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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)加工過程中,該錐孔的兩個重要尺寸利用常規(guī)測量方法,存在測量結果準確性差、測量效率低下等現(xiàn)象,測量起來比較困難,影響生產(chǎn)交付,需對測量方法進行改進。
2 常規(guī)測量方法分析
在本單位生產(chǎn)現(xiàn)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(jù)被測印模尺寸大小和精度,選擇適當?shù)姆糯蟊稊?shù);
(2)根據(jù)選定的放大倍數(shù),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(shù)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(shù)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(jù)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(chǎn)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(fā)現(xiàn)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(jīng)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(tǒng)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(chǎn)現(xiàn)場加工過程以及以往檢測結果,我們發(fā)現(xiàn)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(shù)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(shù)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(jù)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(jù)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(xiàn)場的檢驗周期大幅縮短,檢測效率高。通過現(xiàn)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。