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一種新型（xíng）氣壓式（shì）深孔內槽量具

2020-4-19 來源：中航飛機股（gǔ）份公司（sī）長沙起落架分公司作者：田輝（huī），郭輝，肖彬，嶽（yuè）林（lín）峰

摘要：氣壓式深孔內槽量具可直接測量工件小深孔、內槽，文中將氣缸式伸縮機構運用到內徑測量表（biǎo）測量（liàng）儀器的（de）配件上，擴展了（le）傳統螺紋杆式測量頂針的功能。其調（diào）節螺帽可有效（xiào）調節測量（liàng）範圍（wéi），對測（cè）量區間跨度大的內孔尺寸，可選擇不同量程規格的測量頂針。

關（guān）鍵詞：深孔；內槽量（liàng）具；測量頭；調節螺母

0 引言

隨著當前加（jiā）工、製造業（yè）及航空業（yè）的蓬勃發展，對小尺寸的孔類、軸類等零部件提出了更（gèng）高精度的加工技術要求，與此同時，檢測精度也隨之提高。深小孔或肓孔工件內的檢測空間小，檢測工具受工件（jiàn）結構的製約，加大了（le）操作（zuò）及調整的難度，影響檢測速度。常規內徑測量表難以進入小口徑複雜深孔類精密（mì）工件（jiàn）內（nèi）孔進行高（gāo）精（jīng）度檢測（cè）（圖1），主要原因是無法在不劃傷零件表麵的情況下進入工件測量區域。小口徑複雜深孔類精密零件內徑的尺寸（cùn）及形狀誤差曆來是檢測領域中（zhōng）的重大技術難題，對此國內外（wài）對小口徑深孔內徑的檢測提出了許多方法。國內（nèi）外對小口（kǒu）徑複雜深孔類精密零（líng）件內（nèi）孔檢測方式按接觸類別分為接觸式和非接觸式。常見的接觸式內孔測（cè）量的量具（jù）主（zhǔ）要有：利用凸輪收縮機構的內孔量具和采用彈簧杠杆原理的內孔測量量具，測（cè）量（liàng）範圍有限，成本較高。

1、氣壓式（shì）深孔內（nèi）槽量具設（shè）計方案

氣（qì）壓式深孔（kǒng）內（nèi）槽（cáo）量（liàng）具（圖2）主要由氣壓式可更（gèng）換伸（shēn）縮測量頭和內徑測（cè）量表構成，可更換伸縮測量（liàng）頭由調節螺母（mǔ）1、氣缸2、柱（zhù）塞3等組成，其結構如（rú）圖3所示。在可更（gèng）換伸縮測量頭的氣（qì）缸2右端，通過螺（luó）紋直接與內徑測量表相旋合，使用時可與調節螺母1聯合調節測量範圍，或更換柱塞3均可改變測量頭的伸縮長度。其中節螺母1僅能在0～5 mm小測（cè）量範圍內調控，當測量範圍（wéi）跨度較大時，直接（jiē）更換柱塞3。此款量具配有測量長度0～25 mm，25～50 mm，50～75 mm，75～100 mm規格的柱塞，可根據測量範圍選（xuǎn）用。

2、功能（néng）原理

氣壓式（shì）深孔內槽量具采用傳統的（de）氣壓理論，首次將汽缸式伸縮機構運用到內徑測量表測量儀器的配件上，擴（kuò）展了傳統螺紋（wén）杆（gǎn）式測量頂針功能。氣壓式深孔內槽量（liàng）具的測量頂針伸縮量可有兩處（chù）旋合協調調節，有效增大了測量範圍。傳統測頭改變為單作用式氣壓缸，在測量前測頭收於氣缸內，到達測量部位伸出缸體，即可實現測量目的。由液壓（yā）和（hé）氣壓傳動（dòng）知識（shí）可知：液（氣）壓缸是完成往複直線運動（dòng）的執行元件，將液體（或氣體）的壓力能轉換成機械（xiè）能（néng）的能量轉換裝置，其（qí）輸入參數主要是壓力和流量，輸出參數主要（yào）是力和位移。液壓缸結構簡單、工作可靠、應（yīng）用廣泛。單作用式液壓（或氣壓）缸在液（yè）壓力（lì）作用下隻能朝著—個方向運動，其反向運動需要依靠重力或彈簧等外力實現。測量頭的速（sù）度及氣壓關係可（kě）由（yóu）圖4說明（míng）（不考慮缸體回位彈簧）。

如圖（tú）4所示，氣（qì）壓從無杆腔左端進入氣缸，假設（shè）進氣壓力值（zhí）為p1、流量值為q，有杆腔壓力值為（wéi）p2，推動活塞（sāi）向右運動，則氣缸產生的推力（lì）F1和運動速度v1為（wéi）：

通過量具進氣壓力管道上的氣壓（yā）表和調節閥可根據測量材料選用合適的壓力值p1。

3、氣壓式深孔內（nèi）槽量具的校準與使用

3.1 氣壓式（shì）深孔內槽量具的校準方法

1）連接（jiē）氣壓源，調節進入氣缸壓力值p1，選擇匹配（pèi）規格的校對環規或外徑千分尺，校準前，用幹淨的棉絲或軟布將環規、可更換伸縮測量頭擦拭幹淨；2）打開氣壓轉向（xiàng）開關，使柱塞式測量頭完全伸出，反（fǎn）複用手擠壓幾下柱塞，當氣壓（yā）式深孔內槽量具的表頭指針偏移（yí）平穩、靈活，且無卡滯現象，然後機械對零，一手握（wò）住手柄，一手壓可更換伸縮測量頭柱（zhù）塞，將柱（zhù）塞頭放入（rù）環規內，使其不動，在環規軸向平麵內左右擺動氣壓式（shì）深孔內槽量具的表架（jià），找出最小讀數即“測（cè）量拐點”；3）轉（zhuǎn）動氣壓式深（shēn）孔內槽（cáo）量具的測量表刻度盤，將零線與指針（zhēn）的“測量拐（guǎi）點”調（diào）整到重合，量具對好零位後，把氣壓式深孔內槽量具從（cóng）環規（guī）內取出；4）對好零位後的百分表（千分表），不要（yào）鬆動量具夾緊（jǐn）手柄，以防零位發生變化；5）測量時，關閉氣壓開關，撤掉外部壓力，當（dāng）柱塞收到缸體內，一（yī）手握住上端（duān）手（shǒu）柄，另一手握住下端柱塞頭，量具傾斜一定角度，把可（kě）更（gèng）換伸（shēn）縮測量頭放入被測工（gōng）件（jiàn）內（nèi）孔處。當可更換伸縮測量頭到達測量區域（yù）時，打開氣壓（yā）開關，調（diào）節壓力值，確保柱塞式測量頭（tóu）緩（huǎn）慢伸出，然後握住量（liàng）具上端手柄，沿工件徑向左右擺動表架，找出量具的最（zuì）小（xiǎo）讀數值，即為（wéi）“測量拐點”值，該點的測量值就是被測孔徑與環規孔徑之差；6）可在同一徑向截麵內的不同位（wèi）置上（shàng）測（cè）量3～6次孔圓度；可在（zài）孔軸向幾個（gè）徑向平麵內測量幾次孔圓柱度；7）測量結（jié）束後，調節換向開關，泄掉量具氣（qì）缸內壓力（lì），柱塞在缸體回位彈簧與（yǔ）氣壓差的雙重作（zuò）用下收縮於缸體內，取出（chū）氣壓式深孔（kǒng）內槽量具。

3.2 測（cè）量步驟

1）重（chóng）複3次輕輕推（tuī）百分表（千（qiān）分表）的可更（gèng）換伸縮測量頭（tóu），判定指針（zhēn）是否回歸原（yuán）位，查看測量（liàng）杆（gǎn）、氣缸是否磨損（sǔn）；2）把氣壓式深孔內槽量具插入量表直管軸孔中（zhōng），壓縮測量表，小指針在（zài）0.5 mm處固定表頭；3）根據測量值選取並安裝可換柱塞，緊固（裝入柱塞的長（zhǎng）度（dù）比實際被測尺寸大（dà）0.2～0.3 mm，可通過調節螺母調節）；4）測量時手握量具隔熱裝置；5）根據被（bèi）測尺寸調整零位，其測量精度取決於內徑測量表中百分表（biǎo）（或（huò）千分表）的精度。

4、測量實施效果

現場測量一零件階梯（tī）內孔（kǒng）40.05 mm、10.15 mm，使用相同（tóng）的百分表頭與（yǔ）內槽量具進行測量，通（tōng）過結果對比，2組測量值完全一（yī）致。

5、結論

氣壓式深孔內槽量（liàng）具可進行小深孔、內槽（cáo）直接測量；多規格柱（zhù）塞長度，氣壓兼彈簧雙保險收（shōu）縮設置（zhì），有效防（fáng）止零件內孔測量劃傷；壓力表控製測量頂針（zhēn）伸縮速（sù）率，可防止測量頂針與零件內壁剛性（xìng）衝擊，而破壞零件表麵質量，影響測量精度；雙旋（xuán）合調節螺帽可大幅度調節測量範圍，不但適用於一般孔徑零件的內孔測量，而且特別適合小口徑複雜深孔零件的（de）內徑測量（liàng）；結構緊湊、製（zhì）造成本低（dī）、測量精度高、操作使用簡單，可作為內徑測量的專用量（liàng）具。

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