細小孔徑參數自動檢測系統數學模型研究

摘 要：雙母線多功能測量儀可以借助步進電機帶動可浮動的雙瓣測頭進行各種孔徑的測量。針對小孔結構特點，建立小孔測量數學模型，包含誤差剔除方法，小孔參數的計算方法，同時對所建立模型進行仿真。

關鍵詞：小孔孔徑；測量；數學模型

1 概述

機械零件中可以將孔內徑為Ф4～Ф12mm，長度為10～60mm的孔徑歸類為細小孔徑的一部分。在油泵、油嘴等機械生產企業，其產品多為油嘴、柱塞、出油閥等精密偶件，對于這類孔件各類參數的檢測，如內孔的形狀、最大孔徑、最小孔徑、雙母線錐度、雙母線平行度的測量，目前較為缺乏經濟適用性高的檢測設備。

2 數學模型研究

2.1 直徑的測量

細小孔徑參數檢測系統測頭部分主要結構如圖1所示，在兩瓣式測頭中間放置一個測桿，測桿中心軸線與邊緣夾角為45°。兩瓣式測頭與小孔接觸時，隨著孔徑直徑尺寸的變化，兩瓣式測頭會隨之張開及減小，當兩瓣測頭張開，其內部測針會自動下降，由于本身結構帶有45°夾角，測桿下降距離與兩瓣式測頭水平移動距離相同，反之亦然。測桿上端與傳感器相連，由傳感器記錄不同高度位置上，兩瓣式測頭水平距離變化量。

4 仿真

現有一油嘴，油嘴孔徑尺寸?5mm，70mm長對該孔徑測量進行模擬仿真。

孔徑檢測系統已經校準，通過測量的到小孔內壁兩條雙母線上在同一正截面上各點坐標值如下，高度方向上每隔5mm進行一次采樣。

根據各點測量數據進行分析，可得最大直徑值Dmax=5.328mm，最小直徑值Dmin=4.998mm，平均直徑D=5.0845mm

直線度分析：得到直線度誤差f=26.999μm

平行度：平行度f=20.995μm

5 結束語

本測量系統數學模型是完成硬件產品設計的基礎，明確測量內容及其模型，可由軟件完成計算，準確度高，轉換速度快，測量系統硬件結構較簡單，大大提高噴油嘴類零件的自動化測量效率，減輕了工人的勞動強度，對生產的發展具有重要意義。