对比测量法在机械制造检测中的应用

对比测量法在机械制造检测中的应用

闫强

长治清华机械厂山西长治046000

摘要：产品的加工精度和制造质量不仅与设备自身制造的精度有密切的关系，同时也会受到其检测的技术对加工精度的影响，当前，我国很多的机械生产厂家希望通过花费一定的资金来不断提高自身的检测技术，文章提出了对比测量法在气缸头检测中的应用方法。重点讨论对比测量法的测量原理、方法，并结合两个实例，介绍了该方法在检测工件尺寸过程中的设计原理及详细的操作过程。

关键词：对比测量法；机械制造检测；应用

1机械产品测量基本方法和和原理

测量（Measurement）是将被测对象与一个复现测量单位的标准进行比较，进而确定被测对象量值的过程。例如，对某一被测长度，用mm作单位进行比较，得到测量值为18mm，它是测量单位的倍数。测量方法按照测量时的比较方式，可将其分为绝对测量和对比测量两类方法。绝对测量法是指被测量的整个数量可以直接从测量器具的读数装置上获得。例如利用外径千分尺和游标卡尺进行轴的直径测量。而对比测量法（亦称比较量法，comparemeasurement）则指在测量器具的读数装置上读得的是被测量对于标准量的偏差值。如使用比较仪将轴的直径与量块进行比较测量的方法即是对比测量法。在多数机械加工企业中，最普遍采用的测量方法是绝对测量法，其方法和使用技巧都比较成熟。因此，本文将结合生产实践中实例，重点对对比测量法的运用进行详细探讨，以供相关行业人士参考。

2对比测量法的具体应用

相对绝对测量法来说，对比测量方法使用灵活，多用于常规的绝对测量法不易进行测量的零件尺寸的检验和测量。在具体的应用中，使用对比测量法进行产品尺寸质量检验时，要根据零件的结构形状和尺寸特点选择合理的具体测量方法，并使用相应的测量量规和辅具进行测量。本文将根据生产实际情况，对制造企业中常见的两类待测尺寸，结合实例进行详细阐述：（1）产品上某一点（面）与产品外某空间点（面）间的尺寸测量；（2）产品内部几个关键点（面）间有严格的相互位置要求的尺寸测量。

2.1产品上两关键表面位置相对尺寸测量

某另一类型发动机缸头（此处简称缸头A），及其关键尺寸要求，如图1所示。

图中Ａ面相对零基准距离为25mm，Ｂ面要以Ａ面为尺寸基准，距离为63mm，且不超出63.2mm。对此尺寸的测量，使用对比测量法最为快捷、方便。其测量方法，如图2所示。上图中，量具最重要的几部分分别是高度块、测量棒１、测量棒２、量具体。通过量具体对工件实行装夹、定位，量具体上表面为测量时的基准面。该产品的A、B面的尺寸对比测量过程为：

2.1.1A面尺寸测量

测量时先如图（a）将百分在高度块上对零百分表，然后将百分表体置于图（b）中量棒１上端面，观察指针摆动值。由于Ａ面尺寸公差为±0.1mm，所以当百分表指针摆动幅值在顺时针和逆时针方向均不超过0.1mm时，即可判断Ａ面尺寸合格。一般百分表指针摆动规律是顺时针表明测头向上移动超出对零点时的位置，在这里就表示被测的A面与基准的距离小于基本尺寸了，如指针逆时针摆动表明情况相反。如指针顺时针摆动了0.05mm，表示被测A面距基准距离小于基本尺寸0.05mm，即比25mm小0.05mm，结果为24.95mm。当然也可根据各项设计尺寸的实际值，如高度块、测量棒等的实际值与表针的摆动量计算出被测的尺寸实际值。举个例子来计算一下：假如高度块、量棒1、量棒2实际值正好为10mm、145mm、82mm，将缸头装夹到量具体上，缸头上尺寸基准到量具体上基准面距离正好是110mm。将百分表在高度块上对零后，再测量量棒1上表面引起指针顺时针摆动0.05mm，图（b）中的（10）mm就变为（10+0.05）mm了。此时被测面距缸头尺寸基准的距离即为：（145－110－（10+0.05））mm=24.95mm。与直接读取的数值相同，这也说明了对比测量方法的读取数量的便捷性和测量结果的准确性。这里有一个要求就是量具上各零部件的设计精度与制造精度要满足使用要求。

2.1.2B面尺寸测量

当检测完Ａ面后，以测量棒１上端面为基准进行百分表对零，再将百分表置于测量棒２上端面进行Ｂ面的尺寸检测。根据B面公差值，当表针顺时针摆动不超过0.2mm时，即表示Ｂ面尺寸合格，如指针顺时针摆动了0.05mm，就表明被测实际值为63.05mm。倘若出现逆时针摆动，则产品B面加工不合格。

2.2产品表面与产品外某空间位置尺寸测量

以摩托车用缸头零件为检测对象，对零件上某待测面距产品形外某空间基准点的尺寸利用对比测量法进行测量。缸头B尺寸示图，如图3所示。

如图１，该已加工零件为一款女装摩托车发动机上装配需用的气缸头（此处简称缸头B）。图上标注的尺寸26.1mm为进气阀座底孔深度基本尺寸。该尺寸位置精度要求较高，必须进行严格的尺寸检验。因该尺寸的基准是空间上某点，如果用普通的量具不可能直接测量读取其尺寸值。因此根据对比测量法原理，设计出相应检测量具进行检测，其原理方法，如图4所示。

图4中（a）中高度块为标准高度基准块。（b）图为测量时的简单原理图，测量所得数值通过百分表来读取。其图示用的三角状量块为量具的另一重要零件，使用过程中要求将其置于缸头Ａ上相应位置，并保证其斜表面与被测面保持平行，如果工件加工成形后正好在要求的尺寸点上，则此时三角状量块表面与被测面间距离等于高度块高度。

此对比测量过程方法简单，操作便捷。先如图4（a）示，在高度块上对零百分表；然后如图4（b），当百分表测头和被测表面接触后，使用百分表观察表针的摆动幅度与指向进行尺寸判定：①当百分表表针相对零位无角度偏转时，说明被测表面与设计尺寸要求相同；②当百分表表针顺时针摆动并超出零位a个刻度（每个刻度0.01mm），说明被测表面被测实际尺寸小于设计要求零位0.0amm，如a=3时，实际测得尺寸值为26.1mm－0.03mm＝26.07mm；③当百分表表针逆时针摆动并超出零位b个刻度，说明被测表面被测实际尺寸大于设计要求零位0.0bmm，如b=2时，实际测得尺寸值为26.1mm+0.02mm＝26.12mm。当然，被测尺寸合格与否，则需根据产品设计公差而定。前述内容均是基于基本尺寸展开论述的。

3结论

随着我国机械制造行业的不断发展，产品制造的精度和质量不断提高并完善，和直接测量方法相比，利用对比测量方法的原理设计的量辅具操作简单、快捷方便。尤其在批量生产中，该测量方法可以极大的提高零件检测效率、节约劳动成本，保证加工过程中产品尺寸的稳定性和可靠性，测量结果能充分满足产品设计和使用要求，从而极大的提高产品生产效率。

参考文献：

[1]王师.浅析检测技术在自动化机械制造系统中的应用[J].科技风，2013，1：104-105；

[2]赵如福.金属机械加工工艺人员手册[M].上海：上海科学技术出版社，2006.