內錐角度及深度的測量方法

張亞曉，高云超

（1.航天精工股份有限公司，天津 300300；2.91576部隊，浙江 寧波 315000）

在機械行業加工中，很多零件都有內錐結構，因是內部結構錐面相關尺寸不易測量。針對內錐面常用的測量方法是通過錐度規的著色法，這對測量人員要求較高，必須準確把握色層厚度，因為色層的厚度直接影響著色面積，進而影響測量結果。下面介紹幾種比較容易操作的測量方法，其測量精度主要由其使用的量具精度決定。

為方便后續描述，設內錐角度為α，半角為a=α/2，錐面小端直徑D1，大端直徑D2。

1 內錐角度的測量方法介紹

在這里主要介紹的測量方法分別為等徑雙球測量方法、非等徑雙球測量方法、雙柱測量方法。具體分析如下。

1.1 雙球測量法及球徑選擇

1.1.1 等徑雙球測量法

圖1 等徑球測量原理示意圖

由圖1可以看出：

其中，R為選用的球直徑很容易測量出來，而H1和H2可以由深度尺等量具直接測出，它們是相對于同一個基準面測量得到的。

1.1.2 非等徑雙球測量法

圖2 非等徑雙球測量法示意圖

由圖2可以看出：

其中，

那么，

1.1.3 雙球法中球徑選擇方法

雙球測量方法實施的基礎是：小球的球面必須能夠與內錐面相切，如圖1所示，否則將測量失敗。小球直徑分析如下：

（1）當小球剛好在錐面小端相切時小球尺寸最小，用Rmin表示，由圖1可以得出：

（2）同理，當小球剛好與錐面大端相切時，小球尺寸最大，即：

選擇球時，必須考慮因a角度偏差較大造成的影響，盡量不靠近半徑極限值，保證球能夠與錐面相切。

1.1.4 無合適球徑時的測量方法

當球徑較小，無法滿足測量需要時，可借助圓柱棒，等徑和非等徑雙球測量均可參照圖3進行放置，其后的測量方法與前面的測量方法一樣。

圖3 小球徑的角度測量方法

1.2 雙柱測量法

圖4 雙柱測量法示意圖

由圖4可以看出：

其中，

在該方法中，只需保證圓柱的直徑在D1和D2之間即可。

2 錐端深度測量方法

要測量錐面小端處的深度H，必須讓小球能夠卡在小端面，在圖1中小球剛好卡在小端且與錐面相切，這是一種極限位置，很難把握。其實在這里小球只要能夠卡在錐面小端不掉入內孔且不與錐面相切即可，僅以圖1為例，可以看出此時基準面到內錐面小端處的深度：

其中，

將式（10）代入式（9）可以得出：

式中的H2、R、D1、D2均容易測出。

測內錐深度時，小球半徑的選擇方法如下。

首先，小球的半徑R必須大于錐面小端的半徑D1/2，否則會掉出錐面；其次，當小球剛好與錐面相切，同時又卡在錐面小端時的半徑最大，由圖1可以得出此時小球半徑為，那么測量內錐面深度時選擇的球半徑R必須滿足：

選擇球時，必須考慮因a角度偏差較大造成的影響，盡量不靠近半徑極限值。

3 結語

本文介紹了幾種簡單的內錐角度測量方法和一種內錐深度的測量方法，并給出了球徑的選擇方法，這些方法操作簡單，極易上手，且使用通用量具即可完成測量，非常實用。