一种圆锥孔测量装置

Ｔｅｃｈｎ０１０ｇｙ　ａｎｄ　Ｔｅｓｆ工艺与检测　一种圆锥孔测量装置　崔丽娟　（燕山大学里仁学院，河北秦皇岛０６６００４）　摘要：圆锥配合应用广泛，但是锥子Ｌ测量一直效率低下。根据锥孔的测量原理，结合游标结构设计了一种　便捷的测量装置。并结合实例介绍了该装置的具体结构、使用方法及锥孔参数计算公式。　关键词：圆锥配合锥子Ｌ参数游标结构测量　中图分类号：ＴＧ８０２　文献标识码：Ｂ　Ａ　ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｆｏｒ　ｔａｐｅｒｅｄ　ｈｏｌｅｓ　ＣＵＩ　Ｌｉｊｕａｎ　（Ｙａｎｓｈａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ　０６６００４，ＣＨＮ）　在机器结构和机械设计中，圆锥配合有着广泛的　应用。这主要是因为内圆锥孑Ｌ和外圆锥具有较高的同　径Ｄ、圆锥高度Ｈ、锥角　是重要的设计参数，也是经　常需要检测的数值。在图１中，由于圆锥孔外形呈锥　轴度、良好的密封性、稳定的配合自锁性、间隙和过盈　可以自由调整等优点。在圆锥体配合中，影响互换性　的因素很多。为了分析和研究其互换性，一般把圆锥　角、圆锥直径、圆锥长度和圆锥锥度作为主要参数进行　研究。在生产实际中，也经常结合具体情况选择上述　参数中的一项或者几项进行检测。　形，锥孔两端与相邻表面（端面和圆柱面）的交点不容　易识别、捕捉，同时在锥孔的末端往往还存在圆角尺　或者残余毛刺，这都给上述参数的检测带来不便，其测　量工作比圆柱测量更显费事。　目前，常规的测量方法主要分３类，即比较测量　法、直接测量法、间接测量法。　１　常规测量方法简介　图１是常见的一种锥孔结构示意图。其中大端直　试切检验。３次试验的实际测量结果为：表面粗糙度　分别为０．８１０　２　ｍ、０．７８４　７　ｍ、０．７９３　３　ｔｘｍ，平均值　为０．７９６　１　Ｉｘｍ；切削力为７９．２８１　２　Ｎ、７７．６３４　９　Ｎ、　８０．８７５　５　Ｎ，平均值为７９．２６３　９　Ｎ。试切结果与理论　比较测量法就是将标准锥度量具如圆锥塞规或环　规与被测锥度相比较，用光隙法或者涂色法进行检查，　通过检查塞规或环规与被测锥度的接触面积和接触部　［３］方开泰，马长兴．正交与均匀试验设计［Ｍ］．北京：科学出版社，　２００１．　［４］陈明，袁人炜．推动我国高速切削工艺发展若干问题的探讨［Ｊ］．中　国机械工程，１９９９，１０（１１）．　［５］王素玉，赵军，艾兴．高速切削表面粗糙度理论研究综述［Ｊ］．机械工　程师，２００４（１０）：３—５．　值出入不是很大，说明优化结果是可靠的。　６结语　本文引入均匀试验设计方法，建立了多水平多因　［６］张雷．高速铣削表面粗糙度的研究［Ｊ］．组合机床与自动化加工技　术，２００２（１２）：３１—３４．　［７］Ｓｕｒｅｓｈ　ＲＶ　Ｓ，Ｖｅｎｋａｔｅｓｗａｒａ　Ｒａｏ　Ｐ，Ｄｅｓｌｕｎｕｋｈ　Ｓ　Ｇ．Ａ　ｇｅｎｅｔｉｃ　ａｌｇｏｆｉｔｔ—　素的高速切削试验设计方案。对实验数据进行了曲线　ｍｌｉｃ　ａｐｐｒｏａｃｈ　ｆｏｒ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ　ｍｏｄｅｌ［Ｊ］．Ｉｎｔ．Ｊ．　Ｍａｃｈ．Ｔｏｏｌｓ　Ｍａｎｕｆ，２００２，４２：６７５—６８０．　拟合，证实了切削参数与表面粗糙度、切削力之间的影　响关系。对实验数据进一步分析得出数学模型，优化　了切削参数，在满足表面粗糙度要求的前提下，得到了　［８］Ｂｅｎａｒｄｏｓ　ＥＧ．Ｖｏｓｎｉａｋｏｓ　Ｇ　ｃ．Ｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ　ｉｎ　ｎｍｃｈｉ—　ｎｉｎｇ：ａ　ｒｅｖｉｅｗ［Ｊ］．Ｉｎｔ．Ｊ．Ｍａｃｈ．Ｔｏｏｌｓ　Ｍａｎｕｆ，２００３，４３：８３３—８４４．　第一作者：胡军科，男，１９５９年生，教授，主要从事　液压传动、机械制造及自动控制方面的教学和研究工　作。　最小切削力、较高切削效率时的切削参数值。最后进　行了试切验证，结果表明参数选择可靠，均匀试验设计　方法用于高速切削的参数优化选择是可行的。　参考文献　［１］张伯霖．高速切削技术及应用［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００２．　［２］艾兴．高速切削加工技术［Ｍ］．北京：国防工业出版社，２００３．　（编辑文章编号：１２ｏ７３７　周富荣）　（收修改稿日期：２０１１—０９—２６）　如果您想发表对本文的看法ｌ请将文章编号填入读者意见调查表中的相应位置。　工艺与检测Ｔ眈ｈｎ０１０ｇｙ　Ｑｎｄ　Ｔｅｓｔ　位来判断锥度是否合格，这种测量方法只能判断被测　Ｄ　锥度是否在允许的公差范围内，而不能得出锥度的具　体数值。　直接测量法就是直接从　计量器具上读出被测锥度，　常用的工具有工具显微镜、　二坐标测量机等，测量方便　但操作复杂、设备价格昂贵。　间接测量法则是测量与　一～／、—　图２锥孔参数示意图　被测锥度有关的线性尺寸，　通过三角函数计算出被测锥　图１常见的锥孔结构示意图　度的相关参数。与比较测量　法和直接测量法比较，间接测量法往往采用一些特定　一　度　、锥角　都可以通过公式计算出来。具体公式为　ｒｃｔａｎ　的结构，并借助常规测量器具进行，具有测量针对性　强、成本低、测量结果准确、精度能满足检测要求等优　点，因此被机械加工企业广为使用。本文介绍的就是　利用问接测量法检测锥孔参数的一种圆锥孔测量装　置。　Ｄ１：Ｄ２＋２Ｈ２ｔａｎ　Ｄｌ—Ｄ４　＝—　２ｔａｎ　２锥孔测量的原理和计算公式　文中锥孑Ｌ测量装置仍属于间接测量法的范畴，是　根据公式可知，只要测量Ｄ　、Ｄ　、Ｈ２、Ｈ　、ＡＤ，就可　以计算出锥孔的相关参数了。　根据锥孔的几何形状特点，利用三角函数计算出被测　锥度的相关参数的，其设计原理利用图２证明如下。　图２中，锥孔的所有参数如大端直径Ｄ　、圆锥高　３测量装置的结构　下面结合图３详细说明本装置的细节和工作情　（ａ）主视图　（ｂ）剖视图　（ｃ）读数窗口剖视图　１一触头；２一基座；３一读数窗口；４一锁紧螺钉；５一滑动杆；６一百分表；７、９～弹簧；８一滑芯；１Ｏ一涨环。　图３锥孔测量装置的主视图和剖视图　型ｐ７　２ｏ　１２￣Ｔｅｃｈｎ０Ｉ。ｇｙ　ａｎｄ　Ｔｅｓｆ工艺与检测　（ａ）使用前　（ｂ）使用过程中　（ｃ）使用过程中　图４测量装置使用示意图　况。　数值　就是触头１轴心线到基座２底面的距离，这时　的触头１外侧所在锥孔直径就是Ｄ　，如图４ｂ所示；然　后松开锁紧螺钉４，并将百分表６置零，接着继续向下　该装置中触头１安装在滑动杆５下端的孔中，滑　芯８安装在滑动杆５内部，百分表６通过涨环１０安装　在滑动杆５上端，滑动杆５上的锁紧螺钉４用来限制　推动滑动杆５一段合适距离　，此时触头１向滑动杆　５中心移动，并利用内侧的锥度推动滑芯８向上移动，　滑芯８和滑动杆５的相互位置，滑动杆５内部的弹簧　７、９保证触头１和滑芯８接触可靠，滑动杆５安装在　基座２中间，通过基座２侧面的窗口３能看到滑动杆　５，基座窗口部位３和滑动杆上面都有刻度，基座２和　滑动杆５二者组成游标深度尺，能准确测量出滑动杆　５相对基座２的位置变化。　使百分表６的示值发生变化，用ＡＤ表示，如图４ｃ所　示；最后使用标准量具（如游标卡尺或内径千分尺）测　量得到Ｄ　。　至此，计算锥孑Ｌ所需要的所有数据就全部测量出　来了，代入前面的计算公式就可计算出需要检测的锥　孔参数了。　在图４中，Ｄ，＝９０　ｍｍ，Ｈ２＝１３．２　ｍｍ，Ｈ　＝１６．４　ｍｍ，ＡＤ＝２　ｍｍ，Ｄ　＝４４．５　ｍｍ，则根据前面公式，可得　：为了测量方便和后期计算时的数据处理，制作本　测量装置时，可以根据需要将一些结构或尺寸进行专　门确定。例如将触头１轴线到基座２下端的距离确定　为游标深度尺的起始读数，将触头１最外侧时所在圆　的直径确定为Ｄ　，将触头１内侧和滑芯８下端锥角确　定为４５。。　６４。；Ｄ１＝１０６．５　ｈｉｍ；ＨＩ＝４９．６　ｍｍ。　４　结语　本装置在使用中能满足锥孔的测量精度要求，对　操作者的技术要求不高，能在机械零件加工后使用，也　能在加工过程中使用，并具有适应性广、结构简单、方　便制作等特点，尤其适合中小企业使用。　参考文献　［１］李柱．互换性与技术测量基础［Ｍ］．北京：中国计量出版社，１９８４．　使用前，先将基座２和滑动杆５组成的游标深度　尺读数置于起始位，并锁紧滑动杆５上的锁紧螺钉４　（这时游标深度尺读数为触头轴线到基座下端的距　离，而不是“０”，触头最外侧所在圆的直径为Ｄ，），然　后将基座２底面擦拭干净平放在被测锥孔上，此时就　可以进行测量了，如图４ａ所示。　测量时，先将滑动杆５向下推，此时滑动杆５及其　上面的百分表６、内部的滑芯８、下端的触头１同时下　作者：崔丽娟，女，１９６８年生，硕士，副教授，主要　从事机械类课程的教学和研究。　（编辑　李　静）　（收稿日期：２０１１—１０—２１）　文章编号：１２０７３８　如果您想发表对本文的看法．请将文章编号填入读者意见调查表中的相应位置。　移，当触头１接触到锥孔内表面时，由于锁紧螺钉４已　经将滑芯８固定，而滑芯８下端限制了触头１向中间　移动，于是滑动杆５停止下移，此时游标深度尺显示的　ＺＵ　Ｉ　ｌ耳