將通用量具改裝成專用測孔組合裝置的探索

(武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院工業(yè)中心，湖北武漢 430050)

將通用量具改裝成專用測孔組合裝置的探索

周良春

(武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院工業(yè)中心，湖北武漢 430050)

本文介紹了利用通用量具外徑千分尺的尺架作為載體，將千分表及內(nèi)徑百分表測量頭作為孔徑測量的兩測量端點，制作成專用測孔組合裝置，可以繞開鏜桿，測量孔徑，實現(xiàn)曲線測量孔徑，使測量精度和工作效率得到大幅度提高。

分段測量；累積誤差；專用測孔組合置；曲線測量孔徑

為了提高工作效率，在精鏜孔加工過程中，操作者需要在不拆卸加工工件、停機狀態(tài)下，多次測量加工的孔徑尺寸。由于鏜桿的存在，目前無法用通用量具直接測量孔徑。操作者通常用內(nèi)徑千分尺分段測量孔徑內(nèi)壁至鏜桿間的距離L1、L2，如圖1所示，將L1+L2+D(鏜桿直徑)作為測量孔徑的尺寸，存在一定的累積誤差。本文介紹的“專用測孔組合裝置”，可以繞開鏜桿，曲線測量孔徑，實現(xiàn)兩點定一線測量，從而提高了測量精度和工作效率。

1 測孔組合裝置的制作和結(jié)構(gòu)原理

現(xiàn)以測量φ300 mm的孔徑產(chǎn)品為例，介紹測孔組合裝置的制作。取測量范圍為250 mm～275 mm報廢的外徑千分尺，去掉測砧、測微螺桿、微分筒、固定套筒、測力裝置，保留尺架、測砧緊固螺釘、鎖緊裝置、隔熱板，并保持原千分尺尺架兩端內(nèi)孔徑中心距不發(fā)生變化；將分度值為0.001 mm量程為1 mm的千分表安裝在千分尺的測砧處，用測砧緊固螺釘鎖緊，將內(nèi)徑百分表可換測量頭安裝在千分尺的另一端孔中，用鎖緊裝置鎖緊。測孔組合裝置安裝完成，如圖2所示?？梢岳@開鏜桿，曲線測量，實現(xiàn)了兩點定一線，直線最短的原理，減少了中間測量環(huán)節(jié)，提高了測量精度和工作效率。

圖1 被測工件

圖2 測孔組合裝置

2 測孔組合裝置的測量方法及使用

檢定依據(jù)：JJG34-2008《指示表(指針式、數(shù)顯式)檢定規(guī)程》，JJG21-2008《外徑千分尺檢定規(guī)程》， JJG1102-2003《內(nèi)徑表校準規(guī)范》。

(1)外觀和各部分相互作用。千分尺尺架等構(gòu)件符合外徑千分尺檢定規(guī)程要求；千分表符合指示表檢定規(guī)程要求；內(nèi)經(jīng)百分表可換測量頭符合內(nèi)徑表校準規(guī)范要求；千分表及內(nèi)徑表可換測量頭安裝在千分尺孔徑中無明顯晃動，緊固后穩(wěn)定可靠。

(2)千分表的檢定，按JJG34-2008《指示表(指針式、數(shù)顯式)檢定規(guī)程》，符合規(guī)程要求。

(3)內(nèi)徑表可換測量頭依據(jù)JJG1102-2003《內(nèi)徑表校準規(guī)范》符合規(guī)范要求。

3 測孔組合裝置的測量不確定度的評定

3.1 引起測量不確定度的主要因數(shù)

(1)校對環(huán)規(guī)引入的不確定度。

(2)千分表示值誤差引入的不確定度。

(3)讀數(shù)誤差引入的不確定度。

(4)測力引入的不確定度。

3.2 對各項引入不確定度分量的分析

(1)校對環(huán)規(guī)引入的不確定度U1。

用臥式測長儀依三等量塊作標(biāo)準比對時的不確定度為

U1=(0.510×0.3) μm

=3.5 μm

(2)千分表示值誤差引入的不確定度U2

1)不確定度來源

a)測量重復(fù)性μ1

b)千分表檢定儀的示值誤差μ2

c)線脹系數(shù)誤差μ3

d)千分表和檢定儀的溫度誤差μ4

2)計算標(biāo)準不確定度

a)測量重復(fù)性引入的不確定度μ1

在相同的條件下，對分度值為0.001 mm量程為1 mm的千分表中1 mm點重復(fù)測量10次，經(jīng)計算得出單次測量實驗標(biāo)準差s=0.1 μm，則s=μ1=0.1 μm。

b)千分表檢定儀的示值誤差引起的不確定度μ2

千分表檢定儀的示值誤差任意1mm范圍內(nèi)不大于1 μm，按均勻分布。

c)千分表檢定儀線脹系數(shù)給出的不確定度分量μ3

δa的界限為±2×10-6℃-1，按均勻分布，

d)千分表和千分表檢定儀溫度差給出的不確定度分量μ4

千分表的分度值為0.001 mm，若L=1 mm，α=11.5×10-6℃-1，則

μ4.1=L×α×0.58

=103×11.5×10-6×0.58

=0.006 7(μm)

3)千分表的合成標(biāo)準不確定度μc

千分表的分度值為0.001 mm，L=1 mm點時：

=0.59(μm)

4)千分表的擴展不確定度U

千分表的分度值為0.001 mm，當(dāng)L=1 mm時

U2=1.67μm

(3)千分表讀數(shù)誤差引入的不確定度U3

(4)測力引入的不確定U4度。

D —測桿直徑D=2.5 mm

P — 測量力P=1.5 N

K — 變形系數(shù)K=0.33

3.3 測孔裝置的測量不確定度的評定

=3.93(μm)

≈3.9(μm)

上述測量不確定度即量具測量方法的極限誤差為3.9 μm。

4 結(jié) 論

Δ方法—測量方法極限誤差

δa—工件公差

1 JJG21-2008《外徑千分尺檢定規(guī)程》[S].中國計量出版社出版,2008.

2 JJG34-2008《指示表(指針式、數(shù)顯式)檢定規(guī)程》[S].中國計量出版社出版,2008.

3 JJF1102-2003《內(nèi)徑表校準規(guī)程》[S].中國計量出版社出版,2003.

Abstract: With the micrometer ruler frame of a general gauge as the carrier, and the two measuring heads of the micrometer and diameter as two measure endpoints, a general gauge is transformed into a special hole -measuring device which can measure the aperture while avoiding the boring bar , and the measure precision and work efficiency have been greatly improved.

Keywords:sectional measurement; accumulative error; special hole-measuring device; curve measurement aperture

(責(zé)任編輯：譚銀元)

ToTransformaUniversalGaugeintoaSpecialHole-measuringDevice

ZHOULiang-chun
(Wuhan Institute of Shipbuilding Technology, Wuhan 430050, China)

TG7

A

1671-8100(2017)03-0031-03

2017-04-15

周良春，女，工程師，主要從事計量管理、長度計量萬能量具的檢定、修理，以及量具、刀具、自制檢具等精密測試工作。