動出版社, 1998
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