内孔量具的选择.doc

内孔测量及量具的选择

孔的加工和测量在全面质量控制中的地位正变得日益重要。这一方面是由于外圆加工制造精度的迅速提高使对孔的加工提出了相应的要求，另一方面由于孔的测量难度比外圆测量大得多，在大批量生产中更是瓶颈所在，尤其是深孔、台阶孔等的测量更具挑战性。
一、 目前工厂能够采用的内孔检测方法：
结合目前工厂的实际情况，主要是按获得测量结果的方法不同分类：
1. 绝对测量法，测量时从测量器具上直接得到实测参数的整个量值。例如：
a) 光滑极限量规
b) 卡尺、内径千分尺等直接读出尺寸的方法；
c) 三座标测量机、万能工具显微镜。
2. 相对测量法，测量时从测量器具上直接得到的数值是被测量相对于标准量的偏差值。例如：
a) 内径千分表、内径百分表；
b) 气动量仪；
c) 测长机
二、 各种检测方法的优劣：
1. 传统使用的止/通塞规只能检出孔的合格与否，它无法提供具体数据供配合选择。也无法测量出孔的形状误差。但检测效率很高、成本低，适用孔径较小、精度不高的内孔检测。
2. 卡尺检测精度低，适用于公差较大且孔深浅的检测，检测效率高；
3. 内径千分尺（三点或两点）测量精度适中，效率高成本低，但不能测量高精度内孔和内孔形状偏差，是目前主要采用的内孔量具。
4. 三座标测量机可检测精度较高的孔，但测量成本高，不适用于批量生产，且同样不能同时检出孔的极限尺寸位置，只能给出最大、最小孔径，评定结果是使用最小区域法评定出的直径。与它们在测量孔间关系的卓越性能相比，用它们在生产中测孔实在没有发挥其强项。
5. 万能工具显微镜精度适中，但只能检出孔口直径，对孔内情况无法检出且效率低测量成本高不适用于现场生产。
6. 气动量仪是一种高效的高精度孔径测量手段，但它比较适合于稳定的加工过程，适用于大批量生产中，小批或单件生产因成本问题不适宜选用，另外对孔的形式和大小均有限制。
7. 内径千分表和内径百分表是最常用的内孔量具，在测量深孔或批量工件时，它的适用性极好，检测效率较高而且投资不高。是目前在无法使用光滑极限量规时的主要选用量具。
8. 测长机测量内孔时精度很高，也能将孔的形状误差测量出来，但其对环境、温度等的要求较高，测量效率也不高，不适用于现场批量生产的检测，目前主要用于标准器具的检定（如环规等）和极限孔径的判定。
使用内孔量仪时，假如是比较测量，这时有两项需特别注意。一是校正规的精度，通常对每段量值只提供一个校正规。另一是测量的线性度。这两项是影响量具测量性能的重要指标。在现场测量时，最佳的方案是对批量生产的内孔制作专用的环规对量仪进行校准。
• 绝对测量是指计量器具显示或指示的示值是被测几何量的量值,游标卡尺测量尺寸属于绝对测量，测量结果即为实际尺寸，测量精度较低。
• 相对测量是指计量器具显示或指示的是被测几何量相对于已知标准量的偏差。立式光学计测量轴径属于相对测量，尺寸为标准量与测量值的代数和，测量精度较高。
三、 计量器具的选择原则：
计量器具的选择，主要取决于计量器具的技术指标和经济指标， 具体可从以下几点综合考虑：
1. 根据工件加工批量考虑计量器具的选择。批量小，选用通用的计量器具；批量大，选用专用量具、检验夹具，以提高测量效率。
2. 根据工件的结构和重量选择计量器具的型式。轻小简单的工 件，可放到计量仪器上测量；重大复杂的工件，则要将计量器具放到 工件上测量。
3. 根据工件尺寸的大小和要求确定计量器具的规格。使所选择 的计量器具的测量范围、示值范围、分度值等能够满足测量要求。
4. 根据工件的尺寸公差来选择计量器具。工件公差小，计量器 具精度要高；工件公差大，计量器具精度应低。一般地说，应使所选 用的计量器具的极限误差占被测工件公差的1/10 - 1/3．其中对低精 度的工件采用1/10，对高精度的工件采用1/3。
5. 根据计量器具不确定度允许值选择计量器具。在生产车间选 择计量器具时，主要是按计量器具的不确定度允许值来选择。
国家标准GB/T3177-1997《光滑工件尺寸的检验》规定了光滑 工件尺寸检验的验收原则、验收极限、计量器具的测量不确定度允许 值和计量器具选用选择。
本标准适用于用普通计量器具，如游标卡尺、千分尺及车间使用 的比较仪等，对图样上注出的公差等级为6—18级(IT6—IT18)、基 本尺寸3-500mm的光滑工件尺寸的检验。
所谓收原则是指：所用验收方法应只接收位于规定的尺寸极限 之内的工件。
所谓验收极限是指：验收极限是检验工件尺寸时判断合格与否的 尺寸界限。
验收极限是从规定的最大实体极限(MML)和最小实体极限

按照计量器具的测量不确定度允许值来选择计量器具。选择时，应使所选用的计量器具的测量不确定度数值等于或小于选定的U1值。
计量器具的测量不确定度允许值( Ul)按测量不确定度(U)与工件公差的比值分档：对IT6 - ITl1的分为I、Ⅱ、Ⅲ档，对IT12 - IT18的分为I、Ⅱ两档。测量不确定度(U)的I、Ⅱ、Ⅲ档数值，分别为工件公差的1／10、1/6、1/4。计量器具的测量不确定度允许值( U1)约为测量不确定度(U)的0.9倍，其三档数值见表1-3。在一般情况下，优先选用工档，其次选用Ⅱ档、Ⅱ档.
[例] 工件在图样上的标注为Φ130H9，求安全裕度、验收极限以及计量器具的选择。
[解] 1）安全裕度
根据Φ130H9表1-3得：
工件公差T= IOOμm
安全裕度A= lOμm
计量器具的不确定度允许值I档U1=9.Oμm
2)验收极限
上验收极限=最小实体极限一安全裕度A
=最大实体极限+工件公差T-安全裕 度A
= 130+0.100 - 0.010=130 .09mm
下验收极限=最大实体极限+安全裕度A
= 130+0 .010=130 .01mm
3)计量器具的选择
根据工件尺寸Φ130mm由表1-4查知，分度值为0.Olmm的内径千分尺的不确定度0 .008mm，小于U1=0.009mm，可以选用。
另如：检测Φ100H6（=0.022）孔，选Ⅱ档，U1=0.0033，此时内径千分尺的不确定度0 .008mm已大于U1，不能选择用。即使先用Ⅲ档，U1=0.00495也不能使用内径等分尺。而应选用扭簧表比较仪（内径测表选用扭簧表），其不确定度在0.0012-0.003之间，如条件限制可选用0级的分度值为0.001的千分表，其不确定度为0.005。

内孔测量时三点测量和两点测量的区别

内径三爪测量1

从下面两图可以看出，当内孔截面圆度不好时，两点测量更容易反映出孔内的真实状况。

内孔两点接触测量

三点接触测量内孔

内径量表测量工件示意图

内径量表测量内孔1

内径量表的使用注意事项：
a) 校表误差的确定：一般成批大量的产品都会配备标准环规，用外径千分尺校表会有0.01~0.02的误差，这时需要一把内径千分尺比照检测，没法测量工件的话，可以另找参照比较，得到真实的尺寸误差才能正确的得出检测数据。
b) 测量中的操作：内径量表是很精密的量具，同时它也很娇，正确的测量和调校方式：调试：装表头要注意锁紧时适当，不能过紧，过紧会压坏表的装配杆，它毕竟是薄壁管；调节螺钉的调整一定不能马虎，表的游动距离一般不超过1mm，螺钉调整距离的控制在被测孔径+0.3~0.5即可，过大会导致测量时对孔壁造成损伤，有测量划痕肯定是你不愿意看到的；测量较软的材料时可以再调小，定心弹夹和表面朝同一方向。测量时轻握表杆，定心弹夹面对自己，先放入定心弹夹，轻压直至螺钉端也进入孔，前后摆动表杆，这时读取表示值的最大点，即是真实数值，一般对零后测量出来的尺寸，表针在0的正时针方向为孔负，反之为孔正。
c) 内径量表使用禁忌：切忌不能撞击，切忌不要放在运转的机床工作台上，震动会对表有严重的伤害。

内径量表测量内孔2

内径量表的使用方法：
1. 尽量用与工件尺寸一致的标准环规来校正内径百分表的零位, 当然, 最终的读数要考虑标准环规的校准偏差.
2. 用标准环规来校正内径百分表的零位和实际测量工件时, 有一点很重要, 就是要缓慢来回, 前后, 左右摇动内径百分表杆, 仔细观察百分表的读数, 找到返转点, 就是内径的测量值.