金文勝,王旭剛,林愛(ài),劉燕
(中國(guó)航發(fā)哈爾濱軸承有限公司 質(zhì)量管理部,哈爾濱 150027)
某型圓柱滾子軸承的套圈如圖1所示,其擋邊非常窄(最大寬度僅2 mm)且擋邊負(fù)背角α小于2°(公差為 ±5′~±30′),采用常規(guī)的輪廓儀或三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)量時(shí)測(cè)頭會(huì)撞到滾道,無(wú)法直接獲取負(fù)背角的測(cè)量結(jié)果,而負(fù)背角的準(zhǔn)確測(cè)量影響著滾子裝配時(shí)的定位準(zhǔn)確與否。因此,針對(duì)窄擋邊負(fù)背角的批量快速測(cè)量需求,提出了一種新的測(cè)量方法。
圖1 圓柱滾子軸承套圈示意圖Fig.1 Diagram of rings of cylindrical roller bearing
如圖2所示,要測(cè)量負(fù)背角α,就必須得到窄擋邊從點(diǎn)A到點(diǎn)B的水平距離L和垂直距離H,從而間接計(jì)算獲得負(fù)背角α。
圖2 測(cè)量原理示意圖Fig.2 Diagram of measuring principle
根據(jù)上述測(cè)量原理,設(shè)計(jì)了一套利用量塊、平板、正弦尺、磁力表架和千分表進(jìn)行窄擋邊負(fù)背角測(cè)量的方案,如圖3所示。
圖3 測(cè)量方法示意圖Fig.3 Diagram of measuring method
具體測(cè)量步驟為:1)去掉被測(cè)工件表面上的毛刺并用綢布清理被測(cè)表面上的灰塵,將被測(cè)工件放在平臺(tái)上合溫,等待測(cè)量;2)將正弦尺放在平板上,再將被測(cè)工件平放在正弦尺上,在被測(cè)工件的最大直徑方向上加一塊小于擋邊寬度的量塊,然后將千分表放在磁力表架上,使表尖位于擋邊邊緣,讀出其在A點(diǎn)的示值;3)拿掉放在被測(cè)工件最大直徑方向的量塊,用手推動(dòng)被測(cè)工件,使其沿被測(cè)工件最大直徑方向靠到正弦尺的擋板上,讀出其在B點(diǎn)的示值;4)用A點(diǎn)的示值減去B點(diǎn)的示值即為擋邊在去掉量塊時(shí)所下降的垂直高度H,而表尖從A點(diǎn)到B點(diǎn)的水平距離L即量塊的高度,從而得到窄擋邊的負(fù)位角α=arctan(H/L)。
由于目前還沒(méi)有直接測(cè)量圓柱滾子軸承套圈窄擋邊小角度負(fù)背角的方法,因此分別加工了3個(gè)不帶擋邊的套圈(圖4),套圈的一個(gè)端面加工成斜平面,通過(guò)測(cè)量套圈2個(gè)端面所成的角度間接獲得負(fù)背角,通過(guò)與三坐標(biāo)測(cè)量結(jié)果的對(duì)比,驗(yàn)證上述方法的正確性。
圖4 被測(cè)工件示意圖Fig.4 Diagram of measured piece
3組測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表1,其中對(duì)樣件公差滿足25′±20′的工件進(jìn)行了測(cè)量不確定度分析。
表1 測(cè)量結(jié)果Tab.1 Measuring result
采用En值方法對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析,測(cè)量審核滿意度判定為
式中:R為文中方法給出的測(cè)量值,R=32′;R0為三坐標(biāo)給出的參考值,R0=33′。計(jì)算得 En=0.67≤1,判定為滿意,說(shuō)明該方法滿足所申請(qǐng)的檢測(cè)能力驗(yàn)證。
通過(guò)創(chuàng)新測(cè)量手段,采用非常規(guī)的方法解決了軸承窄擋邊小角度負(fù)背角在線快速測(cè)量的需求,測(cè)量擋邊小于2 mm,角度小于1°的軸承套圈負(fù)背角時(shí),測(cè)量不確定度為1′13″,能夠滿足測(cè)量公差±5′的測(cè)量需求,并通過(guò)了試驗(yàn)驗(yàn)證,證明該方法準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便、快速,便于推廣。