復制膠泥在軸承密封槽尺寸測量中的應用

張?zhí)炝?，孔翠翠，孟艷艷，秦昆陽

（1. 洛陽LYC軸承有限公司，洛陽 471039；2. 航空精密軸承國家重點實驗室，洛陽 471039；3. 商丘技師學院，商丘476000）

1 前言

為了防止?jié)櫥瑒┬孤逗碗s質(zhì)進入，軸承一般會設計密封結(jié)構(gòu)，密封的效果對軸承壽命具有重要的影響[1]。因此，軸承套圈的密封槽在加工及測量的過程中需要重點控制，以保證成套軸承密封的可靠性、長壽命。

對于一些例如圖 1 所示的尺寸較小的密封槽，由于觸針針桿直徑的局限性，無法使用觸針式輪廓儀進行測量。而使用樣板、量規(guī)等量具只能通過極限法定性判斷密封槽的尺寸及位置是否合格，無法進行量化測量確定其實際尺寸，會導致成套軸承密封圈或防塵蓋的裝配成套性差、合格率低、追溯性差，產(chǎn)品質(zhì)量無法保證[2]。本文提出使用復制膠泥結(jié)合影像測量儀對密封槽尺寸進行測量的方法能夠準確測量密封槽尺寸，指導加工參數(shù)的調(diào)整及確定，提高加工質(zhì)量及效率，進而保證產(chǎn)品質(zhì)量。

圖1 某型軸承外圈密封槽示意圖

2 復制膠泥

2.1 復制膠泥的介紹及特點

復制膠泥是將基料和催化劑充分攪拌后，手工或借助膠槍等工具將其置入待測量部位，固化成型的一種混合材料[3]。成型后像橡膠一樣的材料，可復制各種復雜零件內(nèi)、外表面形狀。其有以下特點：

（1）配制和固化時間短：易于混合，且兩組成分混合后可在十分鐘內(nèi)凝固。

（2）安全環(huán)保：無毒無污染、不蒸發(fā)、無熱量或氣味放出。

（3）無變形且取出方便：可精確復制內(nèi)、外表面形狀并且?guī)缀鯖]有任何變形，固化后形變量極小，不用脫模劑即可取出。

2.2 復制膠泥的制備

針對如圖 1 所示的某型軸承外圈密封槽，復制膠泥的制備步驟如下：（1）在量杯中，按先后順序分別倒入等量的不同顏色的基料和催化劑，使兩種材料按 1:1 的比例進行混合；（2）用攪拌棒緩緩攪動半分鐘，一邊攪拌一邊慢慢提起攪拌棒，螺旋上升，攪拌至變?yōu)榫鶆虻念伾?；?）手工或使用膠槍將均勻混合物置入清洗后的軸承套圈密封槽的待測部位，靜置 7~10min直至固化；（4）固化后，可使用鋼針等工具將復制膠泥挑出待測。通過上述步驟即可簡單快捷地利用混合膠泥精確復制出待測部位的形狀及尺寸。

制備好的復制膠泥成品如圖 2a 所示，圖示的復制膠泥為環(huán)形件的一部分，還需要使用雙刃刀具及切片臺座將環(huán)形件的圓周向的截面切取下來。利用膠泥固化后本身形變量極小的特點，使用影像測量儀找到環(huán)形件可視邊緣的近似圓心點，并在切片臺座上做好標記，以此作為切取方向，確保膠泥切片后良好的對心性。切取的厚度一般為 1mm 左右，應避免其過薄或過厚，以最大限度地保證切取平面的平整度。切取后的復制膠泥切片如圖 2b 所示。

圖2 復制膠泥成品及切片

3 密封槽尺寸的測量

采用德國 werth 的全自動影像測量儀對制備好的復制膠泥切片進行測量。儀器使用垂直投影法，自動聚焦待測樣品表面邊緣，通過捕捉待測樣品邊緣點、線、圓等元素進行測量分析。該儀器經(jīng)校準后的 XY 平面尺寸測量不確定度U = 1.0μm (k = 2)。儀器精度能夠滿足密封槽尺寸測量要求。

將復制膠泥切片水平置于影像儀的玻璃平臺上，使用下光源，自動聚焦獲取最佳投影平面，如圖 3a 所示。操作測量軟件獲取投影平面線元素：端面線 1，密封槽側(cè)面線 2、線 3，臺階面線 4，密封槽底面線 5，并分析獲取交點 1、交點 2，如圖 3b 所示。

圖3 影像測量儀測量分析示意圖

分析交點 1 與交點 2 的距離，線 1 與線 2 的角度，線 1 與線 3 的距離，線 1 與線 4 的距離。使用復制膠泥多次復制軸承套圈密封槽同一測量部位，制備復制膠泥切片在影像儀上的測量數(shù)據(jù)如表 1 所示，測量結(jié)果值符合設計要求，且測量的重復性較好。

表1 同一測量部位不同復制次數(shù)下的影像儀測量數(shù)據(jù)

4 結(jié)束語

通過對軸承套圈密封槽同一測量部位共計五次的測量數(shù)據(jù)的整理分析，表明了使用復制膠泥結(jié)合影像測量儀對密封槽尺寸進行測量的方法準確可靠，測量重復性好。解決了此類型軸承套圈密封槽無法使用觸針式輪廓儀直接測量的問題。避免了使用樣板、量規(guī)等量具無法定量測量導致產(chǎn)品質(zhì)量無法保證的問題。且可根據(jù)測量數(shù)據(jù)與產(chǎn)品技術要求的偏離，同時測量定制的加工刀具尺寸，指導加工參數(shù)的調(diào)整及確定，提高了加工質(zhì)量及效率。 的基本概念[M]. 羅繼偉, 等譯. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2009: 263-266.