[发明专利]端面与内孔母线的垂直度和内孔锥度的测量工装使用方法

说明书

本发明属于精密测量技术领域，涉及端面与内孔母线的垂直度和内孔锥度的测量工装使用方法，装置包括：凹形刀口尺夹持座、精化刀口形直尺、精化刀口形直角尺、调整螺钉、紧定螺钉。本发明提供的测量工装使用方法，通过精化刀口形直尺和刀口形直角尺工作棱边，并以高精度正六面体基准块为基准装配提高测量工装精化刀口形直尺工作棱边与精化刀口形直角尺长棱边的垂直度，利用对互补的两个角进行二次测量，提高了垂直度测量的精度与灵敏度，具有测量效率高、测量精度高、测量方便、成本低的优点，具有广阔的市场应用前景。

技术领域

本发明属于精密测量技术领域，涉及一种基于光隙法的端面相对于内孔母线垂直度和内孔锥度的测量工装使用方法。

背景技术

垂直度属于位置公差，其定义为被测要素的实际方向，对于基准相垂直的理想方向之间所允许的最大变动量，也就是用以限制被测实际要素偏离垂直方向，所允许的最大变动范围。垂直度的测量方法有多种。

市场上有专门的测量垂直度的垂直度测量仪，采用气浮原理实现精密导向，这种仪器具有测量精度高、性能稳定、操作及维护方便的优点，但是由于技术难度较大，国内几乎没有生产，目前主要是发达国家在生产。由于国外产品售价高，在我们国内没有得到普及推广。

三坐标测量仪是将被测物体置于三坐标测量空间，可获得被测物体上各测点的坐标，根据测点的空间坐标值，经计算求出被测物体的几何尺寸、形位误差，可实现对工件的几何尺寸、形位误差的精密检测。但三坐标测量仪体积较大不便携、价格昂贵，无法进行在线测量。

公开的发明专利：一种端面对盲孔轴线垂直度测量器(CN201210308198.0)，可胀式芯轴在孔内根据测量的需要进行各个方向滑动，可胀式芯轴模拟盲孔轴线，横板大平面左端的百分表测头顶在端面上，转动一周可胀式芯轴带动横板大平面上的百分表测量端面对盲孔轴线垂直度误差，但该测量器的分别率在0.01mm，垂直度误差的测量精度不高。

在机械加工中，经常遇到外端面相对于内孔轴线的垂直度要求，通常采用穿锥芯轴的方式检查端面相对于芯轴轴线的垂直度误差，但采用该方式，芯轴和顶尖的误差会带入测量结果。采用传统刀口形直角尺基于光隙法测量垂直度时，受限于刀口形直角尺自身的精度，测量精度也不高。

采用光学自准直仪，激光干涉仪等光学方法能够测量垂直度，测量精度较高，但是仪器成本太高，测量配件较多，测量繁琐，且使用范围受限。

发明内容

为提升零件端面相对于内孔母线垂直度和内孔锥度测量的经济性、使用便携性和可观测性，本发明提供了一种端面与内孔母线的垂直度和内孔锥度的测量工装使用方法，该测量工装包括：凹形刀口尺夹持座、精化刀口形直尺、精化刀口形直角尺、调整螺钉、紧定螺钉；其中凹形刀口尺夹持座由底板、薄板、厚板组成；凹形刀口尺夹持座的侧面薄板与厚板平行并垂直于底板，侧面薄板和底板分别布置一排相对应的均布螺纹孔，分别与紧定螺钉和调整螺钉相匹配；

所述测量工装使用方法包括如下步骤：

1)在装配前采用经过对研的高精度研磨平板对刀口形直尺和刀口形直角尺的工作棱边进行精化，得到精化刀口形直尺、精化刀口形直角尺，其工作棱边的直线度误差达到亚微米量级；

2)装配时，选择两夹角互补且相邻三个面精加工的正六面体基准块为基准进行装配，通过调整凹形刀口尺夹持座的调整螺钉来调整精化刀口形直角尺的位置，进一步调整测量工装精化刀口形直尺工作棱边与精化刀口形直角尺长棱边的垂直度误差至±2″以内；然后用合适的力矩通过凹形刀口尺夹持座的锁紧螺钉进行锁紧，保证精化刀口形直角尺的短棱边不超出精化刀口形直尺的范围；优化凹形刀口尺夹持座侧面两板厚度差使测量工装相对于精化刀口形直尺工作棱边力矩平衡；