借助標(biāo)準(zhǔn)圓柱測量鍵槽對(duì)稱度的方法

劉興富

(廣州威而信精密儀器有限公司，陜西西安 710075)

0 引言

在機(jī)械裝配傳動(dòng)中，鍵與鍵槽配合的結(jié)構(gòu)使用較為廣泛，鍵槽的加工質(zhì)量直接影響著裝配質(zhì)量，特別是對(duì)稱度的超差，常常引起不能裝配的故障。軸、孔鍵槽加工精度十分重要，尤其是軸鍵槽對(duì)稱度、鍵槽寬度的精度測量，會(huì)直接影響鍵聯(lián)接裝配后的技術(shù)性能。目前，軸鍵槽對(duì)稱度的測量主要采用V形鐵、平板、百分表以及表座，這種方法稱為“打表法”。該方法操作不便，測量繁瑣，可靠性差。生產(chǎn)車間加工現(xiàn)場對(duì)鍵槽的測量一般采用鍵槽塞規(guī)或游標(biāo)卡尺。這兩種測量方法都不能滿足精度較高鍵槽精密測量的要求，而且有部分人員對(duì)鍵槽對(duì)稱度的概念理解存在著誤區(qū)。下面對(duì)鍵槽對(duì)稱度的概念進(jìn)行闡述，并介紹一種方便的鍵槽對(duì)稱度測量方法。

1 鍵槽對(duì)稱度公差

鍵槽對(duì)稱度公差的定義[1]：鍵槽的中心面必須位于距離為公差值的兩平行平面之間，該兩平面對(duì)稱配置在通過基準(zhǔn)軸線的輔助平面兩側(cè)。所以鍵槽對(duì)稱度誤差不僅僅是如圖1所示的f截、f長，它有一個(gè)確定的公差帶。

如何確定誤差帶的寬度。下面以軸鍵槽為例，說明對(duì)稱度誤差的計(jì)算方法。

如果鍵槽銑刀旋轉(zhuǎn)中心與工件水平基準(zhǔn)軸線正交，且走刀方向與基準(zhǔn)軸線垂直方向重合，則加工出的鍵槽對(duì)稱度為零。但是，由于零件校正誤差、機(jī)床誤差以及銑刀切削的阻力等，使加工出的鍵槽產(chǎn)生了偏離，這種偏離應(yīng)為鍵槽縱橫向的歪斜，而不應(yīng)只理解為對(duì)基面的平移。

(1)長度方向?qū)ΨQ度誤差f長

鍵槽銑刀旋轉(zhuǎn)中心偏離工件基準(zhǔn)軸線，走刀方向也不與軸線平行，如圖2所示，檢測時(shí)是在鍵槽的全長上測得各個(gè)橫截面上的對(duì)稱度誤差，取其最大值作為鍵槽的對(duì)稱度誤差。

當(dāng)以標(biāo)準(zhǔn)圓柱輔助測量鍵槽的對(duì)稱度誤差時(shí)，可采用如圖3所示的方法：G-G為鍵槽中心面的左端點(diǎn)、交叉點(diǎn)、右端點(diǎn)對(duì)基準(zhǔn)軸線O-O的偏離距離。過這些點(diǎn)分別作截面E-E、F-F、H-H，這些截面分別與鍵槽中心線G-G交于A、B、C三點(diǎn)，三點(diǎn)與基準(zhǔn)軸線O-O的偏移量，即兩徑向測量截面內(nèi)的距離差之半分別為a1、a2(a2=0)、a3，點(diǎn)A的徑向距離最大，為對(duì)稱度誤差a3，則鍵槽的截面測量最大差值為a3。

只要分別測出橫截面的最大測量截面內(nèi)的距離差之半值Δ1和Δ2，就可計(jì)算出該零件的對(duì)稱度誤差[2]。由上述分析可得：

Δ1=a1Δ2=a3

(2)截面對(duì)稱度誤差f截

鍵槽銑刀旋轉(zhuǎn)中心偏移工件基準(zhǔn)軸線，但行走方向與軸線平行，此時(shí)鍵槽任一截面的對(duì)稱度誤差即是鍵槽對(duì)稱度的誤差。如圖4所示，鍵槽中心面位于距離為f′的兩平行平面之間，而且該兩平面之間的距離最小。f′即是該截面的對(duì)稱度誤差[1]。由于α很小，為了檢測計(jì)算方便，檢測方法規(guī)定均用圖中f代替f′[2]，由圖中的幾何關(guān)系可推算出：

式中:a是鍵槽中心面到基準(zhǔn)軸線的偏離距離；

h是鍵槽深；

d是零件軸的直徑。

2 鍵槽對(duì)稱度的圓柱輔助測量

鍵槽對(duì)稱度的檢測一般都是用“打表法”進(jìn)行，這種檢測方法很麻煩，僅適用于單件小批量的軸鍵槽檢測，用于大批量的軸鍵槽檢測時(shí)效率太低。下面介紹一種借用標(biāo)準(zhǔn)圓柱進(jìn)行對(duì)稱度檢測和計(jì)算的方法。

如圖5所示，當(dāng)鍵槽不對(duì)稱時(shí)，將標(biāo)準(zhǔn)圓柱分別置于鍵槽的兩側(cè)，OO1與OO2大，鍵槽對(duì)稱度的偏差越大，OO1與OO2之間的差值也越大。OO1和OO2可通過外徑千分尺測量CD、EF的尺寸間接獲得。由圖5中的幾何關(guān)系可計(jì)算出鍵槽的對(duì)稱度。

從△OO1A和△OO2A中可以求出OO1和OO2：

這樣，就可以根據(jù)零部件標(biāo)注的對(duì)稱度公差，事先計(jì)算出OO1與OO2的允許值δ，來控制對(duì)稱度，簡單方便。計(jì)算時(shí)則應(yīng)引起注意的是：

(1)標(biāo)準(zhǔn)圓柱的直徑d′越小，算出的值δ越大；d′越大，算出的δ值越小，即測量時(shí)小直徑的標(biāo)準(zhǔn)圓柱對(duì)測量結(jié)果比較敏感，更加便于控制對(duì)稱度誤差。

(2)測量時(shí)零件的軸徑、鍵槽寬及標(biāo)準(zhǔn)圓柱各參數(shù)都是給出公差要求的，參數(shù)的取值對(duì)δ有微小影響。批量生產(chǎn)中，為了控制產(chǎn)品質(zhì)量，須控制δ不大于某一數(shù)值，計(jì)算時(shí)OB、b、a、H取最小值，h、d取最大值。但在對(duì)鍵槽對(duì)稱度的質(zhì)量進(jìn)行判斷時(shí)，應(yīng)取鍵槽相關(guān)尺寸的實(shí)際值。

3 結(jié)束語

(1)借助標(biāo)準(zhǔn)圓柱輔助測量鍵槽對(duì)稱度的方法，測量過程簡便、快捷；

(2)借助標(biāo)準(zhǔn)圓柱輔助測量鍵槽對(duì)稱度的方法，特別實(shí)用于大批量生產(chǎn)中鍵槽對(duì)稱度的檢測，方法簡單，容易掌握，測量效率高。

【1】 全國產(chǎn)品尺寸和幾何技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).GB/T 1182-2008幾何產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范(GPS)幾何公差 形狀、方向、位置和跳動(dòng)公差標(biāo)注[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

【2】 全國產(chǎn)品尺寸和幾何技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).GB/T 1958-2004產(chǎn)品幾何量技術(shù)規(guī)范(GPS)形狀和位置公差 檢測規(guī)定[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2004.

【3】 王國揚(yáng).平鍵鍵槽對(duì)稱度的測量[J].計(jì)量技術(shù)，2001(1).

【4】 劉新勇，趙平.機(jī)械制造檢測技術(shù)手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.