可調(diào)式專用內(nèi)徑尺的設(shè)計(jì)

【摘要】?jī)?nèi)徑是孔類零件加工過程中的關(guān)鍵幾何尺寸，是加工過程中的必檢項(xiàng)。針對(duì)目前專用內(nèi)徑尺檢測(cè)效率不足的問題，設(shè)計(jì)了一種可調(diào)式專用內(nèi)徑尺。本文對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了介紹，完成加工后通過試驗(yàn)對(duì)可調(diào)式專用內(nèi)徑尺的穩(wěn)定性與檢測(cè)時(shí)間進(jìn)行了分析，與傳統(tǒng)的專用內(nèi)徑尺相比，可調(diào)式專用內(nèi)徑尺在保持穩(wěn)定性的同時(shí)，檢測(cè)時(shí)間更短。在保證檢測(cè)數(shù)據(jù)可信的同時(shí)，達(dá)到提高檢測(cè)效率的目的。

【關(guān)鍵詞】?jī)?nèi)徑尺寸檢測(cè)；測(cè)量器具；專用內(nèi)徑尺

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.06.061

Design of Adjustable Dedicated Inner Diameter Gauge

ZHANG Bo， CHEN Bingfeng， LIANG Xiaofei， GUO Liang

（Materials Research Institute of ChinaAcademy of Engineering Physics， Youjiang 621700， China）

Abstract： The inner diameter is a critical geometric dimension in the machining process of hole-type components and is a mandatory inspection item during the manufacturing process. To address the current issue of insufficient detection efficiency of dedicated inner diameter gauges， a design for an adjustable dedicated inner diameter gauge has been proposed. This article introduces the design scheme and analyzes the stability and detection time of the adjustable dedicated inner diameter gauge after machining through experiments. Compared with traditional dedicated inner diameter gauges， the adjustable dedicated inner diameter gauge achieves shorter detection time while maintaining stability. This design aims to improve detection efficiency while ensuring the reliability of inspection data.

Keywords： inner diameter measurement； measuring instruments； dedicated inner diameter gauge

0引言

內(nèi)徑尺寸是孔類零件的重要指標(biāo)，也是孔類零件加工過程中的必檢項(xiàng)。常用的內(nèi)徑測(cè)量工具有游標(biāo)卡尺、內(nèi)徑千分尺、內(nèi)徑百分表[1]。游標(biāo)卡尺使用內(nèi)量爪可以測(cè)量?jī)?nèi)徑，量程能夠達(dá)到500 mm，分度值為0.01 mm，使用游標(biāo)卡尺測(cè)量時(shí)，測(cè)量者使用卡尺存在阿貝誤差[1，2]。內(nèi)徑千分尺量程能夠達(dá)到5000 mm，分度值為0.01 mm，接長(zhǎng)桿越多，累計(jì)誤差越大，需要測(cè)量者憑手感控制測(cè)量力，存在阿貝誤差[3]。使用內(nèi)徑百分表（千分表）時(shí)，需要更換測(cè)頭與被測(cè)內(nèi)徑尺寸對(duì)應(yīng)[4]。

目前，使用較多的內(nèi)徑檢測(cè)量具為專用內(nèi)徑尺，如圖1所示。

傳統(tǒng)的專用內(nèi)徑尺存在檢測(cè)效率不高的問題，主要體現(xiàn)為：1）尺寸大，需要接較長(zhǎng)測(cè)桿，操作不便。2）測(cè)頭寬，難定位至內(nèi)徑測(cè)量位置。3）定位測(cè)量時(shí)，讀數(shù)較困難。傳統(tǒng)的專用內(nèi)徑尺由于組裝連接時(shí)間長(zhǎng)、測(cè)頭定位至測(cè)量位置耗時(shí)長(zhǎng)，測(cè)量基本尺寸時(shí)也需要對(duì)量塊，導(dǎo)致整體檢測(cè)的時(shí)間長(zhǎng)、效率低。因此，本文設(shè)計(jì)一種可調(diào)式專用內(nèi)徑尺，將百分表通過彎塊和尺座與卡尺結(jié)合，達(dá)到快速定位測(cè)頭，快速校準(zhǔn)，最終提高檢測(cè)的穩(wěn)定性和效率的目的。

1方案設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

1.1方案設(shè)計(jì)

可調(diào)式專用內(nèi)徑尺的設(shè)計(jì)圖如圖2所示，可調(diào)式專用內(nèi)徑尺由卡尺、尺座、調(diào)節(jié)螺母、鎖定螺釘、彎塊、調(diào)節(jié)螺桿、百分表、測(cè)頭組成?？ǔ吲c尺座之間通過齒輪齒條連接，尺座通過齒輪在尺座的齒條上移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)測(cè)量尺寸變化。彎塊與卡尺之間由齒輪齒條連接，彎塊通過齒輪在尺座的齒條上移動(dòng)，限位尺座。通過調(diào)節(jié)螺母和調(diào)節(jié)螺桿實(shí)現(xiàn)測(cè)量尺寸校準(zhǔn)的微調(diào)。通過鎖緊螺釘調(diào)節(jié)尺座位置。通過測(cè)桿與測(cè)頭實(shí)現(xiàn)內(nèi)徑尺寸的測(cè)量。通過百分表顯示相對(duì)測(cè)量值。

可調(diào)式專用內(nèi)徑尺的實(shí)物如圖3所示。

1.2檢測(cè)過程

可調(diào)式專用內(nèi)徑尺的使用流程如圖4所示，包括內(nèi)徑尺組裝、移動(dòng)彎塊、校準(zhǔn)、測(cè)量4個(gè)步驟。

1）內(nèi)徑尺組裝

不使用時(shí)，尺座、彎塊等可以拆除放置在包裝盒中，使用時(shí)，需要將尺座、彎塊等安裝在卡尺上。每次測(cè)量安裝一次即可。

2）移動(dòng)彎塊

根據(jù)備測(cè)尺寸移動(dòng)彎塊，卡尺上有刻度線作為參考，可以依據(jù)其進(jìn)行粗定位。通過粗定位將測(cè)頭移動(dòng)到與被測(cè)尺寸相近的位置。

3）校準(zhǔn)

選用與被測(cè)尺寸相同的內(nèi)徑千分尺，調(diào)節(jié)微調(diào)螺母與螺桿，將百分表置零，完成校準(zhǔn)、對(duì)表。

4）測(cè)量讀數(shù)

將可調(diào)式內(nèi)徑千分尺的測(cè)頭和百分表測(cè)頭移動(dòng)至被測(cè)尺寸位置，通過與對(duì)零值比較計(jì)算內(nèi)徑，完成測(cè)量讀數(shù)。

測(cè)量過程中，通過反復(fù)進(jìn)行2）～4）步的操作（即圖4中虛線框中步驟），即可完成對(duì)不同內(nèi)徑的測(cè)量。

2試驗(yàn)結(jié)果

為了比較可調(diào)式專用內(nèi)徑尺、傳統(tǒng)內(nèi)徑尺檢測(cè)結(jié)果的穩(wěn)定性和檢測(cè)速度，使用兩把尺子對(duì)同一標(biāo)準(zhǔn)件的內(nèi)徑Φ200 mm進(jìn)行測(cè)量，比較測(cè)量結(jié)果。為了減少人員對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，選擇能夠熟練使用兩種內(nèi)徑尺的檢驗(yàn)員進(jìn)行測(cè)量操作。

2.1穩(wěn)定性比較

檢驗(yàn)員使用兩把尺子對(duì)同一位置測(cè)量10次，使用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量同一位置內(nèi)徑尺寸10次。測(cè)量數(shù)據(jù)如表1所示，測(cè)量結(jié)果如圖5所示。

通過圖5可以看出，使用傳統(tǒng)內(nèi)徑尺與使用可調(diào)式專用內(nèi)徑尺的測(cè)量結(jié)果均在200 mm附近，說明可調(diào)式專用內(nèi)徑尺的測(cè)量穩(wěn)定性能夠達(dá)到傳統(tǒng)內(nèi)徑尺的水平。

2.2檢測(cè)速度比較

記錄檢驗(yàn)人員10次檢測(cè)使用的時(shí)間，比較檢測(cè)速度。檢測(cè)速度如圖6所示。檢測(cè)時(shí)間見表2。

DYq2DyTlg4c0Wtsd8hQ7A6HoUSuveKFhcXLPkChQkJs=

從圖6中可以看出，使用可調(diào)式專用內(nèi)徑尺消耗的時(shí)間比使用傳統(tǒng)內(nèi)徑尺更少，檢測(cè)時(shí)間減少了33%。

通過試驗(yàn)可以看出，使用可調(diào)式專用內(nèi)徑尺的檢測(cè)結(jié)果在保持檢測(cè)穩(wěn)定性的同時(shí)，提高了檢測(cè)效率。

3結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)可內(nèi)徑檢測(cè)的背景進(jìn)行了介紹，分析了傳統(tǒng)內(nèi)徑尺在測(cè)量?jī)?nèi)徑時(shí)的缺點(diǎn)，針對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。設(shè)計(jì)了一種可調(diào)式專用內(nèi)徑尺，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了敘述，通過試驗(yàn)對(duì)可調(diào)式專用內(nèi)徑尺的穩(wěn)定性和檢測(cè)速度進(jìn)行驗(yàn)證。試驗(yàn)表明，可調(diào)式內(nèi)徑千分尺在保證檢測(cè)穩(wěn)定性的同時(shí)，檢測(cè)使用的時(shí)間減少了33%，提高了檢測(cè)效率。

【參考文獻(xiàn)】

[1]何貢.常用量具手冊(cè)[M].北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2005.

[2]陳文鈺.游標(biāo)卡尺的常見誤差分析和故障調(diào)修[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2021，57（10）：153-156.

[3]徐曉東，楊斌.內(nèi)徑千分尺示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度分析[J].品牌與標(biāo)準(zhǔn)化，2021（2）：60-62.

[4]趙海.內(nèi)徑百分表的使用與維護(hù)[J].湖南農(nóng)機(jī)，2014，41（11）：19，62.

【作者簡(jiǎn)介】

張博，男，1984年出生，高級(jí)工，研究方向?yàn)闄z驗(yàn)檢測(cè)及工裝夾具設(shè)計(jì)。

（編輯：于淼）