使用正弦規(guī)測(cè)量?jī)?nèi)外錐套配合尺寸的精度

馬忠良

摘要：對(duì)于測(cè)量?jī)?nèi)外錐套配合的零件，通常使用正弦規(guī)來(lái)測(cè)量，利用它來(lái)測(cè)量外錐體和內(nèi)錐孔直徑的數(shù)值，這種測(cè)量方法，是一種擴(kuò)大的使用技術(shù)。本文主要是對(duì)內(nèi)、外錐的直徑值來(lái)進(jìn)行分析及用正弦規(guī)進(jìn)行實(shí)踐性的測(cè)量，建立了測(cè)量公式及錐套配合尺寸的測(cè)量精度。

關(guān)鍵詞：正弦規(guī);測(cè)量;錐體、錐孔直徑;精度

引言

對(duì)于加工錐體配合件，必須是在一定壓力狀態(tài)下裝配（圖1），在其長(zhǎng)度方向上是按照預(yù)留量進(jìn)行的。裝配中采用機(jī)器壓力來(lái)裝配。若沒(méi)有達(dá)到規(guī)定的壓力使得該端面壓平或在達(dá)到壓力時(shí)，使得該端面沒(méi)有壓平，這樣的工件都是不合格的。因此，在加工時(shí)，首先保證該工件的表面粗糙度，其次保證錐角正確及內(nèi)、外圓錐的直徑尺寸正確。根據(jù)該工件內(nèi)、外直徑尺寸測(cè)量點(diǎn)的特點(diǎn)，即使在錐面相交平面的線上，采用的是常規(guī)測(cè)量方法也不易進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，因此，這是產(chǎn)生廢品的重要原因[1]。

圖1? 錐軸套工件

正弦規(guī)的測(cè)量方法是利用量塊把一端墊高，使其傾斜一定的角度，這是定位工具。在正弦規(guī)工作面的下方，固定兩個(gè)直徑相等、相平行的圓柱體，保證它的公切平面與上方工作面平行。 在直角△中，sinα=H/L，式中H是量塊組的尺寸，再按被測(cè)公稱角度算出具體數(shù)值。根據(jù)測(cè)微儀兩端的示值之差，求出被測(cè)角度的誤差[2]。正弦規(guī)常用于測(cè)量小于45°角度值，若小于30°時(shí)，其精確度可達(dá)到3″～5″。正弦規(guī)，往往是配合量塊使用組成標(biāo)準(zhǔn)角度。在水平方向，以微差比較方式來(lái)測(cè)量工件的角度，這是內(nèi)、外錐體的一種精密的測(cè)量?jī)x器。其精度分為0級(jí)，1級(jí)。 對(duì)于外錐面，利用正弦規(guī)測(cè)量錐度直徑大小，這也是正弦規(guī)的一種使用方法。根據(jù)實(shí)踐性數(shù)據(jù)分析，用正弦規(guī)測(cè)量工件錐度直徑尺寸，從中分析得出規(guī)律，即工藝方法和計(jì)算公式。從而使具有較高精度的錐體配合件得以解決，達(dá)到高精度測(cè)量。

1.用正弦規(guī)測(cè)量外圓錐直徑尺寸

（A） 計(jì)算錐體大端尺寸

如圖1b，需要計(jì)算出大端直徑最小極限尺寸：首先求出單邊最小預(yù)留量：amin=btan5°=7×0.0875=0.612mm，得出大端直徑最小極限尺寸為：?200+2amin=?200+2×0.612=?201.224毫米

同樣計(jì)算出大端直徑最大極限尺寸：?jiǎn)芜呑畲箢A(yù)留量為：amax=btan5°=8×0.0875=0.7毫米;大端直徑最大極限尺寸為：?200+2amax=?200+2×0.7=?201.4mm，那么錐體大端直徑尺寸為：=?201+0.224+0.4

（B） 尺寸及角度分析

已知：如圖2工件錐體大端直徑D，錐體斜角是5°，正弦規(guī)扳轉(zhuǎn)圓錐角是10°，首先定位前擋板基準(zhǔn)面與圓柱中心的距離BO=8毫米。換言之在測(cè)量錐孔直徑時(shí)，是以前擋板面作為定位基準(zhǔn)面。解析：已知工作臺(tái)厚度是25mm、圓柱直徑是30mm，則AB的長(zhǎng)度等于：25+15=40mm。

圖2 正弦規(guī)測(cè)量外圓錐直徑時(shí)尺寸及角度

尺寸的分析：

第一、以正弦規(guī)的工作平臺(tái)與前擋板的交點(diǎn)A為起點(diǎn)，從A劃一條水平線到C點(diǎn)，根據(jù)錐體大端直徑為AF那么∠AFC=2/α=5°，最后求出FC的值;

第二、用線把A點(diǎn)和圓柱中心O點(diǎn)連起來(lái)，在△ABO中，已知AB及BO的值，從而計(jì)算出β角，即∠BAO的度數(shù)和AO的值;

第三、從O點(diǎn)開(kāi)始向左作一條水平線，相交于AC的垂線于D點(diǎn)，那么，在直角△AOD中，∠DAB=α，∠DAO=α+β。

（C） 錐體總高度檢測(cè)尺寸：通過(guò)M錐體計(jì)算公式的推導(dǎo)，得到錐體總高度檢測(cè)尺寸M錐體為FC的長(zhǎng)度加上AD的長(zhǎng)度加OE的長(zhǎng)度。具體解析：FCmin=Dmaxcos ɑ/2=201.4xcos5°=200.63mm

FCmin=Dmin cos ɑ/2=201.22 xcos5°=200.45mm，即FC為200 +0.630.45，由得AD=AOcos（ɑ+β）=40.79x cos（10°+11.31°）=38.00mm

（D） 計(jì)算錐體總高度檢測(cè)尺寸M錐體。根據(jù)圖2，得出幾何關(guān)系是：

（1）

2.用正弦規(guī)測(cè)量?jī)?nèi)錐孔角度與直徑

（A） 安裝正弦規(guī)來(lái)求

把工件放在正弦規(guī)上，用量具把內(nèi)錐孔小端直徑大小、下緣距離大小及圓柱的上接觸點(diǎn)的尺寸大小都一一測(cè)量（圖1）已知：前擋板基準(zhǔn)面距精密圓柱中心的尺寸是8毫米，那么，計(jì)算得出：內(nèi)錐孔小端直徑是173.75毫米，根據(jù)內(nèi)錐孔小端直徑下緣與精密圓柱上接觸點(diǎn)之間的距離，計(jì)算出是58.13毫米。

（B） 求出M錐孔高度值

通過(guò)測(cè)量得到：量塊組高度為H，按量塊組高度值，通過(guò)旋轉(zhuǎn)正弦規(guī)角度，求得。然后，在正弦規(guī)上，把內(nèi)錐孔放水平，從而求出M錐孔高度值。

（C） 計(jì)算高度檢驗(yàn)尺寸M錐孔

首先，確定正弦規(guī)固有大小為：已知，前擋板面與精密量柱中心的距離是8毫米，而工作臺(tái)厚度是25毫米，從而，得到圓柱直徑是30加上0.0030毫米。然后，根據(jù)工件小端壁厚是240-173.752=33.13mm，在圖1上得到幾何關(guān)系，AE的值是工件小端壁厚加工作臺(tái)厚度的數(shù)，即AE=33.13+25=58.13mm，而AO=AE+EO=58.13+15=73.13mm。把h=AO=73.13mm、h1=8mm、R=15mm以及α/2=5°代入式M錐孔=hcosα/2-h1sinα/2+R中，從而求出高度檢驗(yàn)尺寸M錐孔的數(shù)值，即：

M錐孔 =hcosα/2-h1sinα/2+R=73.13cos5°-8sin5°+15=87.15mm。

參考文獻(xiàn)：

[1]王曉英，姜靜，李正.提前器總成角度測(cè)量裝置的設(shè)計(jì)與研究[J].現(xiàn)代車(chē)用動(dòng)力.2010（04）

[2]劉興榮，張小希，馬桂茹，張博.一種新型實(shí)用的內(nèi)錐錐角測(cè)量方法[J].中國(guó)計(jì)量.2009（05） .