孔與平面、平面與平面垂直度測量專用檢具

■沈陽第一機床廠 （遼寧 110142） 王鐵軍 王儒興

孔與平面、平面與平面垂直度測量專用檢具

■沈陽第一機床廠 （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中被測要素和基準要素是不在同一平面內的，被測件比較大，結構尺寸和活動空間受到限制，通過對被測件的綜合分析考慮，對檢測孔與平面、平面與平面的垂直度誤差進行檢具的結構設計。為提高檢測效率，專門設計檢具來測量垂直度誤差，使檢具結構合理、使用方便、定位準確和實用性強。

在機械加工中，其精度的高低直接影響工件質量。我廠是生產車床的基地，所有零部件精度的好與壞直接影響機床總裝的質量。為此必須加強各道工序的質量檢測，監督檢查各環節的質量情況，杜絕產生劣質工件。

1. 孔與平面垂直度的檢測

在機械加工中，經常遇到圓孔與外端面的垂直度要求，如圖1所示，這種情況在一般沒有三坐標測量儀及高精度檢測儀器的工廠，都是用直角尺，通過透光法檢測，該方法是通過感光來檢測（或用下塞尺法），其結果是沒有明顯的度量值，只能憑個人經驗下結論，容易造成操作工人與檢驗員的意見不統一。

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。用圖2a方法測量，由于內孔透光不好，不能正確地判斷垂直的量值。用圖2b方法，在內孔中配一同尺寸檢棒垂直度，這種方法通過透光性要比圖2a好，但由于檢棒與孔的配合必定會有誤差，測量的效果也不準確，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。旋轉檢測這種方法比較直觀，只要將檢測的值進行迭加平均即可。但是由于其方法在實際生產中，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，間隙小則旋轉困難，也不是理想的檢測方法。

圖1

圖2

為了解決這個問題，下面介紹一種易于實現方法。在檢測內端面與孔垂直度時，如圖2所示。

做一圓盤1，外圓尺寸要小于孔的直徑（內孔自便），使之在孔內端面有移動間隙，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，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個固定支點代替百分表。然后移動底座，使兩表都靠壓在孔的同一垂直平面處，如為讀數及調表方便，可以將兩塊表的表針都調整到0點位置，然后將底座移開轉180°再壓表，使其中1個表針仍位于圖2所指0點，則從另一塊表中就可以直接讀出第一塊表的誤差，這個誤差的1/2就是孔與端面的垂直度誤差。如表在孔內不易調零，則可在第一次測量出兩個表的任意讀數，但要記住兩塊表的讀數、差值和方向。第二次轉位180°后，還可測2塊表的任意讀數，記住差值。2個差值比較，2個差值的1/2就是該孔與端面垂直度誤差。

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

如要有標準的直角尺，則可將該測量用具在平臺上用標準直角尺，直接將上下2塊表的表針都調到0點或用一數量值的位置上，然后直接對零件的垂直度進行測量，不用再轉180°進行比較，這樣每次測出的兩塊表差的讀數就是該面的垂直誤差。連續多點測量最大差值的方向就是該零件的最大垂直度誤差及方向，這樣的測量既不用對零，也不用乘以1/2。

外端面與孔垂直度的測量，原理同內端面測量一樣，如圖3所示。在圓盤上用螺絲釘6固定一固定塊1，固定塊上安一長杠，上面固定2塊百分表3、4，在固定塊1上還要有2個固定支承5、7，用以在測表時為定位基準。

在測量時將圓盤在被測孔端面上接觸，固定塊1接觸孔壁，調整到易于記憶的數字，然后使支承點5、7始終接觸，旋轉圓盤2，兩個表變換數字差的1/2就是外端面與孔的垂直度誤差。

上述的兩種檢測方法都是以圓盤為基礎件，要求圓盤與工件接觸平面要好。如果不具備加工高精度圓盤的條件，則可以在圓盤底面適當的位置上等分加3個支承點，使這3個支承點始終與工件測量表面接觸，這樣無論圓盤的面如何不規矩，都不會影響測量的精度。

圖3

圖4

2. 平面對平面垂直度的測量

特大型零件垂直度要求在0.01～0.015mm時，其通用檢測方法是用直角尺直接測量或用直角尺一側靠在基準面上，另一側面用百分表拉表，百分表所示的數值即為垂直度數值。因大型直角尺本身精度不能滿足要求，零件特大時又無合適的直角尺，測量值只能作為參考。現介紹一種自制檢具（見圖4），其原理是利用平行線間距離相等的原理，首先在被測工件底面放4個可調頂尖，在用水平儀沿x、y軸兩個方向找正水平都是0對0，這個面就是測量基準。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，重錘浸在裝滿機油的容器里，它的作用是使鋼絲（垂線）不發生擺動超阻尼作用。

垂線吊好以后，開始測量，測量用具是在基座上連接1個帶發光二極管的電池盒。電池盒前端有1螺紋孔，螺紋孔里裝上1個內徑千分尺微分測頭，把測頭調整到與鋼絲剛剛接觸，也就是發光二極管時亮時暗為準。發光二極管亮時，說明工件與鋼絲形成斷路，在整個測量過程中應始終保持這種狀態，從上至下移動測量，直至表面測完為止。因平行線間的距離相等，所以，內徑千分尺微分測頭的讀數差值即為垂直度的誤差值。

3. 結語

本文介紹的孔對平面、平面對平面垂直度的檢測方法工藝簡單易行，工裝制造費用低，而且測量準確。特別用在大型零件測量上，實踐證明非常適用，在一般工廠都可以做到。

參考文獻：

[1] 黃云清．公差配合與測量技術[M]．北京：機械工業出版社，2001.

[2] 劉承啟．新編檢驗工檢測計算手冊[M]．北京：機械工業出版社，2002.

收稿日期：（20150115）