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        淺析孔間距的測量方法與誤差

        2015-04-24 14:24:56顧建森
        科技視界 2015年32期
        關(guān)鍵詞:卡尺游標(biāo)卡尺測量儀

        顧建森

        (蘇州技師學(xué)院,江蘇 蘇州215009)

        0 引言

        在日常的檢測工作中,往往由于采用的測量方式和方法不夠得當(dāng),使得檢測結(jié)果不夠精確。實(shí)際的幾何量測量中,由于測量對(duì)象不同,其具體測量原理和使用的量具方法也是多種多樣的。但它們都有一個(gè)共同點(diǎn),無論哪一種測量,都是在一定的條件下,與某一標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較,在比較中采用科學(xué)的測量原理,通過可靠的測量手段和方法,確定被測量與標(biāo)準(zhǔn)單位的數(shù)值關(guān)系,最終以一定的換算方式將結(jié)果顯示出來。測量誤差的絕對(duì)值越小,說明測得值越接近真值,因此測量精度就高。反之,測量精度就低。但這一結(jié)論只適用于被測量值相同的情況,而不能說明不同被測量的測量精度。接下來我們著重探討板類零件孔間距的測量方法對(duì)測量精度的影響。

        1 測量方法及誤差

        如圖1所示,用游標(biāo)卡尺對(duì)兩個(gè)孔的孔間距L進(jìn)行間接測量。

        測量零件兩孔的孔間距有三種間接測量方法:

        (1)測量兩孔直徑D1、D2和內(nèi)尺寸L1,其計(jì)算公式為:

        (2)測量兩孔直徑D1、D2和外尺寸L2,其計(jì)算公式為:

        (3)測量內(nèi)尺寸L2和外尺寸L1,其計(jì)算公式為:

        零件在車間加工過程中,當(dāng)兩個(gè)孔用鉸刀加工完畢后,多數(shù)操作者會(huì)用游標(biāo)卡尺直接卡住兩個(gè)孔的孔壁進(jìn)行測量,就是前面所講的公式(1)。但是由于游標(biāo)卡尺的刃口部分在制作過程中,為了增加刃口的強(qiáng)度和耐磨性,而設(shè)計(jì)有一段狹小的窄面,寬度約為0.5mm左右,所以在與孔進(jìn)行接觸時(shí),存在一定的誤差δ,圖2所示。如果在測量過程中,卡尺與兩孔軸線產(chǎn)生角度也會(huì)增加測量的誤差。角度越大測量誤差越大。

        直徑越大的圓孔輪廓線越趨于平直,誤差δ的數(shù)值越小,測量后的尺寸誤差越小。直徑越小則反之。

        由于誤差δ的存在,所以實(shí)際測量公式為:

        公式(1)的實(shí)測尺寸偏小,即:L=L1-(D1+D2)/2-2δ

        公式(2)的實(shí)測尺寸偏大,即:L=L2+(D1+D2)/2+2δ

        公式(3)的實(shí)測方法誤差δ前后抵消,所以實(shí)測尺寸與實(shí)際尺寸較接近。但是由于測量次數(shù)較多,存在積累誤差,在實(shí)際中也很少使用此測量方法。

        以Φ10的孔徑為例,卡尺的刃口寬度t=0.5mm,計(jì)算出誤差δ=0.01mm,兩個(gè)Φ10的孔間距測量誤差為2δ=0.02mm。這樣的測量誤差對(duì)于精度較高的零件來說無疑是非常致命的,影響零件的配合精度,從而影響整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量。

        2 減小測量誤差的手段

        為了消除這種測量誤差,現(xiàn)在工廠里面多采用卡爪設(shè)計(jì)成帶圓弧面的游標(biāo)卡尺,圓弧面可以保證卡爪和圓孔內(nèi)表面形成線接觸如圖3所示。來保證孔間距的測量精度。測量時(shí)卡尺不能與零件產(chǎn)生歪斜,測量到圓孔的最大直徑位置,否則也會(huì)產(chǎn)生很大的測量誤差?;蛘邔蓚€(gè)孔內(nèi)裝入圓柱銷,用卡尺測量兩圓柱銷之間的距離,然后進(jìn)行直徑換算即可。

        現(xiàn)在測量精度較高的有光學(xué)測量儀和三坐標(biāo)測量儀。

        光學(xué)影像坐標(biāo)測量儀是影像儀本身的硬件CCD以及光柵尺,通過USB及RS232數(shù)據(jù)線傳輸?shù)诫娔X的數(shù)據(jù)采集卡中,將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào),之后由影像測量儀軟件在電腦顯示器上像,由操作員用鼠標(biāo)在電腦上進(jìn)行快速的測量。整個(gè)工序基本在幾萬分之一秒完成,所以可以把他看作是實(shí)時(shí)檢測設(shè)備,或者狹隘一點(diǎn)可以稱為動(dòng)態(tài)測量設(shè)備。如果電腦配置附合要求,測量軟件絕對(duì)不會(huì)產(chǎn)生圖像滯后現(xiàn)象。根據(jù)客戶工件大小的不同,工作臺(tái)面也可以選擇不同的行程。光源亮度可調(diào),可以在各種光線條件下選擇最合適的光源亮度。分為底光和表面光,可根據(jù)客戶的產(chǎn)品來進(jìn)行調(diào)節(jié)控制,以達(dá)到最好的效果.

        三坐標(biāo)測量機(jī)是測量和獲得尺寸數(shù)據(jù)的最有效的方法之一,因?yàn)樗梢源娑喾N表面測量工具及昂貴的組合量規(guī),并把復(fù)雜的測量任務(wù)所需時(shí)間從小時(shí)減到分鐘。三坐標(biāo)測量機(jī)的功能是快速準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)尺寸數(shù)據(jù),為操作者提供關(guān)于生產(chǎn)過程狀況的有用信息,這與所有的手動(dòng)測量設(shè)備有很大的區(qū)別。將被測物體置于三坐標(biāo)測量空間,可獲得被測物體上各測點(diǎn)的坐標(biāo)位置,根據(jù)這些點(diǎn)的空間坐標(biāo)值,經(jīng)計(jì)算求出被測物體的幾何尺寸,形狀和位置。

        [1]高曉康,陳于萍,主編.互換性與測量技術(shù)[M].高等教育出版社,2002,7.

        [2]許琪,主編.鉗工加工工藝與技能訓(xùn)練[M].北京師范大學(xué)出版社,2011,10.

        [3]黎震,朱江峰,主編.先進(jìn)制造技術(shù)[M].3版.北京理工大學(xué)出版社,2012,3.

        [4]邢閩芳,主編.互換性與測量技術(shù)[M].清華大學(xué)出版社,2011.

        [5]胡建生,主編.機(jī)械制圖[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2012,7.

        [6]孔慶玲,主編.公差配合與測量技術(shù)[M].清華大學(xué)出版社,2009,8.

        [7]商學(xué)來,主編.公差配合與技術(shù)測量[M].電子工業(yè)出版社,2012,11.

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