直接读数测量角尺的设计、试验与应用

　　在机械制造过程中,对每个零件、部件和产品,都需要进行准确测量和检验。在这种质量控制过程中,垂直度的检测一般都用角尺靠透光估计,不能直接读出误差数值,既费时、费力,检测精度又很有限。若遇到形状复杂,或表面凹凸的零、部件时,角尺就不能或不便于测量。如果翻转90°后再检测,也很不方便,还有定位基准面变换误差。因此,直接读数(数字显示)进行垂直度检测,是机械制造业现场、检验及组装人员的广泛要求。本项研究就是针对这一需求而设计和完成的测检垂直度装置。

　　1　方案形成

　　测量零、部件平行度时,在平板上用百分表或千分表装在表架上进行读数测检。能否将这种方法变换成垂直度测量方式,几经研究,形成了如图1的结构方案。该方案简便、可靠、实用。

　　2　直接读数测量角尺的构造(见图1)

　　弹性力套筒装在立柱上,4个铜支承调至与立柱贴合。两弹力螺钉组件可将弹力调适。弹性力套筒可在立柱上上下移动和转动。由于弹力形成的摩擦力的作用,弹性力套筒可停留在立柱的任何位置。

　　弹性力套筒的构造见图1的b—b剖面。两弹力螺钉组件由带孔螺钉、弹簧、弹簧帽构成。该组件的作用是保持各个支承点与立柱可靠的贴合,并达到稳定测量的目的。本方案的特点:

　　①弹性力套筒(简称为力套)是构成读数测量的主要特征。其测量原理为:转动力套,形成测量表头对被测件的切点,反映在表上即可读出指针变动的最大数值。移动力套到被测件另一处,同理读出测表的另一最大数值,两次读数之差即被测件的垂直度误差。因此,达到直接读数测量垂直度的目的。

　　②弹性力套筒用4个螺钉定位,而不用高精度的V形块定位是为了力求简省。实践证明,这种新的设想——针对具体情况,以粗放简略的结构代替高精度的配合,经分析和验证是可行、可靠的,并能获得显著的技术经济效果。

　　3　精度

　　直读角尺的精度在300mm≤0.005,而0级精度角尺的精度为300mm≤0.011mm。相比它的精度高,并且它的精度可达到300mm≤0.001mm。这是自然形成的,即无需加工,变动方位而达到。这就适应了现代高新技术和实际高精度测检技术的需要。

　　4　弹性力套筒的设计计算

　　弹性力套筒上的弹力螺钉是构成稳定而方便测量的主要件。其结构见图1。

　　(1)已知数据

　　套筒　钢质,64mm×42mm×65mm,带支承的总重量为G0=8.624N。

　　支承　分两组布置在相距45mm的两个横截面上,每组三只,呈120°分布。