某止動器錐孔尺寸檢測方法改進

摘 要：止動器內錐孔在裝配使用中功能重要，因此尺寸要求嚴格，但內錐孔受孔徑大小及母線長度等影響，測量手段受限，測量準確性及檢測效率在之前生產加工中均不高。本文通過分析該零件結構特點及常用測量方法存在缺陷，提出了利用標準不銹鋼鋼球配合三坐標進行測量的方法。并在實際生產中進行了驗證，方法高效可靠。

關鍵詞：內錐孔；測量準確性；檢測效率

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

1 前 言

止動器是某測試設備上的一個關鍵零件，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，且有多個重要尺寸，其中內錐面有兩個重要尺寸，分別是60° 和Φ8，由于受零件結構限制（見圖1），在以往生產加工過程中，該錐孔的兩個重要尺寸利用常規測量方法，存在測量結果準確性差、測量效率低下等現象，測量起來比較困難，影響生產交付，需對測量方法進行改進。

2 常規測量方法分析

在本單位生產現場，之前常用的測量方法主要有兩種：印模法和三坐標測量法。

2.1 印模法測量

印模法在早期測量中應用較多，即先用硬塑材料將止動器的被測部位印模下來，然后再對印模表面（見圖2）用投影儀進行測量。

該方法的測量過程為：

（1）根據被測印模尺寸大小和精度，選擇適當的放大倍數；

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

（3）將印模置于工作臺上，通過調焦使工件在投影屏上清晰成像，并讓印模中被測B面于十字線中的縱向線重合（注：此時十字線應調整在零度范圍）；

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

（5）計算十字線中心a、b兩點的縱向距離L=Ya-Yb；

兩點所在母線角度α=αa+αb；

由此可知：L值即為被測件中Φ8實際值；α值即為被測件中60° 實際值。

使用印模法測量缺點：

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

（2）制模過程麻煩，反復制模效率低，測量過程比較繁瑣，檢測周期長；

（3）由于印模材料有一定的收縮率，不能完全達到被測表面微小不平度的谷底，所以通過此方法測得印模上的值比實際值略小，還要根據實驗對測量結果進行修正。

2.2 三坐標測量法

近幾年，該零件生產批量加大，檢測起來遇到一定麻煩。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、檢驗過程必須當班清洗防銹；其次，Φ8為內錐面底端理論尺寸，考慮零件結構和加工刀具的刀尖圓弧的存在，普通檢測方法難以檢測，因此該零件隨后安排在三坐標上進行測量。

但后來發現在三坐標上測量效果并不理想，主要原因有三點：

（1）由于其他型號上許多關鍵復雜件必須在三坐標上測量，而且周期較長，導致止動器經常安排不上或中途撤下，對零件防銹不利。

（2）由于該錐面相對較短，且角度要求精度高，三坐標測量對零件表面精度要求較高，在取點測量時所取點處表面質量對零件精度影響大。

（3）三坐標測量是通過取點利用多種計算公式換算出角度及底端Φ8圓尺寸，換算過程誤差對零件本身精度有一定影響。

通過工藝技術人員配合進行測量系統分析后，證明此種測量方法對尺寸Φ8不可信，不能使用。

3 測量方法改進

如何找到一種高效實用的檢測方法？通過分析零件結構特點、工藝資料、目前生產現場加工過程以及以往檢測結果，我們發現該零件內錐面尺寸為最終精加工保證，半精加工時單邊留余量0.3mm，最后在較高精度的數控車床T42上精車保證，由于加工余量小，加工裝夾定位基準好（基準為磨工磨出），因此同批零件加工一致性較好，又該零件總長由數控車及磨工加工保證，尺寸一致性好，可以考慮其他方法轉換測量。最后我們選擇了利用標準不銹鋼鋼球進行測量的方法。

由于該零件同批加工一致性較好，在檢驗過程中，首先通過三坐標對加工好的三個零件進行反復測量其角度，確定其角度尺寸范圍，然后根據繪圖工具，按測量所用鋼球實際測量值繪圖確定保證Φ8尺寸精度的高度尺寸，由于角度尺寸已確定，鋼球直徑也已準確測量出，根據幾何學關系，不難看出，錐面底端到鋼球最高點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的尺寸范圍，這樣，在實際測量時，可以通過高度儀方便地測量出錐面底端到鋼球頂端的相對距離，如果該尺寸符合對應尺寸范圍，則Φ8尺寸合格，尺寸對應關系見圖3所示。

4 結論

使用鋼球測量方法簡單，工裝成本低（只需購買一定范圍尺寸鋼球即可），對檢驗人員技能要求不高，易于操作，因此可以使現場的檢驗周期大幅縮短，檢測效率高。通過現場幾個批次零件的檢驗，此種方法檢測效果良好。

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