斜面點位置度的測量

■ 山西航天清華裝備有限責任公司 （山西長治 046012） 李曉波 樊文淵 杜小英 李 寧

點的位置度的公差值前加注Sφ，公差帶是直徑為公差值t的球內區域，該球的球心位置由兩個或者三個相關基準的理論正確尺寸來確定。實際測量操作中，使用通用量具測量空間點位置度的公差有一定的難度。

1. 測量要求

圖1 零件結構及尺寸

零件結構及尺寸如圖1所示，需測量φ12H7通孔斜面口部圓心相對于基準B、D和E的理論正確尺寸的位置度公差，公差值為Sφ0.10mm。受測量條件所限，只能用通用量具測量，具有一定的難度。

2. 測量方法分析

依據點位置度公差的定義，分析該工件需測量的空間點位置度公差。與該點位置度公差相關的三個基準分別為B、D和E，這三個基準相互垂直，正好確定了一個三基面體系。以相對于三個基準的理論正確尺寸確定的該點的唯一正確點為原點，建立一個直角坐標系，如圖2所示。則只需分別測出該點與三個基準之間的實際尺寸，并與其相對應的理論正確尺寸相比較，分別得出該點在三個坐標軸上的實際誤差值?x、?y和?z，帶入公式中，計算出該點的位置度誤差值。式中，?為該點位置度誤差值；?x、?y和?z分別為該點與三個基準的誤差值。

圖2 直角坐標系及位置度誤差值測量原理示意

3. 測量器具

受條件所限，此點位置度誤差測量只能使用通用量具。所需量具如下：①精度0.01mm、帶表架的杠桿百分表。②83塊4等量塊。③精度0級或1級的方箱。④0級測量平板。⑤φ12mm測量棒，其尺寸精度如圖3所示。

圖3 測量棒的尺寸精度

4. 測量步驟

1）如圖4所示，將工件放置在測量平板上，因基準面B上有一突出的螺紋，因此在基準面B與平板之間墊入兩組等高的量塊，以避開螺紋的影響。量塊高度HL以稍高于螺紋長度為宜。

用杠桿百分表配合量塊，測出此時φ12H7孔端部上、下母線的高度尺寸x1、x2，將其代入公式Bs＝（x1＋x2）/2－HL中，計算出被測要素的實際高度尺寸BS。

將BS與被測要素相對B基準的理論正確尺寸相比較，得出被測要素在此方向上的誤差值?x。

2）將工件如圖5所示放置在平板上。此時基準E與平板緊密貼合。

用杠桿百分表配合量塊，測出此時φ12H7孔端部上、下母線的高度尺寸y1、y2，將其代入公式Es＝（y1＋y2）/2中，計算出被測要素此方向的實際高度尺寸Es。

將Es與被測要素相對B基準的理論正確尺寸相比較，得出被測要素在此方向上的誤差值fy。

3）被測要素相對D基準的實際尺寸使用通用量具無法直接測得，只能間接測量。

將工件如圖6所示放置在平板上。用杠桿百分表和量塊測出L1、L2，將其代入公式Lk＝（L1＋L2）/2，計算出被測要素到F面的實際尺寸Lk。

再將工件如圖7所示放置在平板上，將工件F面緊靠在方箱上，依次放入量塊1、量塊3和測量棒。

圖4 BS測量方法示意

圖5 Es測量方法示意

圖6 Lk測量方法示意

圖7 DS測量方法示意

其中量塊3的作用是將測量棒的軸線與被測要素置于同一平面，以方便計算。量塊3的實際尺寸k由公式k＝Lk－d/2計算得出。式中，Lk為該孔斜面口部圓心到F面的實際尺寸；d為測量棒的實測直徑。

量塊1的作用是為了將測量棒與該斜面墊起，不至于讓測量棒與該斜面直接接觸，以達到減小測量棒圓柱面直線度和該斜面平面度對測量結果的影響的目的。其尺寸h不宜太大，0.5～1mm即可。該量塊放置在φ12H7孔端口部，與被測要素重合。

量塊與測量棒放置妥當后，用杠桿百分表配合量塊測出高度尺寸Hz，將其代入公式Ds＝Hzd/2－（d＋2h）/（2sin50°）中，計算出被測要素在此方向的實際尺寸DS。式中，Hz為測量棒上母線實測高度；d為測量棒實測直徑；h為量塊1的實際尺寸。

將DS與被測要素相對D基準的理論正確尺寸相比較，得出被測要素在此方向上的誤差值fz。

4）將以上步驟得出的三個誤差值fx、fy和fz帶入公式中，計算出被測要素對聯合基準B、D和E的位置度誤差。

5. 結語

該位置度的測量難點是被測要素相對D基準的誤差值測量。因為該誤差值無法直接測量，需要使用輔助的測量棒等器具，通過運用三角函數間接計算才能得出。

使用通用量具測量該空間斜面點位置度的過程中，應注意以下兩點：①測量過程中使用的量器具，在測量前必須校對歸零，以保證測量結果正確。②工件與平板、方箱等器具的接觸面必須保持平整，無毛刺、灰塵和切屑等雜物，接觸面必須保證能夠緊密貼合。