測(cè)量零件跳動(dòng)柔性專用檢具

泉州市雙塔汽車零部件有限公司 (福建 362302) 王蘇清

目前測(cè)量零件外圓跳動(dòng)檢具都是采用心軸來模擬基準(zhǔn)要素，被測(cè)零件內(nèi)孔很短，要做到零件內(nèi)孔在檢具上無間隙定位，對(duì)檢具設(shè)計(jì)和制造要求都較高（見圖1）。

圖1 被測(cè)零件要求

1. 測(cè)量原理

對(duì)于零件跳動(dòng)標(biāo)有綜合基準(zhǔn)要求的，都是采用面做第一基準(zhǔn)，短軸線只能作為圓心第二基準(zhǔn)，具體檢具定位方式有兩種。一是檢具采用平面做第一基準(zhǔn)，短錐銷做第二基準(zhǔn)，這種定位方式可以做到零件內(nèi)孔無間隙定位；二是檢具設(shè)計(jì)制造相對(duì)簡(jiǎn)單，檢具是把短錐銷和定位面做成綜合基準(zhǔn)（檢具短錐銷和安裝面做成一體）。由于受基準(zhǔn)孔公差影響，這種帶有定位面和短錐銷心軸的檢具，很難做到零件內(nèi)孔無間隙定位，零件安裝基準(zhǔn)面與檢具基準(zhǔn)面也很難實(shí)現(xiàn)用第一基準(zhǔn)來限制3個(gè)自由度的問題。以上檢具定位方式都是一對(duì)一的使用，要求檢具有一定的精度，制造成本相對(duì)較高且檢具的存放保管比較麻煩，在遇到新產(chǎn)品試制時(shí)檢具制造不能同步等問題。

現(xiàn)設(shè)計(jì)制作了1臺(tái)無實(shí)體心軸定位零件內(nèi)孔，采用的定位原理是在零件內(nèi)孔用V形2點(diǎn)模擬體現(xiàn)內(nèi)孔基準(zhǔn)，用改變V形2點(diǎn)的位置來適應(yīng)孔徑φ117.8~φ174mm之間任一孔徑的定位測(cè)量。具體檢具是用面板模擬第一基準(zhǔn)平面A，采用了2個(gè)軸承模擬內(nèi)孔第二基準(zhǔn)圓心B，檢具“1面2點(diǎn)+面板傾斜角”，零件定位已經(jīng)限制了5個(gè)自由度，該檢具定位重復(fù)精度極高，目前可以測(cè)量我公司4個(gè)不同孔徑（φ117.8mm、φ135mm、φ152mm、φ174mm）共10種以上的產(chǎn)品，屬于柔性專用檢具。

作為專用檢具使用時(shí)，只要松開軸承緊固螺釘，把軸承定位塊移動(dòng)到相應(yīng)的孔徑標(biāo)示上，插上定位銷后緊固軸承螺釘就可以使用了，且調(diào)整非常方便。對(duì)于今后的新產(chǎn)品開發(fā)，只要在φ117.8~φ174mm之間的任意孔徑都可以測(cè)量。具體調(diào)節(jié)是移動(dòng)軸承定位塊，將左右定位塊上的定位銷拔掉，把左右定位塊鈍角對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的扇形刻線后鎖緊軸承緊固螺釘即可。檢具可以調(diào)整面板角度，檢具設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單，制造成本很低，使用壽命長(zhǎng)，使用方便，使用效率和重復(fù)精度都很高。用1個(gè)新型柔性專用檢具能夠替代多個(gè)不同產(chǎn)品的傳統(tǒng)檢具，這意味著生產(chǎn)成本的降低（見圖2）。

2. 檢具設(shè)計(jì)

零件以外圓表面定位最常用的是V形塊，現(xiàn)檢具設(shè)計(jì)就是采用了這一原理，就是把原來外圓與V形接觸的2點(diǎn)改為內(nèi)圓與V形2點(diǎn)接觸，為了實(shí)現(xiàn)柔性測(cè)量，把與內(nèi)圓接觸的2點(diǎn)可以沿著α角方向移動(dòng)來適應(yīng)零件孔徑大小的變化，作為專用檢具使用，就是把可移動(dòng)軸承根據(jù)需要在不同孔徑尺寸上定位。作為通用萬能檢具使用，只要在φ117.8~φ174mm之間的任意孔徑范圍，根據(jù)需要孔徑來調(diào)整軸承位置，把左右軸承定位塊鈍角對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的孔徑標(biāo)示（扇形）刻線后鎖緊軸承緊固螺釘即可（見圖3、圖4）。

圖2 柔性檢具總圖

3. 使用說明

（1）作為柔性專用檢具測(cè)量零件跳動(dòng)時(shí)，根據(jù)孔徑來調(diào)整軸承位置，把2個(gè)緊固軸承螺栓松開，移動(dòng)軸承根據(jù)孔徑相應(yīng)定位，比如現(xiàn)在要測(cè)量零件孔徑是φ135mm，就把軸承定位塊半圓槽對(duì)準(zhǔn)檢具面板上標(biāo)有φ135mm孔徑標(biāo)示的半圓槽吻合后插上定位銷，左右軸承調(diào)整相同。把零件內(nèi)孔掛在2個(gè)軸承上，零件正確定位后，安裝調(diào)整好指示表，用手轉(zhuǎn)動(dòng)零件就可以測(cè)量單跳和全跳。為了避免檢具過快磨損和便于旋轉(zhuǎn)零件，使用中在面板上加點(diǎn)潤(rùn)滑油。

（2）作為柔性通用檢具測(cè)量零件跳動(dòng)時(shí)，只要在φ117.8～φ174mm之間的任意孔徑都可以測(cè)量，根據(jù)孔徑來調(diào)整軸承位置，把2個(gè)緊固軸承螺栓松開，將左右定位塊上的定位銷拔掉，移動(dòng)軸承根據(jù)孔徑相應(yīng)定位，比如現(xiàn)在要測(cè)量零件孔徑是φ168mm，把左右定位塊鈍角對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的孔徑標(biāo)示（扇形）刻線后鎖緊軸承緊固螺釘即可。把零件內(nèi)孔掛在2個(gè)軸承上，完成零件正確定位后就可以測(cè)量跳動(dòng)了，方便今后新產(chǎn)品開發(fā)。

4. 精度分析

該檢具不會(huì)因?yàn)榭讖匠叽缯`差造成測(cè)量偏差，只有在孔徑存在形狀誤差時(shí)會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差，假設(shè)φ120mm的孔徑，橢圓在0.1mm經(jīng)過精度分析測(cè)量誤差在0.05mm，形狀誤差對(duì)檢具測(cè)量的影響目前任何檢具都很難避免，相對(duì)于原來傳統(tǒng)用心棒模擬測(cè)量提高（最大）測(cè)量精度50%，在測(cè)量中遇到零件孔邊有磕碰傷或凹凸情況對(duì)測(cè)量跳動(dòng)會(huì)有影響的話，局部小面積凹下的可以忽略不計(jì)，對(duì)于凸起部分引起的測(cè)量波動(dòng)可以納入測(cè)量結(jié)果。檢具不會(huì)出現(xiàn)誤收（見圖5、圖6）。

圖3 測(cè)量原理圖

圖4 定位原理圖

圖5 檢具精度分析

5. 結(jié)語

檢具優(yōu)點(diǎn)：精度和效率很高，測(cè)量重復(fù)精度高，在一定孔徑范圍內(nèi)（φ117.8~φ174mm）的測(cè)量不會(huì)受到孔徑變化影響測(cè)量精度，使用壽命長(zhǎng)，設(shè)計(jì)和制造非常簡(jiǎn)單,成本低，使用簡(jiǎn)單方便。用一臺(tái)新型柔性專用檢具能夠替代多個(gè)不同產(chǎn)品的傳統(tǒng)檢具，改變過去檢具一對(duì)一的使用，這意味著生產(chǎn)成本的降低。

檢具缺點(diǎn)：檢具面板與零件相對(duì)摩擦，長(zhǎng)期使用后會(huì)造成面板磨損，檢具面板要定期檢測(cè)和修磨平面，對(duì)于設(shè)計(jì)大尺寸的檢具可以在面板上安裝平面軸承。