某止動(dòng)器錐孔尺寸檢測(cè)方法改進(jìn)

摘 要：止動(dòng)器內(nèi)錐孔在裝配使用中功能重要，因此尺寸要求嚴(yán)格，但內(nèi)錐孔受孔徑大小及母線長(zhǎng)度等影響，測(cè)量手段受限，測(cè)量準(zhǔn)確性及檢測(cè)效率在之前生產(chǎn)加工中均不高。本文通過分析該零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及常用測(cè)量方法存在缺陷，提出了利用標(biāo)準(zhǔn)不銹鋼鋼球配合三坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量的方法。并在實(shí)際生產(chǎn)中進(jìn)行了驗(yàn)證，方法高效可靠。

關(guān)鍵詞：內(nèi)錐孔；測(cè)量準(zhǔn)確性；檢測(cè)效率

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.010

1 前 言

止動(dòng)器是某測(cè)試設(shè)備上的一個(gè)關(guān)鍵零件，該零件材料為電工純鐵DT4，精度要求較高，零件外圓尺寸公差為0.008，且有多個(gè)重要尺寸，其中內(nèi)錐面有兩個(gè)重要尺寸，分別是60° 和Φ8，由于受零件結(jié)構(gòu)限制（見圖1），在以往生產(chǎn)加工過程中，該錐孔的兩個(gè)重要尺寸利用常規(guī)測(cè)量方法，存在測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性差、測(cè)量效率低下等現(xiàn)象，測(cè)量起來比較困難，影響生產(chǎn)交付，需對(duì)測(cè)量方法進(jìn)行改進(jìn)。

2 常規(guī)測(cè)量方法分析

在本單位生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，之前常用的測(cè)量方法主要有兩種：印模法和三坐標(biāo)測(cè)量法。

2.1 印模法測(cè)量

印模法在早期測(cè)量中應(yīng)用較多，即先用硬塑材料將止動(dòng)器的被測(cè)部位印模下來，然后再對(duì)印模表面（見圖2）用投影儀進(jìn)行測(cè)量。

該方法的測(cè)量過程為：

（1）根據(jù)被測(cè)印模尺寸大小和精度，選擇適當(dāng)?shù)姆糯蟊稊?shù)；

（2）根據(jù)選定的放大倍數(shù)，調(diào)整或安裝聚光鏡和物鏡，并用光源調(diào)整附件把光源位置調(diào)整好；

（3）將印模置于工作臺(tái)上，通過調(diào)焦使工件在投影屏上清晰成像，并讓印模中被測(cè)B面于十字線中的縱向線重合（注：此時(shí)十字線應(yīng)調(diào)整在零度范圍）；

（4）保持橫向位置不變，移動(dòng)縱向，使十字線逆時(shí)針轉(zhuǎn)α/2角，使十字線上橫向線與被測(cè)A面相切于a點(diǎn)，記下此時(shí)儀器的縱向讀數(shù)Ya及αa值，再使十字線順時(shí)針轉(zhuǎn)α/2角，移動(dòng)縱向拖板，使十字線上橫向線與被測(cè)C面相切于b點(diǎn)，記下此時(shí)儀器的縱向讀數(shù)Yb及αb 值；

（5）計(jì)算十字線中心a、b兩點(diǎn)的縱向距離L=Ya-Yb；

兩點(diǎn)所在母線角度α=αa+αb；

由此可知：L值即為被測(cè)件中Φ8實(shí)際值；α值即為被測(cè)件中60° 實(shí)際值。

使用印模法測(cè)量缺點(diǎn)：

（1）由于兩個(gè)尺寸為重要尺寸，目視測(cè)量受人為影響因素較大，與各檢驗(yàn)員判斷力有關(guān)；

（2）制模過程麻煩，反復(fù)制模效率低，測(cè)量過程比較繁瑣，檢測(cè)周期長(zhǎng)；

（3）由于印模材料有一定的收縮率，不能完全達(dá)到被測(cè)表面微小不平度的谷底，所以通過此方法測(cè)得印模上的值比實(shí)際值略小，還要根據(jù)實(shí)驗(yàn)對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正。

2.2 三坐標(biāo)測(cè)量法

近幾年，該零件生產(chǎn)批量加大，檢測(cè)起來遇到一定麻煩。首先，由于該零件材料為電工純鐵，屬易銹蝕材料，工藝文件要求在加工、檢驗(yàn)過程必須當(dāng)班清洗防銹；其次，Φ8為內(nèi)錐面底端理論尺寸，考慮零件結(jié)構(gòu)和加工刀具的刀尖圓弧的存在，普通檢測(cè)方法難以檢測(cè)，因此該零件隨后安排在三坐標(biāo)上進(jìn)行測(cè)量。

但后來發(fā)現(xiàn)在三坐標(biāo)上測(cè)量效果并不理想，主要原因有三點(diǎn)：

（1）由于其他型號(hào)上許多關(guān)鍵復(fù)雜件必須在三坐標(biāo)上測(cè)量，而且周期較長(zhǎng)，導(dǎo)致止動(dòng)器經(jīng)常安排不上或中途撤下，對(duì)零件防銹不利。

（2）由于該錐面相對(duì)較短，且角度要求精度高，三坐標(biāo)測(cè)量對(duì)零件表面精度要求較高，在取點(diǎn)測(cè)量時(shí)所取點(diǎn)處表面質(zhì)量對(duì)零件精度影響大。

（3）三坐標(biāo)測(cè)量是通過取點(diǎn)利用多種計(jì)算公式換算出角度及底端Φ8圓尺寸，換算過程誤差對(duì)零件本身精度有一定影響。

通過工藝技術(shù)人員配合進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析后，證明此種測(cè)量方法對(duì)尺寸Φ8不可信，不能使用。

3 測(cè)量方法改進(jìn)

如何找到一種高效實(shí)用的檢測(cè)方法？通過分析零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工藝資料、目前生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)加工過程以及以往檢測(cè)結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)該零件內(nèi)錐面尺寸為最終精加工保證，半精加工時(shí)單邊留余量0.3mm，最后在較高精度的數(shù)控車床T42上精車保證，由于加工余量小，加工裝夾定位基準(zhǔn)好（基準(zhǔn)為磨工磨出），因此同批零件加工一致性較好，又該零件總長(zhǎng)由數(shù)控車及磨工加工保證，尺寸一致性好，可以考慮其他方法轉(zhuǎn)換測(cè)量。最后我們選擇了利用標(biāo)準(zhǔn)不銹鋼鋼球進(jìn)行測(cè)量的方法。

由于該零件同批加工一致性較好，在檢驗(yàn)過程中，首先通過三坐標(biāo)對(duì)加工好的三個(gè)零件進(jìn)行反復(fù)測(cè)量其角度，確定其角度尺寸范圍，然后根據(jù)繪圖工具，按測(cè)量所用鋼球?qū)嶋H測(cè)量值繪圖確定保證Φ8尺寸精度的高度尺寸，由于角度尺寸已確定，鋼球直徑也已準(zhǔn)確測(cè)量出，根據(jù)幾何學(xué)關(guān)系，不難看出，錐面底端到鋼球最高點(diǎn)的尺寸完全決定于底端直徑Φ8，反之，底端直徑Φ8的尺寸范圍也決定了錐面底端面到鋼球最高點(diǎn)的尺寸范圍，這樣，在實(shí)際測(cè)量時(shí)，可以通過高度儀方便地測(cè)量出錐面底端到鋼球頂端的相對(duì)距離，如果該尺寸符合對(duì)應(yīng)尺寸范圍，則Φ8尺寸合格，尺寸對(duì)應(yīng)關(guān)系見圖3所示。

4 結(jié)論

使用鋼球測(cè)量方法簡(jiǎn)單，工裝成本低（只需購(gòu)買一定范圍尺寸鋼球即可），對(duì)檢驗(yàn)人員技能要求不高，易于操作，因此可以使現(xiàn)場(chǎng)的檢驗(yàn)周期大幅縮短，檢測(cè)效率高。通過現(xiàn)場(chǎng)幾個(gè)批次零件的檢驗(yàn)，此種方法檢測(cè)效果良好。

作者簡(jiǎn)介：何晨龍（1974-），男，陜西蒲城人，本科，高級(jí)工程師，主要從事精密機(jī)械加工工作。