■沈陽(yáng)第一機(jī)床廠 （遼寧 110142） 王鐵軍 王儒興

孔與平面、平面與平面垂直度測(cè)量專(zhuān)用檢具

■沈陽(yáng)第一機(jī)床廠 （遼寧 110142） 王鐵軍 王儒興

摘要：孔與平面、平面與平面垂直度的誤差檢測(cè)中被測(cè)要素和基準(zhǔn)要素是不在同一平面內(nèi)的，被測(cè)件比較大，結(jié)構(gòu)尺寸和活動(dòng)空間受到限制，通過(guò)對(duì)被測(cè)件的綜合分析考慮，對(duì)檢測(cè)孔與平面、平面與平面的垂直度誤差進(jìn)行檢具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為提高檢測(cè)效率，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)檢具來(lái)測(cè)量垂直度誤差，使檢具結(jié)構(gòu)合理、使用方便、定位準(zhǔn)確和實(shí)用性強(qiáng)。

在機(jī)械加工中，其精度的高低直接影響工件質(zhì)量。我廠是生產(chǎn)車(chē)床的基地，所有零部件精度的好與壞直接影響機(jī)床總裝的質(zhì)量。為此必須加強(qiáng)各道工序的質(zhì)量檢測(cè)，監(jiān)督檢查各環(huán)節(jié)的質(zhì)量情況，杜絕產(chǎn)生劣質(zhì)工件。

1. 孔與平面垂直度的檢測(cè)

在機(jī)械加工中，經(jīng)常遇到圓孔與外端面的垂直度要求，如圖1所示，這種情況在一般沒(méi)有三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x及高精度檢測(cè)儀器的工廠，都是用直角尺，通過(guò)透光法檢測(cè)，該方法是通過(guò)感光來(lái)檢測(cè)（或用下塞尺法），其結(jié)果是沒(méi)有明顯的度量值，只能憑個(gè)人經(jīng)驗(yàn)下結(jié)論，容易造成操作工人與檢驗(yàn)員的意見(jiàn)不統(tǒng)一。

如圖2所示，零件上平面與孔的垂直度，一般都用圖2a方法檢測(cè)。用圖2a方法測(cè)量，由于內(nèi)孔透光不好，不能正確地判斷垂直的量值。用圖2b方法，在內(nèi)孔中配一同尺寸檢棒垂直度，這種方法通過(guò)透光性要比圖2a好，但由于檢棒與孔的配合必定會(huì)有誤差，測(cè)量的效果也不準(zhǔn)確，而且如果遇上較大的孔，則檢棒的配作難度較大。有的則利用圖2c法，即在孔內(nèi)配一檢棒，在檢棒上固定1塊百分表（或千分表），如孔大則再如圖2d方法配一襯套。旋轉(zhuǎn)檢測(cè)這種方法比較直觀，只要將檢測(cè)的值進(jìn)行迭加平均即可。但是由于其方法在實(shí)際生產(chǎn)中，所有零件孔加工的尺寸完全一致，這樣檢棒的配合很難保證理想的間隙，如間隙大則誤差大，間隙小則旋轉(zhuǎn)困難，也不是理想的檢測(cè)方法。

圖1

圖2

為了解決這個(gè)問(wèn)題，下面介紹一種易于實(shí)現(xiàn)方法。在檢測(cè)內(nèi)端面與孔垂直度時(shí)，如圖2所示。

做一圓盤(pán)1，外圓尺寸要小于孔的直徑（內(nèi)孔自便），使之在孔內(nèi)端面有移動(dòng)間隙，厚度在20mm左右，上面鉆1螺紋孔用于固定一百分表固定桿2，在固定桿同一垂直平面內(nèi)，固定2塊百分表3、4。如孔的軸向尺寸較小，可以在表4處固定1個(gè)固定支點(diǎn)代替百分表。然后移動(dòng)底座，使兩表都靠壓在孔的同一垂直平面處，如為讀數(shù)及調(diào)表方便，可以將兩塊表的表針都調(diào)整到0點(diǎn)位置，然后將底座移開(kāi)轉(zhuǎn)180°再壓表，使其中1個(gè)表針仍位于圖2所指0點(diǎn)，則從另一塊表中就可以直接讀出第一塊表的誤差，這個(gè)誤差的1/2就是孔與端面的垂直度誤差。如表在孔內(nèi)不易調(diào)零，則可在第一次測(cè)量出兩個(gè)表的任意讀數(shù)，但要記住兩塊表的讀數(shù)、差值和方向。第二次轉(zhuǎn)位180°后，還可測(cè)2塊表的任意讀數(shù)，記住差值。2個(gè)差值比較，2個(gè)差值的1/2就是該孔與端面垂直度誤差。

例如，第一次測(cè)量上表為15m m，下表為30m m，差值為15m m；第二次測(cè)量上表為25mm，下表為63mm，差值為38mm。2次差值的差為23mm，則該次測(cè)量零件的垂直度誤差11.5mm。這樣測(cè)完之后，只是零件一個(gè)方向的垂直度值，不是誤差最大方向。要多轉(zhuǎn)幾個(gè)位置進(jìn)行測(cè)量比較，才能測(cè)出最大的誤差值。

如要有標(biāo)準(zhǔn)的直角尺，則可將該測(cè)量用具在平臺(tái)上用標(biāo)準(zhǔn)直角尺，直接將上下2塊表的表針都調(diào)到0點(diǎn)或用一數(shù)量值的位置上，然后直接對(duì)零件的垂直度進(jìn)行測(cè)量，不用再轉(zhuǎn)180°進(jìn)行比較，這樣每次測(cè)出的兩塊表差的讀數(shù)就是該面的垂直誤差。連續(xù)多點(diǎn)測(cè)量最大差值的方向就是該零件的最大垂直度誤差及方向，這樣的測(cè)量既不用對(duì)零，也不用乘以1/2。

外端面與孔垂直度的測(cè)量，原理同內(nèi)端面測(cè)量一樣，如圖3所示。在圓盤(pán)上用螺絲釘6固定一固定塊1，固定塊上安一長(zhǎng)杠，上面固定2塊百分表3、4，在固定塊1上還要有2個(gè)固定支承5、7，用以在測(cè)表時(shí)為定位基準(zhǔn)。

在測(cè)量時(shí)將圓盤(pán)在被測(cè)孔端面上接觸，固定塊1接觸孔壁，調(diào)整到易于記憶的數(shù)字，然后使支承點(diǎn)5、7始終接觸，旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)2，兩個(gè)表變換數(shù)字差的1/2就是外端面與孔的垂直度誤差。

上述的兩種檢測(cè)方法都是以圓盤(pán)為基礎(chǔ)件，要求圓盤(pán)與工件接觸平面要好。如果不具備加工高精度圓盤(pán)的條件，則可以在圓盤(pán)底面適當(dāng)?shù)奈恢蒙系确旨?個(gè)支承點(diǎn)，使這3個(gè)支承點(diǎn)始終與工件測(cè)量表面接觸，這樣無(wú)論圓盤(pán)的面如何不規(guī)矩，都不會(huì)影響測(cè)量的精度。

圖3

圖4

2. 平面對(duì)平面垂直度的測(cè)量

特大型零件垂直度要求在0.01～0.015mm時(shí)，其通用檢測(cè)方法是用直角尺直接測(cè)量或用直角尺一側(cè)靠在基準(zhǔn)面上，另一側(cè)面用百分表拉表，百分表所示的數(shù)值即為垂直度數(shù)值。因大型直角尺本身精度不能滿足要求，零件特大時(shí)又無(wú)合適的直角尺，測(cè)量值只能作為參考?，F(xiàn)介紹一種自制檢具（見(jiàn)圖4），其原理是利用平行線間距離相等的原理，首先在被測(cè)工件底面放4個(gè)可調(diào)頂尖，在用水平儀沿x、y軸兩個(gè)方向找正水平都是0對(duì)0，這個(gè)面就是測(cè)量基準(zhǔn)。然后在此平面上放1

檢棒懸出1根直徑0.3mm的鋼絲，在鋼絲的下端吊一重錘，重錘浸在裝滿機(jī)油的容器里，它的作用是使鋼絲（垂線）不發(fā)生擺動(dòng)超阻尼作用。

垂線吊好以后，開(kāi)始測(cè)量，測(cè)量用具是在基座上連接1個(gè)帶發(fā)光二極管的電池盒。電池盒前端有1螺紋孔，螺紋孔里裝上1個(gè)內(nèi)徑千分尺微分測(cè)頭，把測(cè)頭調(diào)整到與鋼絲剛剛接觸，也就是發(fā)光二極管時(shí)亮?xí)r暗為準(zhǔn)。發(fā)光二極管亮?xí)r，說(shuō)明工件與鋼絲形成斷路，在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中應(yīng)始終保持這種狀態(tài)，從上至下移動(dòng)測(cè)量，直至表面測(cè)完為止。因平行線間的距離相等，所以，內(nèi)徑千分尺微分測(cè)頭的讀數(shù)差值即為垂直度的誤差值。

3. 結(jié)語(yǔ)

本文介紹的孔對(duì)平面、平面對(duì)平面垂直度的檢測(cè)方法工藝簡(jiǎn)單易行，工裝制造費(fèi)用低，而且測(cè)量準(zhǔn)確。特別用在大型零件測(cè)量上，實(shí)踐證明非常適用，在一般工廠都可以做到。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃云清．公差配合與測(cè)量技術(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.

[2] 劉承啟．新編檢驗(yàn)工檢測(cè)計(jì)算手冊(cè)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

收稿日期：（20150115）