螺纹基准的孔径圆跳动测量研究

    某汽车零件( 罩壳) ，由于零件装配的精度要求较高，即对4. 6mm 内孔尺寸的位置度公差( 圆跳动) 进行检测，其圆跳动误差的基准为 M10 × 1. 5 － 6H 螺纹孔，有效深度为参考尺寸 4. 3mm，检测部位结构如图 1所示。

    1 测量分析

    罩壳的被测位置度公差的测量基准是 M10 ×1. 5 －6H 螺纹孔，其类型类似于径向圆跳动，但由于其测量基准的特殊结构，使得测量难度大大增加，也无法用简单、常规的测量方法进行测量。经过研究螺纹的加工过程及螺纹的功能性作用，螺纹工作时一般是旋紧配合、静止的使用状态，根据螺纹这一工作特点，可以设计为采用定位基准与测量基准为一体的专用测量仪器来实现零件的测量。

    根据圆跳动公差的定义［3］，测量仪的设计检测方案简单理解为: 测量仪的定位基准与被测零件的测量基准位置相对无移动，同时测量仪的测头能绕销轴小范围地转动。根据零件的结构、尺寸特点，在测量仪螺纹定位基准参考高度尺寸为 4. 3mm 段，基准设计为通粗牙 Z10 ×1. 5 － 6H 的锥形外螺纹，精加工并研磨保证其螺纹精度，锥角设计为 2°，定位用基准螺纹总长度设置为 8. 2mm，根据被测罩壳螺纹的参考尺寸4. 3 ～ 8. 4mm 与三角形计算原理，其定位外螺纹的圆柱基准直径尺寸为2［( 8. 2 － 6) tan2］ + 10 ≈10. 1536mm，圆整为 10. 15mm; 设计弹性测头进行圆跳动的测量，由数显表显示测量数值。

    2 测量仪结构分析

    根据上述研究分析，设计的测量仪结构如图 2 所示。测量时以本体4 前端的锥形螺纹与被测零件的螺纹进行配合定位，当螺纹旋入达到图样参考尺寸4. 3mm 深度时，由于是锥形结构，测量仪的本体 4 无法旋动，此时就达到了测量的定位基准要求，测头体15 接触到被测内孔面测量其圆跳动误差，限位销 16对测头的转动范围进行限位保护; 误差测量值 1∶ 1 地由测头通过测杆 8 传递到数显百分表的测头，通过数显百分表直接对测量结果进行读数。依据研究分析设计的专用测量仪，由 10 个人分别进行 10 次测量，并将测量的数据记录下来，见表 1; 再运用三坐标测量机对零件进行比较测量，最后将三坐标测量机的测量数据与专用测量仪的测量数据进行比对，经过统计分析得出测量重复性与再现性 GR ＆ R ＜ 10% ( GR＆ R 即测量重复性与再现性的综合评价指数，重复性是由一个评价人采用同一种测量仪器，多次测量同一零件特征时获得的测量值变差; 再现性是由不同的评价人采用相同的测量仪器，测量同一零件的同一特征时测量平均值的变差［2］) ，达到了专用测量仪的验收标准。