将通用量具改装成专用测孔组合装置的探索

(武汉船舶职业技术学院工业中心，湖北武汉 430050)

将通用量具改装成专用测孔组合装置的探索

周良春

(武汉船舶职业技术学院工业中心，湖北武汉 430050)

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。

分段测量；累积误差；专用测孔组合置；曲线测量孔径

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。

1 测孔组合装置的制作和结构原理

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。

图1 被测工件

图2 测孔组合装置

2 测孔组合装置的测量方法及使用

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。

3 测孔组合装置的测量不确定度的评定

3.1 引起测量不确定度的主要因数

(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。

3.2 对各项引入不确定度分量的分析

(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。

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，

d)千分表和千分表检定仪温度差给出的不确定度分量μ4

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：

=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

U2=1.67μm

(3)千分表读数误差引入的不确定度U3

(4)测力引入的不确定U4度。

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

3.3 测孔装置的测量不确定度的评定

=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。

4 结 论

Δ方法—测量方法极限误差

δa—工件公差

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.

Keywords:sectional measurement; accumulative error; special hole-measuring device; curve measurement aperture

(责任编辑：谭银元)

ToTransformaUniversalGaugeintoaSpecialHole-measuringDevice

ZHOULiang-chun
(Wuhan Institute of Shipbuilding Technology, Wuhan 430050, China)

TG7

A

1671-8100(2017)03-0031-03

2017-04-15

周良春，女，工程师，主要从事计量管理、长度计量万能量具的检定、修理，以及量具、刀具、自制检具等精密测试工作。