提高游标卡尺示值检测的精度- .pdf

提高游标卡尺示值检测的精度 哈尔滨量具 刃具 集团有限责任公 司 黑龙江1 5 0 0 4 0 杨 荣 游标 卡 尺 的 示 值精 度 是 保 证 游 标 卡 尺 在 使 用 过程 中量值准确程度的综合指标 也是游标 卡尺制 造精度的综合体现 所以 保证示值精度是提 高游 标卡尺产品质量 的关键 影 响游标卡尺示值精度 因 素很多 例如尺身基准面直线度 刻度面的平面度 量爪对刻度面的垂直度 以及测量力等 这些 因素都 是在 生产 过 程 中 造成 的 那 么 如 何 保 证 游 标 卡 尺 示值精度 除 了合 理安 排设 计 工 艺和 制造 过程 之 外 还需要有严密合理的检测手段 本文以0 3 0 0 m m读数值为 0 0 2 ram游标卡尺在 生产检查 中的问题进行探讨 1 卡 尺尺 身基面直 线度的影响 1 尺身基面弯曲 在一 般情况下 是均匀弯 曲呈圆弧形 如图 1所示 若在 3 0 0 ra m 长的尺身基 面上 直线度为 6 假设在零位卡尺两测量 面是 平行 的 随着 尺框 向后 推移 尺框将相对原始位置发生倾斜 同 时使尺框测量面作相应 的倾斜 两 测 量 面形 成夹 角 一 R 一 2 R 6 l 6 2 譬 R 6 很小 可忽略不计 即 R L2 又 R J 代入得 故 8 8 r a d 刚 身 其 而 盲 纬 霄 对 示 信 的 影 响 图1 计算如下 基 如 若卡尺测量面下量爪伸出长度为 H 6 0 m m 6 0 0 1 ra m 如 图 2 所 示 则 舶 孚 8 0 0 1 60 0 01 6 mm 由计算 可知 0 3 0 0 m m 读数 值为 0 0 2 m m 的 卡 尺 如 果 基 面 直 线 度 为 0 O l mn l 对 示值还 是有 影 响的 2 尺身导向面 基面 是保证 游标卡尺正常工 作的基 准 其直线度大 A 基 小对游标卡尺示值误差有影 响 由于卡 图 2 尺尺身在精加工后 装配之前 还有很多工序需要 加工 如磨 凹面 电镀 和照相等 很可能造成尺身 导向面变形 破坏 了原有 的精 度 另一方面 按加 工工艺规定 尺身导向面在 精磨后 的检查 是用刀 口尺通过光隙法进行检查 来估读 间隙大小的 显 然这不但有估读 的误差 还 有检查 基准 方法等因 素 的影 响 而且 间 隙不 是 造 成 卡 尺 示 值误 差 的直 接 因素 我们知道 尺身导 向面对示值 的影 响 是尺 框 沿导 向面 移 动 后 相 对 于 尺 框 在 零 位 时 的原 始 位 置产生倾斜 两测量 面形成夹角所产生 的 而不 是 直接 由尺身导 向面的间隙大小造成 的 所 以采用该 检查 方法 是不 完全 合理 的 在图 3 图4中 假设尺身基面是均匀弯曲呈圆 弧形 图3是单个弯曲 图4是有两个弯曲 直线度 偏差 都是 6 设 尺 框 移 动 位 置 L 3 0 0 m m 直 线 度 偏 差 6 0 0 1 to n i 量爪伸出长度 H 6 0 mm 此时 O L 和 为 尺框相对原始位置上的夹角 由图 3计算如下 基l 如1 8 6 H L 8 0 0 1 5 6 0 3 0 0 0 0 2 4 mm 同理 由图4 计算 尺身基 面直线度对示 值的 参磊 工 冷 加 磊 6 1 网3 图4 影响 为 就 m 2 8 6 H 8 0 01 5 X 6 0 1 5 0 0 0 4 8 f il m 由计算可知 尺身两个弯 曲比一个 弯曲对示值 的影响要大 如果尺身弯曲呈 蛇形 则对示 值的影 响会 更 大 3 对尺身基面的检查卡尺检定规程 J J G 3 0 2 0 0 2中规定 游标 卡尺在成 品检查 时 只在 3个位 置上检定示值 而使用 者在测 量过程 中 很 可能在 任何位置上使用和测量 所 以 为 了更好地 反映尺 身导 向面直线度对示值 的影响 我厂设计 了 2 6 0 1型 卡尺尺身基面直线度测量仪 该仪器采用 电感测微 原理 取得各传感 器尺身的坐标点 以第一 第二 传感器测头的坐标连线为基准线 然后计算每两个 测头坐标点连线的偏角 并选 出其最 大者数值 以 角秒显示 具有监 视 分析 判 断 报 警 等功 能 测量速度快 数值准确等特点 由以上两种情 况 建议卡 尺在装配前 要对尺 身导向面进行复检 对有疑 问者 采 用卡尺尺身基 面直线度测量仪进行判断是 比较合理 2 量爪测量面偏 角对 示值的影响 卡尺在装配过程 中 量爪测量面需要精研加工 常常由于加工方法不 当 会造成 量爪 测量 面对 尺身 刻度 面的偏斜 在检查卡尺示 值时 会 因为量面偏 斜而引起示值误差 而且 由于测量方法 的不 同 引 起示值误差的大小也不同 1 首先讨论下量爪 假设量爪 测量面对卡尺 尺身刻度 面垂直度为 l 0 若用贴合方法测量 找最 小值 如图 5所示 示值在 3 0 0 ram长上影响为 垂 贴 L f 一 2 L一 1 3 0 0 1 0 0 0 0 0 3 1 3 6 m 2 若用放正法测量 沿尺身方向 如图 6所 6 2 参磊 冷 加 工 示 因卡尺尺身厚度 h 4 ram 对示值的影响为 垂平 4 X 1 0 0 0 0 0 3 0 O 1 2 mm 三 一 图5 由以上计算结果可以看出 贴合法测 量影响示值较小 放正法测量示值较大 3 对 于 上 量 爪 由 于 量 面 很 窄 0 2 0 6 ra m 常常被忽视 认为在这样 V 窄的量面上即使是有些偏斜也不会对示值 图 6 有多大影响 实际上正是 由于量面很窄 在制造加工 时容易产生较大 的偏角而影响示值 在 历年的抽检中也可以证实这一点 设刃宽 d r 0 5 m m 偏角 O 3 L 1 5 1 2 ram 用贴合方法测量 量爪需要转过长度为 3 X 0 0 1 7 4 5 5 1 2 2 6 8 n l r f 1 超过 了量 面的宽度 所 以最 小值实际是 两量面尖点 与量块接触连线 如 图 7所 示 图7 按三角函数方法计算 则产生的误差为 0 01 7 4 5 0 5 6 由正弦 定理 s in 8 7 s in 9 0 2 4 4 0 0 2 4 1 l l m 采用放正法测量 则对示值的影响为 垂 放 0 5 0 1 7 4 5 X 3 0 0 2 6 m m 由计 算可 知 量 面偏 角对 示 值误 差 影 响 是 很 大 的 由于在实际使用测量过程 中 两种测量方法都 可能采用 所 以要适 当控制此项 的加 工误差 并且 在检测卡尺示值误差时 贴合法和放正法均应合格 如果卡尺量面有较大偏斜 时 对 于有经 验的检 查员 通过光隙法 是 可以观察到单面量爪与量块 花键的加工与检测技巧 烟 台捷林达通用齿轮箱 制造有 限公 司 山东2 6 5 5 0 0 张小强 在机械产 品设计 中 花键联接为多齿工作 承 载能力高 对 中性 导 向性好 齿根较浅 应力集 中较小 轴与毂强度削弱小 因而被广泛地应用飞 机 汽车 拖拉机 机床制造业 农业 机械及一般 机械传动装置 中 对于载荷较大 定心精度要求较 高以及尺寸较 大的联接 常用渐开线花键联接 渐 开线花键的齿廓为渐开线 受载时齿上有径向力 能起 自动定心作用 使各齿受力均匀 强度高 寿命长 我 单位某产品花键轴如图 1所示 材料为 2 0 C r Mn T i B B 8 7 7 图1 1 问题 的提 出 由图 1可知 该产品 5 5 ram外圆需要在滚花键 后进行磨削 由于其齿数 为奇数 磨 外圆时不能直 接测量 需要换算尺寸后用公法线千分尺间接测量 控 制 量面的间隙 如果有异议 特 别是上量爪 还可以 卡住小尺寸量块来观察卡 尺量 面偏斜 的程度 进行 判断和处理示值误差是否超差 3 结 语 卡尺量面偏斜 尤其是上量爪对示值 的影响不 容忽视 采用合理 的检查方法 是提 高卡尺示值精 度非 常重要 的手 段 MW 收稿 日期 2 0 1 0 1 2 1 8 另外 由 于 4 5 O 7 9 ra m 外 圆处 装 配 油 封 因 此 在 加工花键时不能有滚刀滚切痕 即图样要求滚切痕 4 mm 实际生产中由于滚刀直径较大 加工后发 现滚切痕 1 0 ram左右 不能满足图样要求 2 问题 的解 决 I 奇 数 齿 外 圆尺 寸 换 算 方 法 一 利 用 C A X A电子 图板直 接作 图 然 后在 图 中直接 测量 打 开电子图板 单击 绘制 齿轮 命令 在弹出的对 话框 中进行各参数设定后 单击 确定 生成齿轮 的平面图形 直接测量得齿外尺 寸 d 5 4 8 8 0 1 m m 如 图 2所示 图2 方法二 画出齿轮图形后 测量 4 5 5 m m外圆处 弦长得 5 1 2 9 8 ram 利 用 直 角 三 角形 的 公 式 得 5 1 2 9 8 2 5 1 2 9 8 2 5 5一 解 元二次方程得弦高 0 1 1 9 8 7 1T i m 故所需换算 尺寸 d 5 5 0 1 1 9 8 7 5 4