棒間距量表的設(shè)計(jì)與運(yùn)用

■ 泰爾重工股份有限公司 （安徽馬鞍山 243000） 周梅斌

內(nèi)齒圈和花鍵套是我公司產(chǎn)品的關(guān)鍵零件，為了保證內(nèi)齒精度，圖樣對(duì)棒間距有嚴(yán)格要求（見(jiàn)圖1、表1），在加工和檢驗(yàn)過(guò)程中，就需要精確測(cè)量棒間距。現(xiàn)有方法是采用內(nèi)徑千分尺和量棒，測(cè)量時(shí)需要將兩個(gè)量棒嵌入齒槽中，再用內(nèi)徑千分尺測(cè)量?jī)蓚€(gè)量棒之間的距離（見(jiàn)圖2）。有的情況下量棒不好固定，需要他人協(xié)助，檢測(cè)很不方便；由于手感不同，專業(yè)的檢測(cè)人員測(cè)量的數(shù)據(jù)也不完全一致，測(cè)量數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確；當(dāng)內(nèi)齒較深時(shí)，手臂無(wú)法伸入，就無(wú)法測(cè)量，測(cè)量范圍有限。現(xiàn)國(guó)外已有專門的棒間距量表，像內(nèi)徑量表檢測(cè)內(nèi)孔一樣測(cè)量?jī)?nèi)齒棒間距，測(cè)量方便快捷、檢測(cè)精度精確可靠。但目前國(guó)內(nèi)需要依靠進(jìn)口，較小規(guī)格可以通過(guò)代理商買到現(xiàn)貨，較大規(guī)格還需要專門定制，不僅價(jià)格十分昂貴，訂購(gòu)周期還很長(zhǎng)。而我公司的內(nèi)齒圈和花鍵套大多規(guī)格較大，交貨周期又短。

表1 花鍵參數(shù)

為此，筆者設(shè)計(jì)并制作了一種棒間距量表，巧妙地利用了常規(guī)的鋼球和量表，很好地解決了內(nèi)齒棒間距的檢測(cè)問(wèn)題。

圖2 傳統(tǒng)的棒間距測(cè)量方法

1. 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

該棒間距量表結(jié)構(gòu)如圖3所示，兩端兩個(gè)球形測(cè)頭是由鋼球和球座螺釘通過(guò)AB膠粘接而成。右端一個(gè)球形測(cè)頭通過(guò)鎖緊螺母、接桿固定在固定柱上，量表通過(guò)螺釘12固定在夾持桿上，夾持桿通過(guò)緊定螺釘固定在固定柱上；左端一個(gè)球形測(cè)頭和測(cè)量柱一同固定在滑動(dòng)柱上，在滑動(dòng)柱和固定柱之間有一個(gè)壓縮彈簧，使滑動(dòng)柱在自由狀態(tài)下頂?shù)铰葆?，左端測(cè)頭連同滑動(dòng)柱移動(dòng)的距離通過(guò)測(cè)量柱傳遞到量表。該檢具的設(shè)計(jì)制作要點(diǎn)是：球形測(cè)頭的鋼球直徑d需和標(biāo)準(zhǔn)量棒直徑dp相近，球座螺釘?shù)陌记蛎嬉c鋼球接觸良好，滑動(dòng)柱的外圓和固定柱的內(nèi)孔既要保證滑動(dòng)自如，又要保證小間隙配合。

棒間距量表夾持裝置結(jié)構(gòu)如圖4所示，由兩個(gè)螺釘、夾持座、接桿和手柄組成。其中，夾持座、接桿和手柄組焊成一體。夾持座的開(kāi)口孔和棒間距量表接桿的外徑相配合，通過(guò)擰緊（或松開(kāi)）夾持裝置的兩個(gè)螺釘，可使棒間距量表和夾持裝置牢固地組裝成一體（或分離），如圖5所示。

圖3 棒間距量表

圖4 棒間距量表夾持裝置

圖5 帶夾持裝置的棒間距量表

2. 運(yùn)用

使用該量表時(shí)，首先需計(jì)算量表兩端鋼球之間的距離L。Mmax和Mmin分別為圖樣棒間距最大和最小值，dp為圖樣量棒直徑，當(dāng)dp＝d時(shí)，Lmax＝Mmax＋2dp，Lmin＝Mmin＋2dp。當(dāng)遇到圖樣dp≠d時(shí)，需要將量棒dp換為實(shí)際鋼球直徑d進(jìn)行換算。換算按照表2計(jì)算公式，先根據(jù)圖樣要求的參數(shù)計(jì)算出變位系數(shù)的最大和最小值xmax和xmin，再按照表2計(jì)算公式計(jì)算出鋼球的測(cè)量距M1max和M1min，此時(shí)Lmax＝M1max＋2d，Lmin＝M1min＋2d。將表2的內(nèi)齒跨球（圓柱）尺寸計(jì)算公式，編制成計(jì)算小軟件，只需輸入圖樣要求的齒數(shù)、模數(shù)、壓力角、量棒直徑、棒間距最大和最小值及實(shí)際量棒直徑，就可以自動(dòng)計(jì)算出測(cè)量距M1max和M1min，如圖6所示。

圖6 換算軟件計(jì)算頁(yè)面

根據(jù)計(jì)算出的量表兩端鋼球之間的距離L值，通過(guò)更換不同長(zhǎng)短的接桿和調(diào)整兩個(gè)球形測(cè)頭的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量。像內(nèi)徑量表使用前對(duì)表一樣，先用外徑千分尺測(cè)量?jī)啥虽撉蛑g的距離L來(lái)校百分表。內(nèi)齒圈和花鍵套的棒間距公差范圍一般在0.07mm以上，而外徑千分尺最低精度也有0.004mm，因而只要選用范圍合適、精度合格的外徑千分尺對(duì)表即可。對(duì)表時(shí)，先移動(dòng)滑動(dòng)柱，使測(cè)量柱大致在固定柱的腰形槽中間位置，此時(shí)擰緊螺釘4使滑動(dòng)柱相對(duì)固定；再使量表的表頭與測(cè)量柱有一定的壓縮量后用螺釘12固定量表，再松開(kāi)螺釘4，用外徑千分尺對(duì)表。測(cè)量齒深較淺的內(nèi)齒圈時(shí)，不需要夾持桿組件，像內(nèi)徑千分尺一樣，一手固定一端，一手使另一端上下擺動(dòng)，通過(guò)量表顯示的最小數(shù)值就可精確反映棒間距的大小。測(cè)量齒深較深的花鍵套時(shí)，需要加裝夾持裝置（見(jiàn)圖5），手持夾持裝置的手柄，和內(nèi)徑量表測(cè)量?jī)?nèi)徑一樣測(cè)量即可。

3. 結(jié)語(yǔ)

檢測(cè)精度主要靠鋼球和量表來(lái)保證，而鋼球和量表為常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)件且精度可靠；該檢具主要關(guān)鍵件為固定柱和滑動(dòng)柱，主要加工面為圓柱面，很容易通過(guò)磨削來(lái)保證精度，球座螺釘?shù)陌记蛎婵捎们蛐毋姷对跀?shù)控機(jī)床上加工，制作簡(jiǎn)便、成本低廉；檢測(cè)時(shí)不需要量棒，操作方便快捷；根據(jù)不同的模數(shù)可以更換不同規(guī)格的球形測(cè)頭，通過(guò)調(diào)整兩個(gè)球形測(cè)頭的位置和更換不同長(zhǎng)短的接桿，可以滿足不同規(guī)格大小；當(dāng)內(nèi)齒較深時(shí)，可以加裝夾持裝置進(jìn)行測(cè)量。

表2 內(nèi)齒跨球（圓柱）尺寸計(jì)算公式

該棒間距量表，在我公司獲得廣泛運(yùn)用，解決了內(nèi)齒圈和花鍵套的棒間距檢測(cè)難題，提高了檢測(cè)效率、提升了產(chǎn)品質(zhì)量并降低了成本。