内型锥度检测探讨

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1、论工件内形锥度检测新方案张然（河南南召474678）0引言工件内形锥度的检测长期以来一直是检测工作中的难点。以往检测较复杂的内形（有锥度或圆弧的）一般有两种方法：一是用样板检测；此方法检测内空形状和位置相当准确，但由于目前新产品越來越多，再加上样板不易加工，所以此方法目前已经不怎么使用了。二是用三坐标测量机，即通过轴向多点检测、径向多圆检测，然后通过评价加计算的方法来确定内形锥面的角度及各接点位置，这种检定方法有其优点：评价的数据比较直接，测量结果比较准确。但也有其缺点：对测头、测杆的要求比较严，且对测件的形

2、状及所测要素的深度都有一定的要求，况且此类工件数量比较大，种类比较多，并且一般都比较急，英至有时还需要现场检测，所以用三坐标检测就显得很不现实，不经济且效率较低。鉴于此种情况，在不失测量精度的前提下，为方便测量，提高工作效率，经过多年来对此类工件（冲压模具、压药模具）的检测，特推岀一套新的比较便利的内形锥度检测方案。这一检测方案主要依据的就是内径量表的测量原理，由于内径量表的测量精度为0.01mm,所以用它测量的数据足可以满足工件要求。1内径量表测量原理内径量表是用来测量圆柱类内形工件的，它是利用内径量表的活

3、动测头与可换测头在工件内腔的轴向与径向分别找折返点的方法来测量工件内形的实际尺寸的。现在用它来测量内锥只是对内径量表用途的延伸，用它测量内锥，由于内锥各截面的直径大小是不同的，所以是不能通过轴向找折返点来确定内径尺寸的。因此，这种测量方法是建立在测量若干轴向位置（由量块来确定）的直径，再通过计算来确定锥度的大小以及内表面各接点的位置关系的基础之上的。注：量块也可用量柱来代替，量柱是指检测Z前加工好的直径为30mm,高度为10mm—300mm,上下面严格平行的一组量柱。用量柱定位可增加其与内径量表接触的稳定性。

4、2适用范围由于这种检测方法的定位工具为量块，而量块的上下工作面是相互平行的，因此，为了保证测量精度，就要使工件基准与测量基准相统一，即该方法有其适用范围，它适用于所用端面与内腔各表面中心轴线相互垂直的工件，不过，鉴于此类工件的端而及内形大都为一次性加工，所以大部分此类工件均可用此方法检测。1内型锥度检测方法由于标准量块的宽度为35mm,所以为方便测量，被测工件的内径应不小于40mm,且为通孔。需要的工具为千分尺、量块、内径量表、平台及计算器。如下图所示为最基本的内形锥度检测，具体检测步骤如下：见图1（1）、首

5、先将被测工件置于平台之上，小头朝下。（2）、将两个高度为H1的量块从工件屮间平行放到平台Z上，用计算器算出所测位置的直径D1,换算出测头实际位置的理论直径Dr,选取适当的可换测头，用千分尺对好尺寸后，将内径量表的可换测头平行放置于H1的两个量块之上，在径向上找折返点，测量岀此位置的直径Dlzzo（3）、将两个高度为H2的量块从工件中间平行放到平台之上，同（2）步骤得出相应位置的直径D2ffo（4）根据公式tga二（D2，'・D1‘'）/2（H2-H1）得出所求的角度a。2不确定度分析通过分析，可得出影响测量结

6、果不确定度的因素有以下儿个方面：1、环境：温、湿度等的影响。（可对工件进行恒温、湿处理）2、测量工具：包括所用工具平台、量块、千分尺、内径量表等的影响。注意量块的修正及千分尺的校准。3、读数的影响。可采取多人多次测量求平均值来消除。4、测量方法的影响。在上述因素中测量方法为影响测量结果不确定度的主要因素。用上述方法内径量表在工件内实际位置如图2所示：设内径量表固定测头的半径为R,活动测头的半径为工件内形锥度半角为贝归内径量表测头与工件内腔实际接触点为A、BoAD丄BC与D。有图可得：AD二(R-r)sinci

7、M=(R-r)sinatg«所以由勾股定理得：[D-(R-r)sinatga]2=D02-

8、(R-r)sina]2(1)tga=AD/2AH△D二D2cosB2-DlcosB15=D2(1-cosB2)-DI(1-cosB1)常用的35-50mm,50-160mm内径量表R=2.5mm,r=l.5mm,从工件的最小测量直径Dl=40mm算SinB1=1/40得cosB1=0.999687455=D2(1-cosB2)-40(1-0.99968745)=D2(l-cosB2)-0.0125f(D)=D2(l-c

9、osB2)=D2-VD22-l(R-r)sinaJ2由于函数f(D)在D大于0时为减函数，所以易得出由此方法引起的不确定度§小于0.0125mm,且与工件角度无关。R图2我们现在再以常用的(50-160)mm内径量表来做一下数据分析：其中R=2.5mm,r=1.5mmo利用公式(1)得下表:锥角半角(度)量块数值(mm)理论直径D(mm)实际位置直径DO(mm)理论实际直径之差(mm)最大AD偏差(