測量圓弧半徑專用檢具的設(shè)計

袁禮彬

（南車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司，江蘇常州 213011）

測量圓弧半徑專用檢具的設(shè)計

袁禮彬

（南車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司，江蘇常州 213011）

介紹了一種圓弧半徑尺寸專用檢具的設(shè)計方案，適用于密接式車鉤體鉤舌腔半徑的工序間快速測量。詳細描述了這種專用檢測裝置的工作原理和結(jié)構(gòu)特征。此檢具不僅能滿足圓弧半徑尺寸準確測量，而且還提高了檢測效率，同時對結(jié)構(gòu)相似的零件測量具有較大的研究參考價值。

鉤舌腔 圓弧半徑 專用檢具

密接式車鉤體是動車組鉤緩系統(tǒng)中的重要構(gòu)件，其凸錐部鉤舌腔形狀為半圓弧，內(nèi)部空間呈半封閉結(jié)構(gòu)。鉤舌腔主要用來連接成對車鉤，其圓弧尺寸和位置精度對兩組車鉤之間連掛間隙有著重要影響。圖1為中間車鉤體端部結(jié)構(gòu)簡圖（圖中只標出部分尺寸），鉤舌腔內(nèi)圓弧圓心O點位置為鉤體連接面與鉤體中心線相交處，凸錐外圓中心至鉤體中心距離為60±0.1 mm，內(nèi)圓弧半徑為R70mm。該尺寸測量比較困難，采用標準檢具或?qū)Ｓ昧恳?guī)均不能滿足工序中對該尺寸快速準確測量的要求，尤其要測量具體數(shù)據(jù)更是困難。為滿足生產(chǎn)和檢測要求，根據(jù)被測零件的結(jié)構(gòu)和精度，設(shè)計了一種應(yīng)用比較法測量圓弧半徑的專用檢具，較好地解決了這個難題。

1 檢具結(jié)構(gòu)

檢具設(shè)計最重要的環(huán)節(jié)是解決工件在檢具中定位問題，要盡可能滿足以下幾個原則：（1）盡可能用同一基準原則;（2）阿貝原則;（3）尺寸鏈最短原則;（4）經(jīng)濟性原則。復(fù)雜構(gòu)件都有基準面、基準孔和基準外圓，工件定位要盡可能地選這些基準進行定位，以確保檢測數(shù)據(jù)的準確性。

專用檢具的結(jié)構(gòu)見圖2，通過精巧的結(jié)構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)了工件準確的定位。

1.1 檢具本體設(shè)計

檢具本體為專用檢具主要構(gòu)架，結(jié)構(gòu)如圖3所示。測座通過內(nèi)六角螺釘固定在檢具測身上，芯軸定位塊用內(nèi)六角螺釘連接于活動測頭，固定測頭、定位支承及導(dǎo)向座焊接固定在檢具測身上。活動測頭右端直徑為φ20g6軸頸與導(dǎo)向座上φ20H7內(nèi)孔相配，保證活動測頭能左右移動。

檢具本體上芯軸定位塊上的圓弧槽在設(shè)計上有以下特點：（1）檢具測身上4個定位支承底平面構(gòu)成平面B，芯軸定位塊圓弧槽中心軸線必須通過這一平面。（2）固定測頭和活動測頭工作面保證與φ139.5 mm圓柱同時接觸，且圓柱軸心線與平面B垂直。圓柱與芯軸定位塊圓弧槽之間的中心距為60±0.02 mm。上述特點確保了工件定位后，檢具本體芯軸定位塊圓弧槽中心與要檢測的內(nèi)圓弧半徑R70的中心重合，符合基準重合原則，并保證了工件定位準確。

檢具本體設(shè)計還要注意以下幾點：測座工作平面不但要垂直基準面A，而且必須與平面B垂直;為保證固定測頭及活動測頭工作表面有足夠的耐磨性，須將其表面進行高頻淬火;為使檢具順利地裝入鉤體凸錐部外圓并定位，設(shè)計上要保證工件夾緊狀態(tài)時，活動測頭在水平方向與測身上導(dǎo)向座左端面間須留有2 mm間距。

1.2 校準件設(shè)計

由于采用相對測量法，故檢具測量使用前需要用校準件對百分表進行校零，校準件結(jié)構(gòu)尺寸如圖4所示，校準件上R10 mm半圓中心距底面尺寸為70±0.01 mm，采用三坐標測量并保證校準件的誤差。

2 檢具操作

（1）調(diào)基準 將百分表裝入測量芯軸，調(diào)整百分表加長測頭伸出長度后用緊定螺釘鎖緊，然后置于校準件上校準百分表零點，該零點須有足夠的壓表量。

（2）定位與裝配 將檢具本體按圖2所示裝入車鉤體凸錐圓柱部分，用直角尺校正檢具本體圓周方向方位：直角尺短邊接觸凸錐偏平面部分，長邊接觸測座工作面，并保證直角尺長短邊與上述兩者緊密貼合;4個定位支承與車鉤連接面要貼緊。然后調(diào)整并擰緊鎖緊螺釘，使固定測頭與活動測頭4個面同時與凸錐外圓緊密貼合。

（3）實測 將帶百分表的測量芯軸，放入芯軸定位塊圓弧槽內(nèi)，百分表上的加長測頭與鉤舌腔內(nèi)圓弧接觸，輕輕地擺動測量芯軸，讀取百分表的讀數(shù)，即可取得鉤舌腔圓弧半徑值。

3 制造要求

檢具制造屬于單件生產(chǎn)，與一般批量生產(chǎn)零件制造方法有所不同。檢具本體由許多零件構(gòu)成，為保證其尺寸精度和形位公差，必須采用特殊工藝方法和合理加工順序：（1）定位支承、固定測頭與測身焊接成一體，經(jīng)退火處理后還須進行穩(wěn)定性處理。（2）4個定位支承與測身焊接成一體后，定位面B在一次裝夾中完成精磨;待定位面B精磨后，再精加工固定測頭與活動測頭4個工作面，最后精加工芯軸定位塊上2×φ20mm半圓孔。

4 結(jié)語

這套鉤舌腔內(nèi)圓弧半徑測量專用檢具，原理正確，結(jié)構(gòu)緊湊，使用時方便可靠，檢測速度快能準確地測出圓弧的實際尺寸，提高了檢測精度和檢測速度，較好地滿足了工序測量的需要。對于相類似工件尺寸的檢測，只要將有關(guān)零件作相應(yīng)的改變后即可制成類似的檢具，具有較高推廣應(yīng)用價值。

作者：袁禮彬，男，1966年生，高級工程師，主要研究方向為機械制造工藝、非標設(shè)計及數(shù)控技術(shù)，已發(fā)表論文15篇。

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Design of special measuring tool for measuring arc radius

YUAN Libin
（CSR Qishuyan Locomotive＆Rolling Stock Technology Research Institute Co.，Ltd.，Changzhou 213011，CHN）

This paper mainly introduced a design scheme of a special measuring tool for size of the arc radius，which is suitable for fast measurement of the radius of tongue cavity of tightlock coupler.It describes the working principle and structural features of the special detecting device in detail.Practice has proved that the device can not only satisfy the accurate measurement of the size of arc radius，but also improve the detection efficiency.Beyond that，it also has important reference value for the measurement of different components with similar structure.

Tongue Cavity;Arc Radius;Special Measuring Tool

TG839

B

（編輯 李 靜）（

2010－06－12）

110733