內(nèi)錐角度及深度的測量方法

張亞曉，高云超

（1.航天精工股份有限公司，天津 300300；2.91576部隊，浙江 寧波 315000）

在機械行業(yè)加工中，很多零件都有內(nèi)錐結(jié)構(gòu)，因是內(nèi)部結(jié)構(gòu)錐面相關(guān)尺寸不易測量。針對內(nèi)錐面常用的測量方法是通過錐度規(guī)的著色法，這對測量人員要求較高，必須準(zhǔn)確把握色層厚度，因為色層的厚度直接影響著色面積，進(jìn)而影響測量結(jié)果。下面介紹幾種比較容易操作的測量方法，其測量精度主要由其使用的量具精度決定。

為方便后續(xù)描述，設(shè)內(nèi)錐角度為α，半角為a=α/2，錐面小端直徑D1，大端直徑D2。

1 內(nèi)錐角度的測量方法介紹

在這里主要介紹的測量方法分別為等徑雙球測量方法、非等徑雙球測量方法、雙柱測量方法。具體分析如下。

1.1 雙球測量法及球徑選擇

1.1.1 等徑雙球測量法

圖1 等徑球測量原理示意圖

由圖1可以看出：

其中，R為選用的球直徑很容易測量出來，而H1和H2可以由深度尺等量具直接測出，它們是相對于同一個基準(zhǔn)面測量得到的。

1.1.2 非等徑雙球測量法

圖2 非等徑雙球測量法示意圖

由圖2可以看出：

其中，

那么，

1.1.3 雙球法中球徑選擇方法

雙球測量方法實施的基礎(chǔ)是：小球的球面必須能夠與內(nèi)錐面相切，如圖1所示，否則將測量失敗。小球直徑分析如下：

（1）當(dāng)小球剛好在錐面小端相切時小球尺寸最小，用Rmin表示，由圖1可以得出：

（2）同理，當(dāng)小球剛好與錐面大端相切時，小球尺寸最大，即：

選擇球時，必須考慮因a角度偏差較大造成的影響，盡量不靠近半徑極限值，保證球能夠與錐面相切。

1.1.4 無合適球徑時的測量方法

當(dāng)球徑較小，無法滿足測量需要時，可借助圓柱棒，等徑和非等徑雙球測量均可參照圖3進(jìn)行放置，其后的測量方法與前面的測量方法一樣。

圖3 小球徑的角度測量方法

1.2 雙柱測量法

圖4 雙柱測量法示意圖

由圖4可以看出：

其中，

在該方法中，只需保證圓柱的直徑在D1和D2之間即可。

2 錐端深度測量方法

要測量錐面小端處的深度H，必須讓小球能夠卡在小端面，在圖1中小球剛好卡在小端且與錐面相切，這是一種極限位置，很難把握。其實在這里小球只要能夠卡在錐面小端不掉入內(nèi)孔且不與錐面相切即可，僅以圖1為例，可以看出此時基準(zhǔn)面到內(nèi)錐面小端處的深度：

其中，

將式（10）代入式（9）可以得出：

式中的H2、R、D1、D2均容易測出。

測內(nèi)錐深度時，小球半徑的選擇方法如下。

首先，小球的半徑R必須大于錐面小端的半徑D1/2，否則會掉出錐面；其次，當(dāng)小球剛好與錐面相切，同時又卡在錐面小端時的半徑最大，由圖1可以得出此時小球半徑為，那么測量內(nèi)錐面深度時選擇的球半徑R必須滿足：

選擇球時，必須考慮因a角度偏差較大造成的影響，盡量不靠近半徑極限值。

3 結(jié)語

本文介紹了幾種簡單的內(nèi)錐角度測量方法和一種內(nèi)錐深度的測量方法，并給出了球徑的選擇方法，這些方法操作簡單，極易上手，且使用通用量具即可完成測量，非常實用。