一種內(nèi)孔跳動(dòng)檢具的設(shè)計(jì)

鄭秀力， 邢桂林

（1.哈爾濱量具刃具集團(tuán)有限責(zé)任公司數(shù)控刀具公司研究所，哈爾濱150040；2.哈爾濱博實(shí)自動(dòng)化股份公司，哈爾濱150000）

0 引言

鏜刀分為整體式鏜刀和模塊式鏜刀兩種結(jié)構(gòu)。整體式鏜刀是集柄部、接桿和鏜削部分為一體的整體式刀具，它的優(yōu)點(diǎn)在于連接精度和連接剛性較好，但是由于整體式鏜刀的柄部與鏜削部分是一體的，而且由于機(jī)床接口的不同，存在多種柄部結(jié)構(gòu)，而每種柄部結(jié)構(gòu)也有多種規(guī)格和型號(hào)，因此整體式鏜刀在對(duì)應(yīng)客戶需求上存在困難，需要配備大量的庫(kù)存。而隨著市場(chǎng)結(jié)構(gòu)的不斷變化，客戶對(duì)產(chǎn)品加工周期的要求越來越短，有的甚至不足一個(gè)月，如果采用整體式鏜刀，則需要配備大量的刀具庫(kù)滿足加工要求，所以整體式鏜刀在工廠中的應(yīng)用比例越來越小，并逐漸被模塊式鏜刀所取代。

模塊式鏜刀各個(gè)結(jié)構(gòu)部分是分開的，一般由柄部、中間接桿、鏜刀頭等部分組成，模塊式鏜刀需要根據(jù)具體的加工要求確定各個(gè)部分的具體尺寸，然后組合在一起。它的優(yōu)勢(shì)在于不必儲(chǔ)備大量的刀柄和刀具，使生產(chǎn)廠家的刀具庫(kù)存量可以大大減少，使生產(chǎn)成本較之整體式鏜刀大大降低，如果鏜刀的一部分損壞，可以只進(jìn)行該部分的更換，不必更換全部部件，因此整個(gè)刀具的使用壽命變得更長(zhǎng)，不必像整體鏜刀那樣需要整套刀具重新訂購(gòu)。由此可以看出，模塊式鏜刀在降低成本、使用壽命等方面比整體式鏜刀具有一定的優(yōu)越性，但由于是各個(gè)模塊組合在一起的，因此需要有較高的連接精度、重復(fù)定位精度和連接剛性來加以保證，否則不具備競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

我公司接到客戶訂單，訂購(gòu)一批新型的模塊式鏜刀中間接桿產(chǎn)品，且為全尺寸系列，其內(nèi)孔跳動(dòng)要求在0.005 mm以內(nèi)，如何在大批量的情況下保證跳動(dòng)值，成為主要考慮的因素，因此設(shè)計(jì)了該檢具。

1 產(chǎn)品簡(jiǎn)圖

如圖1所示，產(chǎn)品為一種模塊式鏜刀的圓柱柄接口，其特征在于：它是靠一個(gè)錐度螺釘來進(jìn)行定位的，錐度螺釘用內(nèi)六角扳手來實(shí)現(xiàn)拆卸，操作簡(jiǎn)單方便，與傳統(tǒng)ABS接口相比較，它的偏心量較小，主要是依靠錐度螺釘?shù)腻F面作用實(shí)現(xiàn)軸向的拉緊作用。這種新型的鏜刀模塊接口結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝卸方便，改變了傳統(tǒng)ABS接桿的復(fù)雜連接結(jié)構(gòu)，而且加工起來也比傳統(tǒng)的ABS接桿簡(jiǎn)便許多，是目前較為廣泛的接口結(jié)構(gòu)。

圖1 產(chǎn)品簡(jiǎn)圖

2 加工工藝分析

分析工件，要保證工件的跳動(dòng)值穩(wěn)定，需要保證左右兩端圓柱柄的同軸度。因此，在加工中采用與該接桿匹配的基礎(chǔ)柄模塊作為檢具，如圖2所示，即將基礎(chǔ)柄和接桿用錐形螺釘相連接，以基礎(chǔ)柄的錐面為基準(zhǔn)磨制右端的內(nèi)孔，并且分為粗、精磨兩序來進(jìn)行。

圖2 加工簡(jiǎn)圖

3 檢具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為了與加工基準(zhǔn)保持一致，因此在設(shè)計(jì)檢具的過程中，依然考慮采用7∶24基礎(chǔ)柄為定位基準(zhǔn)，以40規(guī)格接桿產(chǎn)品為例，檢具結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 檢具結(jié)構(gòu)圖

該檢具主要有主體、襯套、鋼球、緊固螺釘和壓簧四個(gè)部分組成。

本檢具的主體是一個(gè)WST40錐柄，因?yàn)樵?∶24錐柄的類型中，WST類刀柄的法蘭厚度是最短的，在該檢具使用過程中沒有對(duì)法蘭的使用要求，因此選擇最短的WST錐柄，以減少因長(zhǎng)度加長(zhǎng)而導(dǎo)致的累積誤差。右端主體內(nèi)孔中有一襯套（如圖4所示），與主體過盈配合壓入主體型腔孔中，用以裝卸鋼球并加以限位，三個(gè)鋼球中一個(gè)是固定的，其余兩個(gè)為浮動(dòng)式結(jié)構(gòu)，這樣可以使接桿插入端能夠有效接觸，便于測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，鋼球探出間隙設(shè)計(jì)為0.5mm。

圖4 襯套結(jié)構(gòu)圖

4 工件在檢具上的定位

采用三個(gè)鋼球和工件接觸，是依據(jù)三點(diǎn)定位原則，由于三個(gè)鋼球一個(gè)是固定接觸，另外兩個(gè)設(shè)計(jì)成浮動(dòng)式，也是基于三個(gè)鋼球的接觸點(diǎn)能夠有效地接觸工件。

由于工件的加工基準(zhǔn)和檢具的定位基準(zhǔn)是一致的，被測(cè)工件由于是浮動(dòng)接觸，因此不必限制其軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，檢具中的襯套是與被測(cè)工件配合加工的，因此可以限制工件沿軸向的移動(dòng)，如此一來，只要工件在檢具中進(jìn)行三點(diǎn)定位就可以進(jìn)行有效的內(nèi)孔跳動(dòng)的測(cè)量。

5 使用方法

在使用時(shí)，首先將工件外圓與檢具內(nèi)孔表面擦拭干凈，之后把被測(cè)工件輕輕插入檢具內(nèi)，然后調(diào)整被測(cè)工件在檢具內(nèi)的位置，輕輕旋轉(zhuǎn)，使其外圓與三個(gè)鋼球有效接觸，避開外圓錐孔部分，實(shí)現(xiàn)三點(diǎn)定位，然后便可以用千分表進(jìn)行內(nèi)孔跳動(dòng)值的測(cè)量，為求結(jié)果準(zhǔn)確，盡量采用多次測(cè)量求平均值的方法更為妥當(dāng)。

6結(jié)語(yǔ)

在自動(dòng)化加工技術(shù)日新月異的今天，不僅要有精度高的機(jī)床來保證產(chǎn)品的加工精度，更要有相應(yīng)的檢測(cè)手段來檢測(cè)產(chǎn)品的質(zhì)量，本方案就是在不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的過程中，針對(duì)工件的實(shí)際情況而專門設(shè)計(jì)的，通過該檢具的使用，使工件加工中關(guān)鍵工序的檢測(cè)更為簡(jiǎn)單、方便，從而提高產(chǎn)品的檢測(cè)效率，加速生產(chǎn)效率，該檢具經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐檢驗(yàn)，能夠達(dá)到預(yù)期的圖紙技術(shù)要求。