測量碗形塞圓錐角柔性專用檢具

■泉州市雙塔汽車零部件有限公司　（福建 362302）　王蘇清

測量碗形塞圓錐角柔性專用檢具

■泉州市雙塔汽車零部件有限公司（福建 362302）王蘇清

摘要：測量碗形塞圓錐角柔性專用檢具的測量原理是采用2只短心棒與圓錐、圓柱軸線相互垂直的上下2點接觸的測量，本檢具可以測量不同大小零件的角度、錐度和垂直度，能作為專用檢具或通用檢具測量，解決了角度、錐度不易測量的問題。

1. 研究背景及意義

碗形塞主要用于發動機缸體、缸蓋、變速箱堵塞工藝孔，比如在缸體上就叫出砂孔，在工廠里也叫堵蓋，一旦碗形塞尺寸和角度不良就會造成發動機漏油、漏水，可以說碗形塞也是發動機的重要零件。以往測量碗形塞圓錐角都是采用三坐標測量機和正弦規測量，由于碗形塞密封面距離很短，目前我公司試制的最小碗形塞密封面長度只有2.46mm，用三坐標測量機在長度2.46mm的錐面上采點的位置不同測量的重復性也差，也不適合大批量的測量，正弦規測量時，錐面上L距很難確定，也不能測量半角，無法確認角度是否對稱，更不適合批量測量。現采用2根φd短心棒，確定合適的L距（2根 φd心棒間距），設計制作了測量碗形塞圓錐角柔性專用檢具，如圖1、 圖2所示。

當與圓柱面或圓錐面接觸時應采用圓柱面測頭，采用心棒圓柱面與圓錐面（兩軸線垂直）接觸是比較合理的選擇，符合檢具設計規定要求。本檢具具有以下優點：①考慮到加工難度和便于更換以利于減小磨損，采用短心棒代替圓柱面。②用垂直校準件代替圓錐校準件不僅能降低成本，還可以適應測量不同角度的校對(有加工條件的可以制作圓錐專用校準件)。③具有可調L距功能，可以測量其他大、小零件的角度和垂直度，屬于柔性專用檢具。④測量半角要比測量全角更有意義，可以發現角度是否對稱。⑤體積小，測量精度高，使用壽命長。

2. 檢具原理與設計

（1）測量原理。現以PLUG 18 EXP CTP SPL碗形塞為例，產品圖樣要求錐度1∶20，半角1.432°，高度做到下限尺寸4.65m m時，密封面高度為2.085mm，檢具測量要避開R2圓弧。該檢具的設計難度就在碗形塞較小，L距間距小，容易產生測量誤差。為了提高測量精度，本檢具在測量讀數上采用了3∶1的放大，如圖3所示。

圖1　碗形塞圖

圖2　測量原理圖

圖3　測量值放大

根據選定的L距，計算出相應的對邊。該檢具還可以根據工件錐體尺寸的大小來改變檢具L距尺寸，還可以測量其他小零件的角度和垂直度，屬于柔性專用檢具，在新產品試制中對于不同的小角度，只要根據具體的角度設定好合適的L距，計算出相應的對邊（上、下兩個測點在水平方向上的距離），編寫相應的使用說明就可以作為專用檢具使用。

對于不同大小零件，改變檢具L距的具體方法是將檢具表架2個定位螺釘松開，墊上自制墊塊后緊固螺釘即可。如圖4、表1所示。

表1　不同L距的H墊塊尺寸

（2）具體檢具設計。依據碗形塞零件的性能要求，設計檢具。①給定待測碗形塞半夾角Δθ±θ，L為在錐面上設定的長度（垂直距離），H為可調式L距所用墊塊，OA為在L距離上所測量到的水平距離。②在檢具L距上、下兩個測點上安裝2 根φd短心棒，上面一根安裝在檢具的測桿上，下面一根安裝在檢具底座上。③使用說明：用校準件（正、反兩面）把百分表校零，測量工件百分表讀數在0.09～0.15mm之間為合格，如表2所示。④計算參數：由幾何關系，設短心棒直徑d=φ0.8 （mm），兩心棒間距L=（2-0.4）=1.6（mm），可求得tanθ= OA/L，如圖5所示。

我公司還試制另外一種碗形塞，在測量時，根據碗形塞的的大小，選擇L距，已知L和，求出OA，編寫使用說明就可以測量（見圖6），檢具總裝圖如圖7所示。

表2　測量值換算后的角度

3. 結語

實踐證明該檢具測量精度高，不易磨損，在使用中，可定期更換側頭（短心棒），保證檢具測量精度和延長使用壽命。設計制作1臺柔性檢具能夠替代多個不同檢具，意味著成本的降低。另外，該檢具可以根據實際需要，改變設計尺寸，以滿足不同零件的需求，具有推廣價值。

參考文獻：

[1] 謝誠. 檢驗夾具設計［M］. 北京：機械工業出版社，2000.

圖4　改變檢具L距

圖5　計算參數圖

圖6　碗形塞圖

圖7　設計檢具總裝圖

收稿日期：（20140920）