不垂直底面孔的深度測量

■ 鄭州飛機裝備有限責任公司 （河南鄭州 450005） 何明輝 溫 昊 于海鵬

在車削加工過程中，經常會遇到孔底面不垂直于孔軸線的內孔深度難以測量的問題。本文利用車間常見的鋼球輔助測量，通過轉換測量基準和簡單的尺寸計算，能夠迅速計算出基準轉換后的被測尺寸及其公差，配合使用深度千分尺精確檢測出具體尺寸，可快速測量圖樣上的孔深尺寸。

1. 零件的測量問題

以某鐵芯組件為例（見圖1），φ10.08+0.02+0mm內孔和錐面均為配合尺寸，精度要求較高，對孔深尺寸22-0-0.1mm要求嚴格，由于孔底面與內孔母線存在角度，并相交于一點，尺寸終點是一條線，僅靠游標卡尺、深度尺等傳統測量工具無法準確測量，直接影響到零件的加工精度。如何利用有限的測量工具，快速完成檢測，是我們要解決的問題。

圖1 零件尺寸

2. 測量原理

為準確測量出孔深尺寸22-0-0.1mm，可將一φ10mm鋼球放入工件φ10.08+0.02+0mm孔內（見圖2），O為鋼球中心，A為90°錐面的頂點，B為鋼球中心到錐面的垂點，C為φ10.08mm孔徑底部和90°錐面的交點，OD為鋼球圓心到φ10.08mm孔底的距離。通過測量基準轉換，只需用深度尺或深度千分尺測量端面到球體的尺寸H即可。

3. 尺寸計算

圖2 測量方法示意

為保證測量的準確性，數據計算結果必須準確。孔徑按中差φ1 0.0 9 m m計算，鋼球半徑R=5mm，孔底錐面為90°+30′+0，以此作為最后代入計算公式中的數值計算如下：

1）當錐面取值為90°時，由圖2可知，在R t△O A B中，OB=R=5mm，∠OAB=45°。根據三角函數的正弦定理可得：OA＝OB/ sin∠OAB＝5/sin45°＝7.071（mm）。AD＝CD＝10.09/2＝5.045（mm）。OD＝OA-AD＝2.026（mm）。Hmax＝22-（OD＋R）＝14.974（mm），Hmin＝21.9-（OD＋R）＝14.874（mm）。因此，H＝14.9＋0.074-0.026mm。

2）當錐面取值為90.5°時，由圖2可知，在R t△O A B中，OB=R=5mm，∠OAB=45.25°。根據三角函數的正弦定理可得：O A=O B/s i n∠O A B =5/s i n45.25°=7.040（m m）。A D=C D/t a n∠O A C=5.0 0 1（mm）。OD=OA-AD=2.039（mm）。Hmax=22-（OD＋R）=14.961（mm）。Hmin=21.9-（OD＋R）=14.861（mm）。因此，H=14.9＋0.061-0.039mm。

將根據錐面取值為90°和90.5°時計算出的兩個H值合并，得出H=14.9＋0.061-0.026mm。

4. 測量時的注意事項

為了盡可能減小測量誤差，實現對孔深的準確測量，使用該方法時要注意以下事項：

1）在測量前，需將被測零件的內錐面和表面擦拭干凈，測量時用力適中，否則測量數據容易產生誤差。

2）選用精度標準高的鋼球，以滿足測量及計算準確性要求。

3）內孔直徑要測量準確，內錐面角度值要把上、下偏差值分別代入公式計算，合并取值，保證測量尺寸H的正確性。

4）在使用深度尺或深度千分尺時，應保證測量面與鋼球最高點接觸。

5. 結語

本測量方法利用現場常見的鋼球和通用量具，通過計算出H的尺寸公差，測量出不垂直底面孔的深度，適用于不同角度斜面孔深度的測量，節省了制作專用量檢具的費用，給現場測量工作帶來了便利，提高了測量工作效率。