塑胶件尺寸测量方法的研究

　　1　问题的提出

　　图1、图2为实际生产中遇到的零件,要求分别测量外径、内径,表1列出了两种胶圈的规格。

　　图1胶圈测量的是外径,在实际使用中,外圈受到压力的影响会产生缩小的变形,外径值变小;图2胶圈测量的是内径,在实际使用中,内圈受到压力的影响会产生扩大的变形,内径值变大。因此,对刚生产出来的新品,用不同测量的方法,得出的结果是有变化的,而且变化的趋势不一样,且重复性也有很大的区别(请参考后面列表中给出的详细数据)。现在的问题是:对不同的胶圈,不同的测量部位,不同的测量参数,要找到最佳的测量方法,才与实际使用情况一致,是我们这次要解决的问题。

　　2　标准测量设备

　　2·1　测量环境条件如表2。

　　2·2　标准测量设备的计量性能如表3。

　　3　测量方法

　　测量塑胶件直径的方法有很多种,一般分为非接触测量和接触测量。非接触测量的主要设备有投影仪、万工显和读数显微镜等;接触测量的设备主要有:三坐标、塔形锥体量规等。非接触测量不会影响胶圈本身的尺寸变形,接触法测量毫无疑问会影响到各参数值的大小。值得注意的是,即使是非接触测量,对尺寸较大的胶圈,本身也存在变形。一般内径尺寸在Ф80mm以上、圈径小于Ф3mm,其自然状况就很难保证胶圈保持较为理想的圆形,测量这类内径尺寸较大的胶圈,也用到圆形测量模具,不过在测量时,进行导圆后,在测量之前模具一定要撤除。

　　考虑到塑胶件受力会变形,因此常用影像法,在投影仪或万工显上测量。本文要强调的是要求给出受力时的尺寸,且约定了受力值的大小,这时可用三坐标测量,选用柱形测头。胶圈本身在注塑成型时,在圈径方向形成一道合模线。利用柱形测头圆柱面与合模线的接触测量,再根据胶圈内径的大小,选择最优测量点数,可准确地得出胶圈的内径值的大小。再且,三坐标测头接触力是受控的,正好可方便地控制测量力的大小。

　　4　测量数据及处理

　　4·1　测量数据

　　各种测量方法所对应的测量数据如表4。

　　本文主要分析三坐标测量的结果,而投影仪的测量结果仅作为对比作用。三坐标测量外径尺寸Ф650-0·20mm,采点数为12点时,用最小二乘法拟合成均值,每一拟合值,均存在Max值和Min值,如表5:

　　由表5可以看出,胶圈的外径Max值和Min值之差在(0·08~0·12)mm之间,说明胶圈本身存在较大圆度形状误差。

　　4·2　计算实验标准偏差

　　算术平均值和实验标准偏差的计算公式如下:

　　式中:ai—第i次的测量值;