将通用量具改装成专用测孔组合装置的探索

将通用量具改装成专用测孔组合装置的探索
周良春
【摘要】本文介绍了利用通用量具外径千分尺的尺架作为载体,将千分表及内径百分表测量头作为孔径测量的两测量端点,制作成专用测孔组合装置,可以绕开镗杆,测量孔径,实现曲线测量孔径,使测量精度和工作效率得到大幅度提高.
【期刊名称】《武汉船舶职业技术学院学报》
【年(卷),期】2017(016)003
【总页数】3页(P31-33)
【关键词】分段测量;累积误差;专用测孔组合置;曲线测量孔径
【作者】周良春
【作者单位】武汉船舶职业技术学院工业中心,湖北武汉430050
【正文语种】中文
【中图分类】TG7
为了提高工作效率，在精镗孔加工过程中，操作者需要在不拆卸加工工件、停机状态下，多次测量加工的孔径尺寸。

由于镗杆的存在，目前无法用通用量具直接测量孔径。

操作者通常用内径千分尺分段测量孔径内壁至镗杆间的距离L1、L2，如图1所示，将L1+L2+D(镗杆直径)作为测量孔径的尺寸，存在一定的累积误差。

本文介绍的“专用测孔组合装置”，可以绕开镗杆，曲线测量孔径，实现两点定一线测量，从而提高了测量精度和工作效率。

现以测量φ300 mm的孔径产品为例，介绍测孔组合装置的制作。

取测量范围为
250 mm～275 mm报废的外径千分尺，去掉测砧、测微螺杆、微分筒、固定套筒、测力装置，保留尺架、测砧紧固螺钉、锁紧装置、隔热板，并保持原千分尺尺架两端内孔径中心距不发生变化；将分度值为0.001 mm量程为1 mm的千分表安装在千分尺的测砧处，用测砧紧固螺钉锁紧，将内径百分表可换测量头安装在千分尺的另一端孔中，用锁紧装置锁紧。

测孔组合装置安装完成，如图2所示。

可以绕开镗杆，曲线测量，实现了两点定一线，直线最短的原理，减少了中间测量环节，提高了测量精度和工作效率。

检定依据：JJG34-2008《指示表(指针式、数显式)检定规程》，JJG21-2008《外径千分尺检定规程》， JJG1102-2003《内径表校准规范》。

(1)外观和各部分相互作用。

千分尺尺架等构件符合外径千分尺检定规程要求；千分表符合指示表检定规程要求；内经百分表可换测量头符合内径表校准规范要求；千分表及内径表可换测量头安装在千分尺孔径中无明显晃动，紧固后稳定可靠。

(2)千分表的检定，按JJG34-2008《指示表(指针式、数显式)检定规程》，符合规程要求。

(3)内径表可换测量头依据JJG1102-2003《内径表校准规范》符合规范要求。

(1)校对环规引入的不确定度。

(2)千分表示值误差引入的不确定度。

(3)读数误差引入的不确定度。

(4)测力引入的不确定度。

(1)校对环规引入的不确定度U1。

用卧式测长仪依三等量块作标准比对时的不确定度为
U1 =(0.510×0.3) μm
=3.5 μm
(2)千分表示值误差引入的不确定度U2
1)不确定度来源
a)测量重复性μ1
b)千分表检定仪的示值误差μ2
c)线胀系数误差μ3
d)千分表和检定仪的温度误差μ4
2)计算标准不确定度
a)测量重复性引入的不确定度μ1
在相同的条件下，对分度值为0.001 mm量程为1 mm的千分表中1 mm点重复测量10次，经计算得出单次测量实验标准差s=0.1 μm，则s=μ1=0.1 μm。

b)千分表检定仪的示值误差引起的不确定度μ2
千分表检定仪的示值误差任意1mm范围内不大于1 μm，按均匀分布。

μ2=1/=0.58 μm
c)千分表检定仪线胀系数给出的不确定度分量μ3
δa的界限为±2×10-6 ℃-1，按均匀分布，
μ3=2×10-6 ℃-1/=1.15×10-6 (℃-1)
千分表的分度值为0.001 mm：若L=1 mm，Δt=10 ℃，则μ3.1=2×10-6
/×L×Δt=2×10-6/×103×10=0.012(μm)
d)千分表和千分表检定仪温度差给出的不确定度分量μ4
它们之间存在一定温度差，以等概率落在±1 ℃范围内，则μ4=1/=0.58(℃)
千分表的分度值为0.001 mm，若L=1 mm，α=11.5×10-6℃-1，则
μ4.1 =L×α×0.58
=103×11.5×10-6×0.58
=0.006 7(μm)
3)千分表的合成标准不确定度μc
千分表的分度值为0.001 mm，L=1 mm点时：
μc =
=
=0.59(μm)
4)千分表的扩展不确定度U
千分表的分度值为0.001 mm，当L=1 mm时
U95=k×μc=×2×0.59=1.67(μm)
U2=1.67μm
(3)千分表读数误差引入的不确定度U3
U3===0.57 μm
(4)测力引入的不确定U4度。

U4=K=0.33=0.25μm
D —测杆直径D=2.5 mm
P —测量力P=1.5 N
K —变形系数K=0.33
Uc =
=
=3.93(μm)
≈3.9(μm)
上述测量不确定度即量具测量方法的极限误差为3.9 μm。

根据量具的选用原则：Δ方法≤ -
Δ方法—测量方法极限误差
δa—工件公差
据此，可用本测孔组合装置进行直径φ=300 mm，公差为0.012 mm的孔工件的
测量。

我单位在镗孔这道工序对孔径的公差是φ能满足本单位φ300 mm孔径的测量。

Key words:sectional measurement; accumulative error; special hole-measuring device; curve measurement aperture
【相关文献】
1 JJG21-2008《外径千分尺检定规程》[S].中国计量出版社出版,2008.
2 JJG34-2008《指示表(指针式、数显式)检定规程》[S].中国计量出版社出版,2008.
3 JJF1102-2003《内径表校准规程》[S].中国计量出版社出版,2003.
Abstract: With the micrometer ruler frame of a general gauge as the carrier, and the two measuring heads of the micrometer and diameter as two measure endpoints, a general gauge is transformed into a special hole -measuring device which can measure the aperture while avoiding the boring bar , and the measure precision and work efficiency have been greatly improved.。