制造錐徑儀構想

凌中倫

（重慶市永川區職業教育中心學校 中國 重慶 402160）

引言：

外圓錐的小端直徑，內圓錐的大端直徑如果用一般的游標卡尺或千分尺等進行直接測量，會由于干涉問題而無法測量，故現在都是用間接測量的方法，復雜且不精確，工人也不便于現場測量，我設計并制造了一種能直接測量外圓錐小端直徑和內圓錐大端直徑的量具，可以大大提高檢測效率和精度，希望能得到生產和推廣。

正文：

機械制造中外圓錐的小端直徑、 內圓錐的大端直徑，如果用一般的游標卡尺或千分尺等進行直接測量，會由于干涉問題而無法測量， 在以往的資料中也都沒有直接的測量方法。 我教車工課程已多年，在網上查找到的資料和高等教育出版社蔣增福主編的車工工藝與技能訓練上介紹的測量方法等都差不多，都是比較麻煩的用間接測量的方法，也是現在的機械工人所用的檢測方法。 即先用角度尺測出角度，再用二根量棒夾住置于平板上的外圓錐小端，千分尺夾住二平行量棒并測出其值， 再通過公式算出外圓錐的小端直徑；用二顆鋼球加深度千分尺，游標高度尺等測量后算出內圓錐孔的圓錐半角，再算出大端直徑。 此種方法存在的問題有（1）操作困難，復雜；（2）多次測量，誤差和累積誤差在所難免；（3）計算復雜，工人沒法在現場檢測和計算。 其具體方法在此我不再累述。

圖1

鑒于以上原因，我設計并用千分尺加角尺改制成了能直接測量外圓錐直徑的錐徑儀，在此發表，以期拋磚引玉，設計出方便的解決直接測量的量儀和方法。

首先，要說明這種量儀的適用范圍，由于我是用90°角尺改制的，所以只適合0°到90°錐角的圓錐臺，且在不倒角前測量，但可先去除毛刺，實際生產中大量的都是小錐度的圓錐臺，所以一般的檢測都沒問題。

我所設計的錐徑儀原理結構大概如圖1 所示。

操作如下：將工件小端直徑處的棱角與角尺兩邊a，b 處接觸，旋轉微分筒，讓螺桿前端的砧座與工件小端面以平面接觸，此時固定套筒上的讀數乘以2 即為小端直徑。

原理分析：由于使用了90°角尺，工件小端直徑如圖所示的a，b 兩點間距離即是一個等腰直角三角形的斜邊，螺桿中心線上點c 是a，b 兩邊的頂點， 到小端面中心的距離即為此等腰直角三角形的斜邊上的高， 故其長度等于其斜邊的一半。 此方法正是利用了等腰直角三角形的斜邊上的高等于斜邊的一半的轉換測量原理。

制造要求：角尺角度標準，與千分尺裝配良好，無晃動，即角尺兩邊中心線與螺桿中心線三線共面且螺桿中心線為角尺的角平分線；螺桿上砧座端面與螺桿中心垂直；螺桿中心線上點c 是a，b 兩邊的頂點； 固定套筒反裝，c 處為最大值，砧座縮到角尺頂點時固定套筒上露出的為最小值，即砧座的厚度。

使用的注意事項：圓錐小端面與圓錐的中心線的垂直度誤差越小越精確，不允許留有凸臺（當然可以將螺桿頭上的砧座中心鉆個孔，使凸頭能落在孔內，以消除凸頭的干涉）；圓錐小端面a,b,c 三點接觸良好,c 處應為面接觸；如果外圓錐小端面上有臺階，只要小端面的棱角能與角尺接觸，螺桿上的讀數值加上一個臺階高度再乘以二即可。

誤差分析：由于千分尺的讀數乘以2 才得出數值，故量具千分尺誤差就被放大了一倍；同時可能還有角尺引起的誤差。

此法的優點：如果符合上面的使用注意事項要求，誤差比用間接測量的準確，方便快捷。

拓展：如果將微分筒調一個方向，內圓錐孔套在角尺外面，結構上稍加改進即可用此原理測量內圓錐孔的大端直徑。

結語：

由于身為中職教師，學校設備及科研條件有限，自己學術水平有限，還望同行批評指正，提出寶貴意見，以便更好地為生產服務。