客車制動盤內(nèi)孔中心距專用量檢具設(shè)計

張 杰 王盛魁

(1.沈陽中車西屋軌道制動技術(shù)有限公司 遼寧 沈陽 110144；2.沈陽透平機械股份有限公司 遼寧 沈陽 110869)

圖1 對開式制動盤盤體結(jié)構(gòu)示意圖

1 制動盤內(nèi)孔中心距常規(guī)檢測方法比較

測量內(nèi)孔中心距常規(guī)檢測方法有兩種：一種為游標(biāo)卡尺測量法，另一種為三坐標(biāo)測量法。

游標(biāo)卡尺測量內(nèi)孔中心距是間接測量法，通過測量兩孔中心線連線之間的最外側(cè)或最內(nèi)側(cè)尺寸，減去或加上兩個孔的半徑值之和，得到內(nèi)孔中心距尺寸。該測量方法不能保證測量精度，且使用手工計算尺寸，測量效率低。

三坐標(biāo)設(shè)備測量內(nèi)孔中心距尺寸精確，但該設(shè)備通常封閉在房間內(nèi)，不方便檢測大型工件，更不能在生產(chǎn)工位上測量工件尺寸。對于大型工件，三坐標(biāo)設(shè)備只適合抽檢和驗證零件尺寸。

因此，對于高精度孔、大中心距、重型工件的批量生產(chǎn)，有必要設(shè)計專用內(nèi)孔中心距檢具，以便在生產(chǎn)工位上靈活使用，并實現(xiàn)內(nèi)孔中心距測量的準(zhǔn)確、快速和高效。

2 制動盤內(nèi)孔中心距專用量檢具設(shè)計

制動盤內(nèi)孔中心距專用量檢具設(shè)計應(yīng)具備檢測原理正確、結(jié)構(gòu)合理、良好的制造工藝性以及檢測的高效性。

2.1 內(nèi)孔中心距檢具工作原理分析

中心距是兩內(nèi)孔軸線之間的距離，測量兩個內(nèi)孔的中心距時，應(yīng)以其中一個內(nèi)孔作為基準(zhǔn)，測量另一個內(nèi)孔相對于該孔的尺寸誤差，即可表示兩內(nèi)孔中心距的誤差。

制動盤內(nèi)孔中心距專用量檢具結(jié)構(gòu)如圖2所示，左側(cè)端為固定端，工件基準(zhǔn)孔采用自定心定位銷結(jié)構(gòu)，以消除工件孔徑尺寸變化對測量中心距誤差的影響；另一端(右側(cè)端)采用滑動導(dǎo)銷插入工件被測孔，滑動導(dǎo)銷的外徑與導(dǎo)套的內(nèi)徑之間存在間隙，該間隙即為工件兩孔中心距的公差值。

1—自定心定位的組成；2—螺釘；3—調(diào)整支座；4—調(diào)整桿；5—梁；6—導(dǎo)套；7—滑動導(dǎo)向。

制動盤內(nèi)孔中心距量檢具檢測工作原理為：通過檢具一端的自定心定位銷來確定工件孔的基準(zhǔn)中心軸線，將工件兩孔中心距的公差值轉(zhuǎn)移到另一端的滑動導(dǎo)銷與導(dǎo)套之間的間隙，若中心距超差，則滑動導(dǎo)銷不能插入到盤體孔中。

若工件被測孔徑尺寸合格，滿足設(shè)計公差要求。當(dāng)滑動導(dǎo)銷能插入到工件的孔中時，表示工件兩孔中心距在設(shè)計的公差范圍內(nèi)；當(dāng)滑動導(dǎo)銷不能插入到工件的孔中時，則表示工件兩孔中心距超差。通過這樣檢測，即可快速判斷制動盤中心距是否合格。

2.2 內(nèi)孔中心距檢具結(jié)構(gòu)分析

制動盤內(nèi)孔中心距檢具在梁的兩端分別設(shè)有安裝孔，梁兩端安裝孔的中心距為(560±0.005)mm，梁左端的安裝孔裝配自定心定位銷組成；梁右端的安裝孔與導(dǎo)套過盈配合。當(dāng)左端的自定心定位銷組成插入盤體一側(cè)的孔內(nèi)后，旋轉(zhuǎn)調(diào)整桿使3個等直徑的鋼球與工件內(nèi)孔接觸，完成檢具左端工件孔自定心，然后檢具的導(dǎo)套孔對正于盤體的另一側(cè)孔，將滑動導(dǎo)銷插入檢具右端導(dǎo)套孔內(nèi)再插入工件孔內(nèi)，完成工件中心距檢測。

2.2.1檢具自定心結(jié)構(gòu)設(shè)計

檢具梁的左端自定心定位銷組成結(jié)構(gòu)設(shè)計圖如圖3所示，定位銷的外徑與梁左端的安裝孔為過盈配合，定位銷內(nèi)徑與芯軸外徑為間隙配合，芯軸的上端設(shè)有端蓋，端蓋與定位銷的上部為螺紋連接，調(diào)整支座用螺釘固定于梁左側(cè)孔上端。

1—彈簧；2—鋼球；3—定位銷；4—端蓋；5—芯軸。

芯軸的圓錐面與3個等直徑的鋼球相接觸，當(dāng)順時針旋轉(zhuǎn)調(diào)整桿時，將推壓芯軸向下運動，帶動與圓錐面接觸的3個等直徑的鋼球沿徑向向外移動，當(dāng)3個等直徑鋼球與工件內(nèi)孔表面接觸時，工件孔的軸心位置就確定了，消除隨孔徑變化對圓心位置的影響；當(dāng)逆時針旋轉(zhuǎn)調(diào)整桿時，彈簧的推力將帶動芯軸向上運動，3個等直徑鋼球就可以向里面回縮，此時，檢具的自定心定位銷組成可移動到被檢測工件孔的外部。

2.2.2滑動導(dǎo)銷端設(shè)計

檢具梁的右端導(dǎo)套和滑動導(dǎo)銷結(jié)構(gòu)設(shè)計圖如圖4所示，檢具梁右端安裝孔與導(dǎo)套的外徑為過盈配合，導(dǎo)套的內(nèi)徑理論值應(yīng)為工件孔徑最小尺寸與孔中心距的公差值之和?；瑒訉?dǎo)銷的外徑與導(dǎo)套的內(nèi)徑為間隙配合，該間隙值即為中心距的理論公差值。

圖4 導(dǎo)套和滑動導(dǎo)銷結(jié)構(gòu)設(shè)計圖

在設(shè)計中應(yīng)考慮檢具梁中心距尺寸的制造誤差值，以及滑動導(dǎo)銷與工件孔的配合間隙值，將此兩項誤差值的設(shè)計包含在被測工件孔中心距公差值之內(nèi)，因此，導(dǎo)套的內(nèi)徑理論值應(yīng)減掉上述兩項誤差值之和。

為了保證滑動導(dǎo)銷能夠順利進(jìn)入盤體的被測孔內(nèi)，滑動導(dǎo)銷與被測零件孔采用小間隙配合，配合間隙值在0.006 mm～0.012 mm(直徑值)之間。由于配合面之間有粉塵、油膜、空氣等介質(zhì)存在，可以認(rèn)為此間隙不會影響盤體被測孔的軸線位置偏移，可忽略此間隙誤差。

3 制動盤內(nèi)孔中心距專用量檢具使用條件及誤差分析

3.1 制動盤內(nèi)孔中心距專用量檢具使用條件

3.2 制動盤內(nèi)孔中心距專用量檢具誤差分析

檢具誤差δ3=檢具制造誤差+滑動導(dǎo)銷與盤體孔間隙誤差=δ1+δ2=0.03 mm。

將檢具誤差值包含在被測工件中心距公差值之內(nèi)，則檢具的中心距測量公差值=盤體孔中心距公差值A(chǔ)-檢具誤差δ3=0.17 mm,即導(dǎo)套內(nèi)徑尺寸設(shè)計為?30.17 mm。

檢具誤差δ3/盤體孔中心距公差值A(chǔ)=0.15。

該比值為15%，說明了檢具中心距尺寸控制范圍比盤體孔中心距公差值縮小了15%，用來抵消檢具誤差值δ3，因此，檢具的中心距測量值仍在盤體孔中心距公差值A(chǔ)之內(nèi)。

4 結(jié)束語

制動盤內(nèi)孔中心距專用量檢具可代替游標(biāo)卡尺測量或三坐標(biāo)測量，相比于游標(biāo)卡尺測量內(nèi)孔中心距更簡便、準(zhǔn)確，檢測效率可提高3～4倍；相比于三坐標(biāo)測量內(nèi)孔中心距可節(jié)省工件周轉(zhuǎn)時間10～20 min，生產(chǎn)成本顯著降低。并且可以在制動盤生產(chǎn)工位上靈活使用，測量準(zhǔn)確、快速、高效?！?/p>