圓弧端齒量規的檢定

楊興厚

摘 要：圓弧端齒是一種精密端面花鍵，用于工件之間端面聯結，起定心和傳扭作用。圓弧端齒量規專用于圓弧端齒工件的檢驗。文章對圓弧端齒量規的檢定方法進行了較為詳細的論述。

關鍵詞：圓弧端齒；圓弧端齒量規；著色檢查

1 概述

圓弧端齒是用于構成軸系結構的精密端面聯結，它實際上是一種精密的端面花鍵聯軸器。它具有嚙合精度高、自動定心好、能傳遞較大扭矩，并能將復雜的整體結構分成幾部分簡單的結構，便于設計、制造、安裝等一系列優點。圓弧端齒量規是保證圓弧端齒加工精度和互換性的標準量具，它通過建立三級實物傳遞體系，以實物傳遞的方式保證工件端齒加工質量和互換性。根據使用頻率的不同，端齒量規分為三個級別，由低到高依次為原始量規、校對量規和工作量規。其中，原始量規只有一套，僅用于校準校對量規；校對量規僅用于校準工作量規；工作量規用于生產現場檢驗工件。

2 圓弧端齒量規的校準

2.1 校準周期

圓弧端齒量規應定期進行檢測，其中校對量規的校準周期為24個月，工作量規的校準周期為12個月。

2.2 校準程序

圓弧端齒量規應按照校準周期要求，定期送往具有資質的專業計量部門進行校準并標識。圓弧端齒量規應成對校準。在校準周期內，原始量規與校對量規由計量部門保存，工作量規由使用單位保存和使用。

2.3 校準項目

圓弧端齒量規的檢測由單件檢查和配對檢查兩部分組成，共計六項。其中單件檢查包括三項：（1）基準形位公差檢查；（2）齒形檢查；（3）齒面支撐率檢查。配對檢查包括三項：（1）著色檢查；（2）齒頂高及疊加尺寸檢查；（3）組合跳動檢查。

2.4 標準作業

2.4.1 清洗及目視檢查

圓弧端齒量規在進行每項檢查前都應對其進行清洗和目視檢查。圓弧端齒量規的清洗介質為干凈的汽油。目視檢查主要利用輔助光源和放大鏡檢查表面有無劃傷、磕傷、毛刺、突起、凹下等缺陷。

2.4.2 圓弧端齒量規的基準檢查

圓弧端齒量規的基準檢查主要包括軸向基準端面的平面度、徑向基準面的圓柱度、徑向基準對軸向基準的垂直度三項。檢測設備為圓度儀。具體步驟如下：（1）將夾具安裝在圓度儀回轉工作臺上，粗找正夾具；（2）將圓弧端齒量規安裝在夾具上；（3）使用圓柱度儀自動調心找正功能找正量規基準面；（4）測量三項技術要求，記錄實際值。

2.4.3 圓弧端齒量規的齒形檢查

圓弧端齒量規的齒形檢查主要包括壓力角、齒全高、齒根圓角、山形底高四項。檢測設備為輪廓儀。具體步驟如下：（1）按磨端齒時砂輪與量規的中心距參數調整輪廓儀測量方向沿齒面法向；（2）測頭放置在齒頂面上，啟動輪廓儀自動測量程序；（3）在輪廓儀控制軟件上放大20-40倍，測量規定的四項技術要求，打印輸出。

2.4.4 圓弧端齒量規支撐率的檢查

圓弧端齒量規支撐率的檢查主要檢測齒面接觸區支撐率。檢測設備為輪廓儀。具體步驟如下：（1）將夾具安放在輪廓儀工作臺上；（2）將圓弧端齒量規安裝在夾具上，調整夾具使輪廓度儀測頭與齒側面基本垂直；（3）測頭放置在齒側面上，啟動輪廓度儀自動測量程序；（4）在輪廓度儀控制軟件上分析齒面支撐率，打印輸出。

2.4.5 圓弧端齒量規的著色檢查

著色檢查是一種綜合檢查方法，主要用于表征圓弧端齒的配合接觸情況。此外，著色檢驗還表征端齒沿周均布的情況。如果圓弧端齒存在較大的齒距誤差，沿周著色率就會降低很多。圓弧端齒的均分誤差也可以在齒輪測量儀上定量檢查，但這只是一個輔助分析方法，不能取代綜合著色檢查。

圓弧端齒量規的著色檢查主要檢測每齒著色率和沿周著色率。具體步驟如下：（1）被測量規沿周基本均布標記4個齒，分別是1、2、3、4；上級（配對）量規標記一個位置，為A；（2）使用雙刷系統涂藍油。用植物刷將著色藍油均勻涂在被測量規全部齒面上，保證著色均勻；（3）使用雙刷系統涂黃油。用植物刷將著色黃油均勻涂在上級量規齒面上，保證著色均勻；（4）用干凈的壓縮空氣清理兩個量規的著色齒面；（5）被測量規端齒一面向上放置在平臺上，按標記A對標記1對正，小心地將上級量規與被測量規嚙合；（6）用膠錘敲打上級量規的大端面，擊打部位在端齒直徑上，沿周均布；（7）小心地將一對端齒副分離開；（8）在強光源下，整體觀察分析著色情況；（9）使用帶標尺放大裝置，測量著色條帶長度和寬度，逐齒記錄著色情況，統計每齒著色率和沿周著色率；（10）按標記A對2、A對3、A對4，重復（2）-（9）操作三次；（11）取四次當中最小值記錄在專用表格上。

2.4.6 圓弧端齒量規齒頂高及疊加尺寸的檢查

齒頂高及疊加尺寸用于確定圓弧端齒節平面在量規上的軸向位置。齒頂高和疊加尺寸的檢查是利用上級量規校準確定下級量規的齒頂高和疊加尺寸。其方法是將上級量規的齒頂高和疊加尺寸作為已知理論值使用，按照最簡捷的線性尺寸加減路徑來標定量規的齒頂高實際值和疊加尺寸實際值。

圓弧端齒量規齒頂高及疊加尺寸的檢查主要在三坐標測量機上完成。具體步驟如下：（1）將被測量規端齒向上放置在三坐標測量機工作臺上；（2）以三坐標測量機工作臺面為參考建立坐標系，工作臺面為XY平面；（3）檢查被測量規齒頂面對測量機臺面的平行度不大于0.003；（4）在被測量規齒頂面上基本均布采集四點，測量記錄四點對XY平面的高度值z1、z2、z3、z4；（5）分析高度值z1、z2、z3、z4的離散度不大于0.003。計算量規總高度值A=（z1+z2+z3+z4）/4；（6）將上級量規端齒向下，各齒頂面相對，放置在被測量規齒頂面上；（7）檢查上級量規軸向基準面對測量機臺面的平行度不大于0.005；（8）在上級量規軸向基準面上基本均布采集四點，測量記錄四點對XY平面的高度值z11、z12、z13、z14；（9）分析高度值z11、z12、z13、z14的離散度不大于0.005。計算疊加總高度值B=（z11+z12+z13+z14）/4；（10）將上級量規端齒向下，與被測量規嚙合；（11）檢查上級量規軸向基準面對測量機臺面的平行度不大于0.005；（12）在上級量規軸向基準面上基本均布采集四點，測量記錄四點對XY平面的高度值z21、z22、z23、z24；（13）分析高度值z21、z22、z23、z24的離散度不大于0.005。計算疊加總高度值C=（z21+z22+z23+z24）/4；（14）計算被測量規的疊加尺寸X=C-X1。計算被測量規的齒頂高S=A-X；（15）校核B-C=S+S1，差值應不大于0.002。

2.4.7 圓弧端齒量規組合跳動的檢查

圓弧端齒量規組合跳動的檢查主要檢測徑向跳動和軸向跳動兩項。檢測設備為圓度儀。具體步驟如下：（1）按沿周基本均布，在被測量規上標記四個端齒，分別為a、b、c、d，在上級量規上標記一個齒槽A；（2）將夾具安裝在圓度儀回轉工作臺上，粗找正夾具；（3）將上級量規安裝在夾具上；（4）按照標記a對A對正，小心地將被測量規與上級量規嚙合；（5）使用圓柱度儀自動找正功能找正上級量規基準面；（6）測量兩項技術要求，記錄實際值；（7）分別按b對A、c對A、d對A重復（4）-（6）操作；（8）取四次測量結果的最大值記錄在專用表格上。