一種實用的孔倒角檢測裝置

摘要：本文介紹了一種即可測量倒角軸向深度又可檢測倒角角度的檢測裝置，該裝置通過百分表直接讀值，具有操作簡便，檢測結(jié)果可靠，解決了孔倒角尺寸小，尤其是角度誤差不易檢測的困難，有一定的實用推廣價值。

關鍵詞：孔倒角 深度測量 角度檢測

0 引言

倒角是機械加工中最常見的加工工藝之一。車、鏜、磨、銑、鉆等工序都涉及倒角的加工。倒角即把工件的棱角切削成一定斜面的加工，通常在零件加工結(jié)束、熱處理之前完成。普通倒角多數(shù)會安排在精加工時進行，若毛刺等會影響后序加工質(zhì)量，也會在粗加工時完成部分倒角加工。對于某些重要的功能倒角也會安排在熱處理后，利用磨削工序完成。

1 問題的引入

在機械制造業(yè)中孔端面常設計有45°倒角結(jié)構(gòu)，目的是去除在機械加工過程中產(chǎn)生的毛刺，保護孔端面完好，在裝配過程中軸容易導入避免劃傷并且使清潔及檢驗等操作更為安全。由于倒角尺寸小不易檢測，沒有高效準確的檢驗量具，倒角的測量效率會受到影響。某企業(yè)生產(chǎn)一種柴油發(fā)動機，須在加工中心上加工六個直徑為φ60+0.05汽缸活塞孔，倒角尺寸為2.5×45°，如圖1所示，圖紙要求的倒角深度尺寸公差為2.5±0.13mm，角度公差為45°±1°，用專用成型刀加工倒角。在修磨或更換倒角刀具時需快速準確測量倒角質(zhì)量。原來使用一個刻有間距為0.26mm的兩條標記線的45°圓錐量規(guī)檢測倒角軸向深度，只要孔端面在兩刻線之間即認為符合要求。由于兩條刻線間距很近，而且活塞孔位于斜面上，量規(guī)軸線與孔端面的垂直度不易控制，效率低使用不方便，而且不準確，也無法判斷倒角角度是否符合圖紙要求。倒角的質(zhì)量一直不穩(wěn)定。經(jīng)過和企業(yè)技術人員共同研究，認真分析設計并制造一套兩件可通過百分表直接讀值，既可以直接讀出倒角的軸向深度，也可檢測倒角角度誤差的專用檢具，使用后效果良好，檢測結(jié)果可靠。單次檢測時間由原來的10分鐘縮短為3分鐘。檢測倒角深度時被測要素與檢測方向在同一軸線上，符合阿貝原則。

2 孔倒角檢測裝置的結(jié)構(gòu)原理及使用方法

現(xiàn)分兩部分介紹這種測量儀器的結(jié)構(gòu)原理和使用方法。

2.1 倒角軸向深度檢測裝置 倒角軸向深度檢測裝置如圖2所示，圓錐測頭2軸線與定位套3端面垂直并可上下滑動，由一軸用擋圈限制上下移動量，固定套5與定位套3旋合在一起，上端固定一百分表6。國標規(guī)定倒角尺寸指軸向深度尺寸。測量前先通過校準環(huán)規(guī)1將百分表校準至零，檢測工件時使定位套3定位面與孔端面貼平，通過壓簧4的壓力作用圓錐測頭移至倒角斜面和圓柱孔截交線位置，通過百分表指針的變化即可直接讀出倒角軸向深度尺寸。為保證測頭圓錐面始終和倒角斜面的最深處接觸，圓錐測頭斜角應按倒角最小極限角度44°設計并設負偏差，這樣可圓錐測頭避免與倒角斜面干涉造成測量結(jié)果失準。圓錐測頭與定位套導向孔基本尺寸φ40mm處屬精密滑動配合，參照國標常用優(yōu)先配合代號H6/g5，最大間隙0.036mm，最小間隙0.009mm。校準環(huán)規(guī)選用合金工具鋼Cr12MoV制成，熱處理硬度>HRC60，待環(huán)規(guī)孔表面精加工完成后再精磨端面，以保證校準處鋒利。為保證定位套的導向孔與定位端面垂直，這兩處必須一次裝夾精磨完成。圓錐測頭端要預留工藝臺，待圓錐面與導向軸一次裝夾精磨完成后用線切割截去，再磨制端面以保證圓錐軸線與導向軸同軸。環(huán)規(guī)孔基本尺寸取被測孔極限尺寸φ60mm—φ60.05mm的中間值φ60.025mm，環(huán)規(guī)公差按被測孔公差的1/5，即校準環(huán)規(guī)孔尺寸公差設計為φ60.025±0.005mm。環(huán)規(guī)工作處的圓度誤差不大于0.005mm。圖紙標注倒角深度尺寸公差為2.5±0.13mm，考慮到被測孔最大及最小極限尺寸與校準環(huán)規(guī)基本尺寸差值為0.025mm，及環(huán)規(guī)本身的尺寸及形狀誤差檢測時應將倒角深度尺寸合格范圍內(nèi)縮確定為2.5±0.1mm。

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2.2 倒角角度誤差檢測裝置 倒角角度誤差檢測裝置，如圖3所示，主要由定位環(huán)3、定位圓錐2，45°支架5及杠桿百分表4構(gòu)成。在定位環(huán)與定位圓錐組合體的一側(cè)開有略大于杠桿表測頭寬度的通槽。通過定位環(huán)的軸向定位和定位圓錐的中心定位使杠桿表測頭在倒角斜面的軸向中心截面位置接觸。在裝置的上部安裝一個45°精密支架，在支架上加工一個燕尾槽，由間隙塞片9調(diào)整與滑塊的配合間隙。通過旋鈕轉(zhuǎn)動，可使杠桿表沿45°方向精確移動。在支架上裝有一可調(diào)限位螺釘，以限定杠桿表測頭下移極限位置。測量前可通過校準環(huán)規(guī)45°斜面校驗杠桿表讀數(shù)值，以檢測量規(guī)的移動精度，如誤差過大，需精確調(diào)整支架與滑塊的間隙。測量時先將測頭移到倒角斜面下限位置同時將指針至零。由于圖紙標注角度公差為45°±1°，通過三角函數(shù)計算，±1°的角度誤差可使倒角斜面全程產(chǎn)生±0.06mm的尺寸變化。由于杠桿表測桿軸線與倒角斜面有45°夾角，引起杠桿表讀數(shù)值變化的b要大于零件的實際誤差a，還需修正即：

b=a*secα

b=0.06*sec45°=0.084mm，如圖4所示。

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當杠桿表測頭移動到倒角斜面最高處，指針變化在±0.084mm內(nèi)，即可確定倒角角度在45°±1°內(nèi)，符合圖紙有求，反之需修磨或調(diào)整倒角刀具至合格為止。

3 結(jié)束語

該裝置解決了倒角尺寸小，尤其是倒角角度不易測量的困難，具有使用簡便，檢測結(jié)果可靠的特點，對于不同尺寸及角度的倒角檢測有一定的示范作用，具有較大的實用價值。

參考文獻：

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[3]朱正德.小孔倒角深度的工序間快速檢測[J].輕工機械，2000（03）.

作者簡介：：于劍斌（1958-），天津人，天津中德職業(yè)技術學院，講師，研究方向：機械測量。