空间尺寸检测方法的探讨

空间尺寸检测方法的探讨
摘要：由于现在科研生产任务重、时间紧，检验人员有限的情况下。

针对现在零件检验数量大的特点，需要充分利用现有的检验量具，结合机械产品检验方面的理论知识，通过比较仪法检测空间距离尺寸，不必依靠设备检测较为复杂的检测方法。

利用其实用性强、便捷、易操作的特点，使之可广泛应用于各种尺寸检验当中。

关键词：比较仪法大批量易操作实用性强
1、零件特性及检验难点：
图1 图2
如图1、图2所示，此零件是某装置的重要组成件，其尺寸可直接影响到最终的产品共性能。

从图上可以看出其轴径为8.5（0，+0.058），其公差尺寸小，且测量尺寸8.5（0，+0.058）为空间距离尺寸，用常规的量具（如卡尺、高度尺等）无法测量或者是达不到精度要求。

2、仪器测量难点：
针对此零件的尺寸，可选用万工显、投影仪、三坐标等仪器检测，但存在几个以下问题：
首先万工显，万工显是以影像法和轴切法按直角坐标与极坐标精确地测量各种零件的尺寸、角度、形状和位置，是我们常用的精密检测方法。

经实验，检测一件零件消耗4.5min。

经换算，96件零件，共计（96×4.5）÷60= 7.2H
其次使投影仪，投影仪是光、机、电一体化的精密高效测量仪器。

影像与工件同向，简易直观。

它广泛用于机械、仪表、电子、轻工等行业以及院校、研究所、计量检定部门。

经实验，检测一件零件耗时5.2min。

经换算，96件零件，共计（96×5.2）÷60= 8.32H
最后是三坐标，三坐标仪器也可用于检测空间距离尺寸，但所购的三坐标其测量误差为0.02mm，而现在要检测的尺寸8.5（0，+0.058），按照GB/T3177-2009《产品几何技术规范（GPS）光滑工件尺寸的检验》规定的原则选择计量器具。

选择计量器具的原则是：所选用计量器具的测量不确定度u的数值等于或小于允许的u1值，即u≤u1。

标准将u1值分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。

应优先选用Ⅰ档，其次选用Ⅱ档，最后选用Ⅲ档。

如表所示：1、公差值T=0.058mm-0mm=0.058mm。

2、根据T=0.058mm 且被测尺寸为8.5，所以为图示第三列。

uⅠ=5.2μm,uⅡ=8.7μm,uⅢ=13μm。

3、查三坐标校准证书：量程0～100时不确定度u
=0.020mm=20μm。

可见u＞u1（uⅠ、uⅡ、uⅢ）。

所以不能选用三坐标仪器测量。

另外根据单位现有的条件，以上几种仪器与生产单位之间相距较远，来回有近二十公里。

虽然万工显、投影仪检测精确，但碰到大批量的零件检验时就显得工作效率不足，更何况来回路程较远，并需要专人专项负责接送，这会导致成本增加且降低检测效率。

以上几种方法，耗时较多，目前科研生产任务日益增加，所内每年此类零件有上千件需要加工、检验，针对某单一零件、单一尺寸且大批量检验，我们需要寻求新的好方法。

3、为什么选用比较法：
经过调研、查找资料及向老师傅请教后，我们选择比较法作为此零件尺寸的
检测方法。

因为比较法是一种非常成熟的检测方法，在各个文献资料中都能找到对它的
讲解，并且以检测轴类零件居多。

因为其实用性强、易操作、能在生产现场检测，其方便、快捷的特性已被广泛运用到各种零件尺寸检测当中。

4、比较法的检测方法：
图4（表头）图5（标准量块）
图6（量块校准）图7（零件检测）
对于较高准确度的尺寸，常用的有千分表、杠杆千分表、百分表、杠杆百分
表等和标准量块组合进行比较测量。

所选量具包括表头、表架、标准量块、0～
25外径千分尺，辅助工具有标准垫块。

1）测量前，应先根据被测尺寸的公差等级，从GB/T3177-2009表1中查出
该轴径的计量器具测量不确定度允许值u1
（uⅠ=5.2μm,uⅡ=8.7μm,uⅢ=13μm），并根据JJG34-2008《指示
表检定规程》，查得分度值为0.01 mm的百分表（1mm内）测量不确定度为
u=0.010mm=10μm，u＞uⅠ，不能选用；分度值为0.001mm的千分表测量不确定
度为u=0.005mm=5μm，u＜uⅠ，所以应选用分度值为0.001mm的千分表测量。

2）校准外径千分尺，测量零件Φ8（-0.036，0）的实际值，并记录。

算出
从A面到轴的左端面理论值是多少。

例：Φ8（-0.036，0）实测值为8mm，除以2，加上8.5（因公差为0～+0.058，所以加8.5，以其零位为基准，后续读表时
看其是否在+0.058范围内即可），其理论值就为12.5。

3）将表头、表架组装好，从标准量块中选出理论值为（12.5）的标准量块，若无次规格可在量块中进行挑选、拼加，但必须用千分尺进行测量确认，看测量
读数是否在理论值（12.5）零位，若有偏差需重新选择（因一般情况下每个量块
表面都会涂有保护，当几个量块拼加在一起时，每个量块之间会产生油膜厚度，
所以当量块组在理论值（12.5）时，用千分尺测量会偏大0.01～0.02左右）。

如此反复，直到千分尺读数为理论值（12.5）零位为止。

4）将测量好的量块组放置在组装好的表头下，调整表头位置，并将指示表
对“零”。

5）将量块组取出，将零件以A面为基准、B面靠在标准垫块上，以垂直状态
轻轻的放置工作台和测量头之间，读取表上读数，看其是否在0～+0.058范围内。

并且测量部位应不小于两个截面。

经过反复实践，将一批96个零件逐一检测，数据显示能够将不合格品与合
格品检验出来。

每件耗时0.5min第一批次96件，共计（96×0.5）÷60= 0.8H
从图3的对比图可以看出,比较法的检测效率大大提高。

所以我们选用比较
法进行检测。

其检测效率高，能适应大批量的零件检测。

图3（检验记录、尺寸）
5、总结
经过大量检测和实践证明，次方法在表架、表头定好位后，能大批量、高效率的检测，并且实际操作性强，能做到现场随时检测，方便、快捷，也能保证尺寸精度。

在今后的工作中，我们还应多总结、多思考检验的方法。

检验的量具、仪器有很多种，找到最适合的，在保证质量的前提下，也要提升检验效率。

这也是我们作为一名检验人员应该做到和需要提升的地方。