斜面點(diǎn)位置度的測(cè)量

■ 山西航天清華裝備有限責(zé)任公司 （山西長治 046012） 李曉波 樊文淵 杜小英 李 寧

點(diǎn)的位置度的公差值前加注Sφ，公差帶是直徑為公差值t的球內(nèi)區(qū)域，該球的球心位置由兩個(gè)或者三個(gè)相關(guān)基準(zhǔn)的理論正確尺寸來確定。實(shí)際測(cè)量操作中，使用通用量具測(cè)量空間點(diǎn)位置度的公差有一定的難度。

1. 測(cè)量要求

圖1 零件結(jié)構(gòu)及尺寸

零件結(jié)構(gòu)及尺寸如圖1所示，需測(cè)量φ12H7通孔斜面口部圓心相對(duì)于基準(zhǔn)B、D和E的理論正確尺寸的位置度公差，公差值為Sφ0.10mm。受測(cè)量條件所限，只能用通用量具測(cè)量，具有一定的難度。

2. 測(cè)量方法分析

依據(jù)點(diǎn)位置度公差的定義，分析該工件需測(cè)量的空間點(diǎn)位置度公差。與該點(diǎn)位置度公差相關(guān)的三個(gè)基準(zhǔn)分別為B、D和E，這三個(gè)基準(zhǔn)相互垂直，正好確定了一個(gè)三基面體系。以相對(duì)于三個(gè)基準(zhǔn)的理論正確尺寸確定的該點(diǎn)的唯一正確點(diǎn)為原點(diǎn)，建立一個(gè)直角坐標(biāo)系，如圖2所示。則只需分別測(cè)出該點(diǎn)與三個(gè)基準(zhǔn)之間的實(shí)際尺寸，并與其相對(duì)應(yīng)的理論正確尺寸相比較，分別得出該點(diǎn)在三個(gè)坐標(biāo)軸上的實(shí)際誤差值?x、?y和?z，帶入公式中，計(jì)算出該點(diǎn)的位置度誤差值。式中，?為該點(diǎn)位置度誤差值；?x、?y和?z分別為該點(diǎn)與三個(gè)基準(zhǔn)的誤差值。

圖2 直角坐標(biāo)系及位置度誤差值測(cè)量原理示意

3. 測(cè)量器具

受條件所限，此點(diǎn)位置度誤差測(cè)量只能使用通用量具。所需量具如下：①精度0.01mm、帶表架的杠桿百分表。②83塊4等量塊。③精度0級(jí)或1級(jí)的方箱。④0級(jí)測(cè)量平板。⑤φ12mm測(cè)量棒，其尺寸精度如圖3所示。

圖3 測(cè)量棒的尺寸精度

4. 測(cè)量步驟

1）如圖4所示，將工件放置在測(cè)量平板上，因基準(zhǔn)面B上有一突出的螺紋，因此在基準(zhǔn)面B與平板之間墊入兩組等高的量塊，以避開螺紋的影響。量塊高度HL以稍高于螺紋長度為宜。

用杠桿百分表配合量塊，測(cè)出此時(shí)φ12H7孔端部上、下母線的高度尺寸x1、x2，將其代入公式Bs＝（x1＋x2）/2－HL中，計(jì)算出被測(cè)要素的實(shí)際高度尺寸BS。

將BS與被測(cè)要素相對(duì)B基準(zhǔn)的理論正確尺寸相比較，得出被測(cè)要素在此方向上的誤差值?x。

2）將工件如圖5所示放置在平板上。此時(shí)基準(zhǔn)E與平板緊密貼合。

用杠桿百分表配合量塊，測(cè)出此時(shí)φ12H7孔端部上、下母線的高度尺寸y1、y2，將其代入公式Es＝（y1＋y2）/2中，計(jì)算出被測(cè)要素此方向的實(shí)際高度尺寸Es。

將Es與被測(cè)要素相對(duì)B基準(zhǔn)的理論正確尺寸相比較，得出被測(cè)要素在此方向上的誤差值fy。

3）被測(cè)要素相對(duì)D基準(zhǔn)的實(shí)際尺寸使用通用量具無法直接測(cè)得，只能間接測(cè)量。

將工件如圖6所示放置在平板上。用杠桿百分表和量塊測(cè)出L1、L2，將其代入公式Lk＝（L1＋L2）/2，計(jì)算出被測(cè)要素到F面的實(shí)際尺寸Lk。

再將工件如圖7所示放置在平板上，將工件F面緊靠在方箱上，依次放入量塊1、量塊3和測(cè)量棒。

圖4 BS測(cè)量方法示意

圖5 Es測(cè)量方法示意

圖6 Lk測(cè)量方法示意

圖7 DS測(cè)量方法示意

其中量塊3的作用是將測(cè)量棒的軸線與被測(cè)要素置于同一平面，以方便計(jì)算。量塊3的實(shí)際尺寸k由公式k＝Lk－d/2計(jì)算得出。式中，Lk為該孔斜面口部圓心到F面的實(shí)際尺寸；d為測(cè)量棒的實(shí)測(cè)直徑。

量塊1的作用是為了將測(cè)量棒與該斜面墊起，不至于讓測(cè)量棒與該斜面直接接觸，以達(dá)到減小測(cè)量棒圓柱面直線度和該斜面平面度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響的目的。其尺寸h不宜太大，0.5～1mm即可。該量塊放置在φ12H7孔端口部，與被測(cè)要素重合。

量塊與測(cè)量棒放置妥當(dāng)后，用杠桿百分表配合量塊測(cè)出高度尺寸Hz，將其代入公式Ds＝Hzd/2－（d＋2h）/（2sin50°）中，計(jì)算出被測(cè)要素在此方向的實(shí)際尺寸DS。式中，Hz為測(cè)量棒上母線實(shí)測(cè)高度；d為測(cè)量棒實(shí)測(cè)直徑；h為量塊1的實(shí)際尺寸。

將DS與被測(cè)要素相對(duì)D基準(zhǔn)的理論正確尺寸相比較，得出被測(cè)要素在此方向上的誤差值fz。

4）將以上步驟得出的三個(gè)誤差值fx、fy和fz帶入公式中，計(jì)算出被測(cè)要素對(duì)聯(lián)合基準(zhǔn)B、D和E的位置度誤差。

5. 結(jié)語

該位置度的測(cè)量難點(diǎn)是被測(cè)要素相對(duì)D基準(zhǔn)的誤差值測(cè)量。因?yàn)樵撜`差值無法直接測(cè)量，需要使用輔助的測(cè)量棒等器具，通過運(yùn)用三角函數(shù)間接計(jì)算才能得出。

使用通用量具測(cè)量該空間斜面點(diǎn)位置度的過程中，應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：①測(cè)量過程中使用的量器具，在測(cè)量前必須校對(duì)歸零，以保證測(cè)量結(jié)果正確。②工件與平板、方箱等器具的接觸面必須保持平整，無毛刺、灰塵和切屑等雜物，接觸面必須保證能夠緊密貼合。