利用圓柱和標(biāo)準(zhǔn)樣柱對(duì)孔位置進(jìn)行精確測量

王　浩

(西安應(yīng)用光學(xué)研究所，西安 710065)

0　引言

在機(jī)械制造中，為保證加工零件的精度，不僅取決于加工所采用的工藝方法，同時(shí)也取決于所采用的檢測技術(shù)。在一些產(chǎn)品不固定的車間，由于不能利用專用量具或量儀，對(duì)加工零件上孔的相互位置進(jìn)行精確測量時(shí)，通常是比較困難的。本文介紹一種不用專用量具或其它儀器，而是利用圓柱和標(biāo)準(zhǔn)樣柱對(duì)孔位置進(jìn)行精確測量，方法既簡單又實(shí)用。

1　孔位置“交點(diǎn)”的精確求解

如圖1所示：工件M上開有一孔ΦD1，孔ΦD1的中心線和工件M的外圓相交于一點(diǎn)Z，現(xiàn)在試求點(diǎn)Z的座標(biāo)x和y。

圖1　孔位置“交點(diǎn)”

2　檢測方法

如圖2所示：按照工件上的孔ΦD1選擇一個(gè)適當(dāng)直徑的標(biāo)準(zhǔn)樣柱ΦD，圓滑插入ΦD1中，注意：此時(shí)可認(rèn)為ΦD=ΦD1，誤差可以忽略不計(jì)。然后再取一個(gè)半徑為r的圓柱N，把它緊靠在標(biāo)準(zhǔn)樣柱和工件外圓弧表面上，并且量出高度H。因?yàn)閳A柱的一頭擔(dān)在工件外圓和標(biāo)準(zhǔn)樣柱之間，另一頭是傾斜不穩(wěn)的，所以必須要墊平。測量時(shí)可以將高度h≈H-2r的一組塊規(guī)墊在圓柱下面，為了使圓柱的軸線與基準(zhǔn)面A平行，可以用百分表打圓柱兩端的頂點(diǎn)，也可以用刀口尺打高度為H的一組塊規(guī)頂面，鑒別圓柱頂點(diǎn)處母線是否平行于基準(zhǔn)面，然后便可進(jìn)行計(jì)算。

圖2　標(biāo)準(zhǔn)樣柱插入后實(shí)例

2　計(jì)算方法

如圖2作各個(gè)輔助線，則 在直角三角形EO2O1中，

cosa =EO1/O1O2=(H-r)/(R+r)

a =arccos(H-r)/(R+r)

式中，R為工件M的半徑(下同)；r為圓柱N的半徑(下同)；H為圓柱頂點(diǎn)到基準(zhǔn)面A的垂直距離。

在直角三角形FO2O1中，

sinβ=FO2/O1O2= (r+D/2 ) /(R+r)

β= arcsin (r+D/2 ) /(R+r)

式中，D/2為標(biāo)準(zhǔn)樣柱ΦD的半徑。

在直角三角形O1GZ中，得到Z點(diǎn)座標(biāo)為

GZ=Rsin (a +β)

GO1= Rcos(a +β)

因?yàn)镚Z=x，GO1=y，則Z點(diǎn)座標(biāo)為

x=Rsin (a +β)

y = Rcos(a +β)

3　結(jié)束語

借助圓柱進(jìn)行測量是一種實(shí)用價(jià)值較高的檢測技術(shù)，特別在科研試制及小批量生產(chǎn)車間，如樣板車間，工具、夾具和模具制造車間，機(jī)械維修和非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備制造等車間，這些產(chǎn)品不固定的場所都可以利用圓柱配合常用的通用量具(外徑千分尺、刀口尺、百分表、塊規(guī)和平板等)，完成相關(guān)通用量具所不能完成的工作，如對(duì)弧線交點(diǎn)尺寸、直線交點(diǎn)尺寸以及角度的精密測量等。

利用圓柱和標(biāo)準(zhǔn)樣柱對(duì)孔位置進(jìn)行精確測量是一種間接測量，可解決一些通常情況下需用儀器才能解決的問題，而且測量精度比較高，也是在產(chǎn)品不固定的車間，幾乎唯一的測量方法。

[1]張玉文,唐家才. 角度測量. 北京: 中國計(jì)量出版社,1998

[2]魏東波. 互換性和測量技術(shù)基礎(chǔ). 北京: 北京航空航天大學(xué)出版社, 1996

[3]勞動(dòng)部培訓(xùn)司.公差配合與技術(shù)測量. 北京:中國勞動(dòng)出版社, 1998

[4]樂秀玲. 用鋼球法測量內(nèi)錐度. 計(jì)量技術(shù),1985(2)