一種特殊測量方法的探討與應用

陜西柴油機重工有限公司 (興平 713105) 贠虎臣 趙亞君

1.問題的提出

在機械零部件加工時，我們經常會碰到軸承座、箱體類等零部件，其端面存在必須使用的短止口凸臺，其形式如圖1所示。該止口有定位、配合作用(一般尺寸精度在6、7和8級)，加工中檢驗時，用現有的測量工具無法滿足檢驗要求，其原因分析如下。

圖1

(1)游標卡尺精度偏低，最小刻度為0.02 mm，不能準確讀出止口的實際檢測值，不能滿足加工檢測需要。

(2)外徑百分尺的測量精度比游標卡尺高，并且測量比較靈活，因此，當加工精度要求較高時多被應用，但是如圖2所示，固定測砧2及測微螺桿3使測量距離受限為距量具的使用軸套外表面最小為10 mm，對于需測量的止口高度只有5 mm左右來說，顯然是不能滿足檢測要求的，無法進行測量。

(3)目前存在的問題是，由于在加工中采用常用的卡尺、外徑千分尺等外圓測量工具無法滿足零部件具有較高精度的短止口的測量，使得零件中間尺寸控制無法進行，只能借用塊規間接測量，操作繁瑣，同時對工人的技能也有一定的要求。這就加大了零件加工的控制成本，加工效率低，修磨系數高，風險大，止口精度不易控制。

圖2 0～25 mm外徑百分尺

2.問題的解決

為了解決該問題，我們采用的技術方案是:利用杠桿指示表高分度值 (由于止口太短，且止口所處的端面相對太大，無法安裝千分表，只能采用杠桿指示表。雖然杠桿指示表的測量桿軸線與被測工件表面的夾角對測量會產生誤差，但就本機構進行誤差分析在0.005 mm以內，故能采用)，結合游標卡尺的測量原理，將二者有機地結合，用于測量高精度短止口的尺寸。其特點是通過采用穩定性能好的量具材料制造測量尺桿，將杠桿千分表托架通過配打圓柱銷定位，同時鎖緊螺釘，確定測量尺桿相對零位;杠桿指示表托架與杠桿指示表通過燕尾槽連接，并能自由滑動，待位置確定后鎖緊錐度鎖緊螺釘。測量工具示意圖如圖3所示。

圖3 高精度短止口測量尺

3.零件止口的測量操作方法

使用時，首先準備一套與待測止口直徑相同的外徑百分尺 (例如待測止口直徑為 φ630－0.076－0.186mm，測量范圍在600～700 mm的外徑百分尺)，其次根據止口的大小將量尺游標放在需要的刻度即630刻度線上，鎖緊游標調節螺釘，再用標準的長度樣棒，配合外徑百分尺確定本量尺的相對零位，經過2～3次的校核，將杠桿指示表的指針調零，最后輕輕地拿起直接測量待測止口，直接讀數，其止口的大小的實際值即為標尺的整數值+杠桿指示表的讀數，一般情況下最少重復測量兩次，以確保讀數的準確性。

4.操作注意事項

(1)杠桿指示表應固定在可靠的調節托架上，測量前必須檢查千分表是否夾牢，并多次提拉千分表測量桿與工件接觸，觀察其重復指示值是否相同。

(2)測量時，不準用工件撞擊測頭，以免影響測量精度或撞壞杠桿指示表。為保持一定的起始測量力，杠桿千分表的測頭與工件 (或標準長度樣棒)接觸時，測量頭應有0.3～0.5 mm的壓縮量。

(3)測量桿上不要加油，以免油污進入表內，影響千分表的靈敏度。

(4)杠桿千分表的測量桿軸線與被測工件表面的夾角愈小，誤差就愈小。本量尺的實測數據如果需要誤差分析，可采用如下方法修正:α角為杠桿千分表中心線與待測工件表面的夾角 (即實用新型的夾角為38°)，由圖4可知，當平面上升距離為a時，杠桿千分表擺動的距離為b，也就是杠桿千分表的讀數為b，因為b＞a，所以指示讀數增大。具體修正計算式如下

若該表測量讀數為0.038 mm，求出正確測量值為

即讀數誤差為0.038－0.0299=0.008(mm)。

圖4

5.結語

該測量工具結構簡單，使用操作方便，省時省力，且只需單人就可以完成全部操作。它能夠實現高精度短止口的有效測量，解決了現有技術在加工中無法測量的問題，同時生產制作成本低，降低了零件的加工風險。其使用范圍廣，不僅能有效應用于各類軸承蓋及箱體類零件的短止口測量，也適用于回轉類零件的止口測量，同時生產制作成本低，易于制造。