梯形卡規(guī)

劉興富 劉瑞玲/.廣州威而信精密儀器有限公司；

2.陜西五環(huán)（集團）實業(yè)有限責(zé)任公司

0 引言

在大批量生產(chǎn)中，隨著對軸徑的準確度要求越來越高，用一般卡規(guī)檢測，只能檢出被測軸徑是否合格，但不能獲得軸徑的實際偏差值，故已不適應(yīng)對軸徑加工精度越來越高的要求。在加工中如何快速、準確地獲得軸徑的實際尺寸，是精密機械加工中需要探討和解決的一個實際問題。

1 測量原理

為快速準確地測量出軸徑尺寸，用梯形作為定位基準，被測軸徑與標準軸徑進行比較測量，由指示表指示出被測軸徑偏差的當(dāng)量值。如圖1所示，設(shè)標準軸徑為 D0，被測軸徑為D，梯形角為α?xí)r，則軸徑偏差的當(dāng)量值a，可由圖1 幾何關(guān)系求出：

由直角△AOO0可求出

將以上各參數(shù)代入式（1）并化簡，可得：

圖1 測量原理簡圖

當(dāng)k 取不同的值時，將ΔD、α/2、a 各參數(shù)列入表1。

2 測量方法的構(gòu)思

測量方法設(shè)計的指導(dǎo)思想是，自制梯形卡規(guī)[1]。理想方法是，既要取得被測軸徑的最大測量范圍，又要能直接獲得被測軸徑的實際偏差值。由上節(jié)和圖2可知，當(dāng)k=1時，可直接獲得被測軸徑的實際偏差值，梯形角小，被測軸徑的測量范圍小；當(dāng)k≥2時，不能直接獲得被測軸徑的實際偏差值，梯形角較大，被測軸徑的測量范圍比較大。這里應(yīng)指出的是：梯形角小，軸徑與梯形接觸點間的包角大，接觸點靠近軸徑直線；梯形角大，軸徑與梯形接觸點間的包角小，接觸點遠離軸徑直線。

表1 ΔD、α/ 2、a 各參數(shù)

圖2 被測軸徑的測量范圍

如果通過梯形其他參數(shù)的合理設(shè)計，亦可直接獲得被測軸徑的實際偏差值。

當(dāng)梯形角確定之后，已知被測軸徑D時，可以根據(jù)最大軸徑Dmax和最小軸徑Dmin，由圖2 幾何關(guān)系確定梯形的其他參數(shù)：

梯形頂寬E

梯形槽深 H

3 計算實例

舉一實例：測量D=80 mm的軸徑，設(shè) Dmin=78 mm，Dmax=82 mm，并要求由指示表直接讀出被測軸徑的實際偏差，請給出梯形卡規(guī)的設(shè)計參數(shù)。

按要求應(yīng)選 k=1，由表1 查得梯形半角α/2=19°28′16″。

由式（4）得梯形頂寬E

由式（5）計算梯形槽深 H

最后指出：應(yīng)選用百分表和80 mm的標準軸徑。用標準軸徑校準指示表（百分表）的“零位”。

4 梯形卡規(guī)的結(jié)構(gòu)

梯形卡規(guī)的結(jié)構(gòu)如圖3所示，主要由梯形座、指示表等組成。

圖3 梯形卡規(guī)的結(jié)構(gòu)

5 梯形卡規(guī)的使用

測量前，如圖4所示，先按標準軸徑校對指示表“零位”（圖4a），然后對被測軸徑進行測量（圖4b），指示表讀數(shù)a的k 倍，便是被測軸徑的實際偏差值 ΔD。

圖4 測量方法

6 結(jié)語

1）同樣是用于大批量的檢測，用普通卡規(guī)檢測軸徑，只是判斷被測軸徑是否合格的“定性”方法；而用梯形卡規(guī)檢測軸徑，則是能獲得被測軸徑實際偏差值的“定量”方法。

2）經(jīng)實際使用梯形卡規(guī)法，效果良好，操作方便、準確可靠。很好地解決了加工中軸徑的測量問題。梯形卡規(guī)結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，制造成本低，適用于批量生產(chǎn)中的軸徑測量。

[1]劉興富.球形內(nèi)環(huán)槽底徑檢具的設(shè)計[J].計量技術(shù),1994（09）：5-7.

[2]劉興富.簡易卡規(guī)比較測量儀[J].計量技術(shù),2009（09）：59-60.