斜面点位置度的测量

■ 山西航天清华装备有限责任公司 （山西长治 046012） 李晓波 樊文渊 杜小英 李 宁

点的位置度的公差值前加注Sφ，公差带是直径为公差值t的球内区域，该球的球心位置由两个或者三个相关基准的理论正确尺寸来确定。实际测量操作中，使用通用量具测量空间点位置度的公差有一定的难度。

1. 测量要求

图1 零件结构及尺寸

零件结构及尺寸如图1所示，需测量φ12H7通孔斜面口部圆心相对于基准B、D和E的理论正确尺寸的位置度公差，公差值为Sφ0.10mm。受测量条件所限，只能用通用量具测量，具有一定的难度。

2. 测量方法分析

依据点位置度公差的定义，分析该工件需测量的空间点位置度公差。与该点位置度公差相关的三个基准分别为B、D和E，这三个基准相互垂直，正好确定了一个三基面体系。以相对于三个基准的理论正确尺寸确定的该点的唯一正确点为原点，建立一个直角坐标系，如图2所示。则只需分别测出该点与三个基准之间的实际尺寸，并与其相对应的理论正确尺寸相比较，分别得出该点在三个坐标轴上的实际误差值ƒx、ƒy和ƒz，带入公式中，计算出该点的位置度误差值。式中，ƒ为该点位置度误差值；ƒx、ƒy和ƒz分别为该点与三个基准的误差值。

图2 直角坐标系及位置度误差值测量原理示意

3. 测量器具

受条件所限，此点位置度误差测量只能使用通用量具。所需量具如下：①精度0.01mm、带表架的杠杆百分表。②83块4等量块。③精度0级或1级的方箱。④0级测量平板。⑤φ12mm测量棒，其尺寸精度如图3所示。

图3 测量棒的尺寸精度

4. 测量步骤

1）如图4所示，将工件放置在测量平板上，因基准面B上有一突出的螺纹，因此在基准面B与平板之间垫入两组等高的量块，以避开螺纹的影响。量块高度HL以稍高于螺纹长度为宜。

用杠杆百分表配合量块，测出此时φ12H7孔端部上、下母线的高度尺寸x1、x2，将其代入公式Bs＝（x1＋x2）/2－HL中，计算出被测要素的实际高度尺寸BS。

将BS与被测要素相对B基准的理论正确尺寸相比较，得出被测要素在此方向上的误差值ƒx。

2）将工件如图5所示放置在平板上。此时基准E与平板紧密贴合。

用杠杆百分表配合量块，测出此时φ12H7孔端部上、下母线的高度尺寸y1、y2，将其代入公式Es＝（y1＋y2）/2中，计算出被测要素此方向的实际高度尺寸Es。

将Es与被测要素相对B基准的理论正确尺寸相比较，得出被测要素在此方向上的误差值fy。

3）被测要素相对D基准的实际尺寸使用通用量具无法直接测得，只能间接测量。

将工件如图6所示放置在平板上。用杠杆百分表和量块测出L1、L2，将其代入公式Lk＝（L1＋L2）/2，计算出被测要素到F面的实际尺寸Lk。

再将工件如图7所示放置在平板上，将工件F面紧靠在方箱上，依次放入量块1、量块3和测量棒。

图4 BS测量方法示意

图5 Es测量方法示意

图6 Lk测量方法示意

图7 DS测量方法示意

其中量块3的作用是将测量棒的轴线与被测要素置于同一平面，以方便计算。量块3的实际尺寸k由公式k＝Lk－d/2计算得出。式中，Lk为该孔斜面口部圆心到F面的实际尺寸；d为测量棒的实测直径。

量块1的作用是为了将测量棒与该斜面垫起，不至于让测量棒与该斜面直接接触，以达到减小测量棒圆柱面直线度和该斜面平面度对测量结果的影响的目的。其尺寸h不宜太大，0.5～1mm即可。该量块放置在φ12H7孔端口部，与被测要素重合。

量块与测量棒放置妥当后，用杠杆百分表配合量块测出高度尺寸Hz，将其代入公式Ds＝Hzd/2－（d＋2h）/（2sin50°）中，计算出被测要素在此方向的实际尺寸DS。式中，Hz为测量棒上母线实测高度；d为测量棒实测直径；h为量块1的实际尺寸。

将DS与被测要素相对D基准的理论正确尺寸相比较，得出被测要素在此方向上的误差值fz。

4）将以上步骤得出的三个误差值fx、fy和fz带入公式中，计算出被测要素对联合基准B、D和E的位置度误差。

5. 结语

该位置度的测量难点是被测要素相对D基准的误差值测量。因为该误差值无法直接测量，需要使用辅助的测量棒等器具，通过运用三角函数间接计算才能得出。

使用通用量具测量该空间斜面点位置度的过程中，应注意以下两点：①测量过程中使用的量器具，在测量前必须校对归零，以保证测量结果正确。②工件与平板、方箱等器具的接触面必须保持平整，无毛刺、灰尘和切屑等杂物，接触面必须保证能够紧密贴合。