浅孔内径测量的专用检具设计

　　1 引言

　　现有的通用量具品种繁多,规格齐全,基本可以满足工件的检测需要。但是还有一些零件结构复杂,尺寸精度要求较高,使用通用量具很难检测或者检测误差较大,为此需要设计各种专用检具。例如,精度要求较高的大孔内径的测量一般使用内径千分表和内径千分尺等,但由于量具结构的原因,其只能测量深孔,对于浅孔其无法测量,下面将介绍一种专门检测大、浅孔直径的专用检具。

　　2 检具的结构

　　如图1所示,有一零件的内孔尺寸为130M6,深8mm,其精度要求较高,用通用量具很难测量或误差较大,为此,设计一种利用指示表和外径千分尺进行相对测量的专用检具,其结构如图2所示。

　　3 检具的工作原理

　　首先安装指示表1,当等臂杠杆5带测头一侧竖直向下时,保证指示表1有一定的压缩量,用顶丝紧固;然后将夹紧套11的螺钉松开,使其在光杆10上可以滑动,根据被测孔的名义直径值130mm用外径千分尺校对尺寸,使得检具的两测头直线距离为130mm,指示表调零,此时旋紧螺钉,保证夹紧套不会在光杆上移动,此时就可以测量内孔了。将整个检具放在工件上(见图2),用夹紧套11和主体3的底面定位,使两个测头同时伸进孔内并与内孔接触,此时活动测头的压缩或伸长通过等臂杠杆传递给指示表,使其指针旋转,接着控制固定测头不动,活动测头左右移动,使指示表指针转到最大位置时记下读数,此时为内孔直径的位置。则有:被测内孔直径=名义值+指示表变化量(指针逆时针旋转);被测内孔直径=名义值-指示表变化量(指针顺时针旋转)。这里还需要指出的是,通过调整固定测头位置可以测量一定范围的内孔直径。

　　4 误差分析

　　该结构由于是比较测量,因此误差总体较小,主要有三种误差对测量结果造成影响,分别是指示表带来的示值误差1、杠杆机构带来的原理误差2以及用千分尺校对时千分尺本身的示值误差3。

　　(1)由于采用比较测量,指示表的行程很小,可以用指示表的相邻误差代替,即1=相邻;

　　(2)等臂杠杆机构中被测件一端是正弦机构,另一端是正切机构,设等臂杠杆旋转角度为H,臂长为L,被测内孔尺寸偏差绝对值的最大值为K,则正弦机构引起的误差为

　　(3)为了消除千分尺的示值误差,可以用块规校对,这样就有千分尺的丝杆平面度误差c和块规的误差,其中块规误差可以忽略不计,则3=c。这样用平方根法计算,本检具的示值误差为

　　以图1为例,用(0-3)mm百分表测量,其相邻误差为0.008mm,则可以忽略不计;千分尺的平面度误差为0.004mm,则3=0.004mm。=可以满足设计要求。