錐形件內(nèi)深高度專用測(cè)量?jī)x研制

邱新偉 王俊發(fā)　李亞芹

佳木斯大學(xué)

錐形件內(nèi)深高度專用測(cè)量?jī)x研制

邱新偉 王俊發(fā)李亞芹

佳木斯大學(xué)

邱新偉（1988-）男，佳木斯大學(xué)，碩士研究生，研究方向：農(nóng)業(yè)機(jī)械與裝備。通訊作者：王俊發(fā)（1958-）男，佳木斯大學(xué)，教授，博導(dǎo)，研究方向：農(nóng)業(yè)機(jī)械與裝備。

針對(duì)錐形件內(nèi)深的測(cè)量設(shè)計(jì)了一種錐形件內(nèi)深高度專用測(cè)量?jī)x，該測(cè)量?jī)x主要針對(duì)內(nèi)錐錐頂帶圓弧半徑小于3mm的錐形產(chǎn)品，由于該測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì)了與產(chǎn)品相配套的定位體，實(shí)現(xiàn)浮動(dòng)軸上端的球頭球心與錐形件內(nèi)圓弧中心能夠同軸接觸，保證了錐形件測(cè)量的精度，提高了產(chǎn)品的合格率。

測(cè)量產(chǎn)品深度的量具有許多種，如深度游標(biāo)卡尺、三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x等。深度游標(biāo)卡尺主要用于測(cè)量凹槽或孔的深度、梯形工件的梯層高度、長度等，但由于卡尺端面是平面，不能夠測(cè)量帶圓弧的工件深度。而三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的測(cè)頭半徑為3mm，不能夠測(cè)量直徑小于3mm帶有圓弧的工件，另外由于錐形件在三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x平臺(tái)上不易放置，測(cè)量對(duì)中費(fèi)時(shí)費(fèi)力，對(duì)批量產(chǎn)品測(cè)量困難。

現(xiàn)在測(cè)量帶圓弧錐形件內(nèi)深的測(cè)量?jī)x，沒有專用的定位體，在測(cè)量時(shí)，被測(cè)錐形件與浮動(dòng)軸對(duì)中困難，操作不方便，且不準(zhǔn)確，導(dǎo)致測(cè)量誤差偏大，精度低，影響產(chǎn)品的裝配，產(chǎn)品廢品率高達(dá)65%以上，浪費(fèi)原材料，增加了生產(chǎn)成本。因而為了降低產(chǎn)品廢品率和提高產(chǎn)品精度開發(fā)設(shè)計(jì)一種使用方便、省力、精度高的錐形件內(nèi)深高度專用測(cè)量?jī)x，保證了錐形件產(chǎn)品的合格率及作業(yè)生產(chǎn)率。

1　錐形件內(nèi)深測(cè)量?jī)x工作原理

基于錐形件內(nèi)深測(cè)量的要求，結(jié)合內(nèi)錐頂圓弧直徑小于3mm的工件，并且被測(cè)工件測(cè)量時(shí)容易對(duì)中的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種錐形件內(nèi)深高度專用測(cè)量?jī)x，其原理如圖1所示。

零件結(jié)構(gòu)關(guān)系

內(nèi)襯7安裝在量具套筒6內(nèi)，浮動(dòng)軸5插在內(nèi)襯7里，浮動(dòng)軸5與內(nèi)襯7之間裝有下彈簧14，卡套8安裝在量具套筒6上，并通過沉頭螺釘13緊固在一起，開口套9裝在卡套8上，百分表11插在開口套9內(nèi)，并通過螺釘12緊固在一起，定位體4裝在量具套筒的上部，上彈簧15裝在定位體與浮動(dòng)軸之間，平板2與高度測(cè)量尺通過沉頭螺釘1緊固在一起，并放在標(biāo)準(zhǔn)錐形件上，量具套筒6裝在量具架上。

圖1　錐形件測(cè)量?jī)x結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

測(cè)量原理

工作時(shí)，將標(biāo)準(zhǔn)錐形件放到定位體上，使錐形件的內(nèi)錐面完全與定位體外錐面接觸，浮動(dòng)軸上端球頭與標(biāo)準(zhǔn)錐形件錐頂接觸，保證錐形件、定位體和浮動(dòng)軸對(duì)中。通過平板與高度測(cè)量尺壓緊標(biāo)準(zhǔn)錐形件，在壓的過程中，上彈簧帶動(dòng)浮動(dòng)軸向下移動(dòng)，浮動(dòng)軸推動(dòng)百分表，當(dāng)高度測(cè)量尺與量具套筒上端面相接時(shí)，對(duì)百分表進(jìn)行調(diào)零，確定錐形件的內(nèi)深尺寸。然后取出標(biāo)準(zhǔn)錐形件和深度測(cè)量尺，將待測(cè)錐形件放到定位體上，壓緊待測(cè)件，當(dāng)待測(cè)件的下表面與量具套筒接觸時(shí)，觀測(cè)百分表指針?biāo)鶎?duì)應(yīng)的刻度是否在允許的公差范圍內(nèi)，以判斷錐形件是否為合格品。

圖2　定位體

圖3　高度定位尺

圖4　平板

2　關(guān)鍵零件參數(shù)分析

定位體參數(shù)分析

針對(duì)目前測(cè)量錐形件內(nèi)深測(cè)量?jī)x對(duì)中困難、無法測(cè)量直徑小于3mm帶有圓弧的工件的不足，設(shè)計(jì)了圖2所示的定位體。該定位體的錐角與被測(cè)錐形件的錐角相同，可保證錐形件產(chǎn)品與游標(biāo)軸同軸，其表面可以和錐形件的內(nèi)表面緊密配合，從而實(shí)現(xiàn)錐形件產(chǎn)品準(zhǔn)確定位。

高度定位尺及平板參數(shù)分析

圖3所示的高度定位尺，其高度和內(nèi)錐面的錐角應(yīng)于被測(cè)錐形工件內(nèi)深高度相同， 高度定位尺與相同上端面的表面粗糙度Ra=0.4；圖4所示的平板的下端面表面粗糙度Ra=0.4，并且保證高度定位尺的上端面和平板下端面的平行度為0.0025，使高度定位尺的下端面與量具套筒的上端面接觸，通過沉頭螺釘緊固在一起，壓緊標(biāo)準(zhǔn)工件，從而確定工件的高度的基本尺寸。

3　測(cè)量要求

測(cè)量前，應(yīng)將被測(cè)量表面擦干凈，以免灰塵、雜質(zhì)磨損量具。使用時(shí)貼合緊密，不得歪斜，否則會(huì)造成測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。測(cè)量過程中施加壓力不可過大，所用壓力應(yīng)使測(cè)量基座剛好與零件基準(zhǔn)表面接觸即可。如果測(cè)量壓力過大，不但會(huì)使造成基準(zhǔn)面和被測(cè)件表面磨損，還會(huì)使測(cè)量得的尺寸不準(zhǔn)確。

4　測(cè)試與標(biāo)定

測(cè)試與標(biāo)定在恒溫室內(nèi)，把測(cè)量?jī)x在 1 級(jí)大理石平臺(tái)上，標(biāo)準(zhǔn)工件放在測(cè)量?jī)x的標(biāo)準(zhǔn)體上用高度定位尺壓緊標(biāo)準(zhǔn)件，平板通過三個(gè)沉頭螺釘與高度定位尺配合，使高度定位尺的下端和量具套筒接觸，再對(duì)百分表進(jìn)行調(diào)零，完成標(biāo)定過程。

通過觀測(cè)百分表的指針偏轉(zhuǎn)，得出的工件的實(shí)際內(nèi)深高度。測(cè)試數(shù)據(jù)表明，內(nèi)深的實(shí)測(cè)值與相應(yīng)的標(biāo)定值的誤差均在0.013mm之內(nèi)，說明測(cè)量?jī)x工作穩(wěn)定可靠。

5　結(jié)語

（1）以錐形件深度23.35mm為基準(zhǔn)參數(shù)，設(shè)計(jì)了針對(duì)內(nèi)錐錐頂帶小圓弧半徑小于3mm的錐形產(chǎn)品的錐形件內(nèi)深高度專用測(cè)量?jī)x。

（2）對(duì)錐形件內(nèi)深測(cè)量專用測(cè)量?jī)x測(cè)量原理、結(jié)構(gòu)關(guān)系、及主參數(shù)進(jìn)行了分析。分析發(fā)現(xiàn)該測(cè)量?jī)x結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、定位準(zhǔn)確、操作簡(jiǎn)便、測(cè)量精度高，適用于測(cè)量批量或大量生產(chǎn)的錐形件的內(nèi)深。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.06.047