缸體軸承座端面檢測裝置的設(shè)計(jì)

針對缸體軸承座端面長度尺寸沒有隨線檢具的問題，創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)了一種翻蓋式檢測裝置，并對裝置的精度進(jìn)行了分析。經(jīng)驗(yàn)證，此測量裝置操作方便，滿足生產(chǎn)需求。序言箱體類零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有些空間尺寸無法直接測量。準(zhǔn)確高效的測量方法成為保證箱體類零件產(chǎn)品質(zhì)量和減少工件報(bào)廢的重要保障。背景缸體軸承座是用來支撐曲軸主軸頸的，其中僅第三擋軸承座端面起到曲軸軸向定位的作用。而其他幾擋軸承座端面則與曲軸主軸頸臺(tái)階面不接觸。第三擋軸承座端面沿軸心線到缸體上平面與缸蓋聯(lián)接的定位銷孔的長度尺寸為（165.5±0.1）mm（見圖1）。圖1軸承座端面長度尺寸如圖2所示，缸體的軸承座端面粗加工是在AF200專機(jī)14工位上以缸體變速器面采用一面兩銷定位方式，兩面刃銑刀加工的。即用一根刀桿，其上安裝4片兩面刃銑刀，用隔圈控制刀盤之間的相互位置[1]。為了提高剛性，在刀桿上還安裝有軸承和掛架。這種多刀加工方式具有生產(chǎn)效率高、加工部位尺寸精度高的特點(diǎn)。缸體上平面與缸蓋聯(lián)接的定位銷孔是在AF200專機(jī)18工位上加工的。以缸體變速器面采用一面兩銷定位，用“鉆-鉸”的方式加工。由于定位銷孔與軸承座端面分別在缸體上平面和下平面。如需用通用檢具測量，就必須借助平板以缸體變速器面作為定位基準(zhǔn)，在缸體定位銷孔內(nèi)插入一個(gè)配合間隙很小的針規(guī)。先用游標(biāo)高度尺分別測出第三擋軸承座端面、針規(guī)最高點(diǎn)和平板之間的距離。然后經(jīng)過換算，求出定位銷孔與第三擋軸承座端面之間的距離。但該方法調(diào)整繁瑣，由于基準(zhǔn)不重合以及測量環(huán)節(jié)誤差累積等因素，導(dǎo)致測量誤差較大。目前采用三坐標(biāo)測量儀測量，但測量周期較長，操作人員往返測量室送測，勞動(dòng)強(qiáng)度高。圖2軸承座端面銑削設(shè)備與銑削示意因此希望有一種能在生產(chǎn)現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)快速、簡便測量的裝置。解決措施創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)了一種翻蓋式的缸體軸承座端面檢測裝置（見圖3）。以缸體上平面與缸蓋聯(lián)接的定位銷孔作為測量基準(zhǔn)。采用一面兩銷的定位方式，做到測量基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，減小定位誤差[2]。聯(lián)接關(guān)系（見圖3）：支架通過螺栓與底座聯(lián)接；銷通過過盈配合與底座聯(lián)接；翻蓋式支架的孔與軸聯(lián)接；缸體通過銷定位；螺栓22對彈簧起導(dǎo)向作用；杠桿通過沉孔與彈簧起定位作用；鋼球通過沉孔固定在杠桿上；橡膠墊塊與角鐵相聯(lián)；螺栓16將角鐵固定在翻蓋式支架右端；彈性螺釘將杠桿固定在銷軸上；杠桿限位塊通過螺栓聯(lián)接在翻蓋式支架上；百分表固定在翻蓋式支架上；圓螺母12、軸承、圓螺母9和防塵蓋依次套在軸的外圓上；端蓋通過螺栓10與支架相聯(lián)。圖3翻蓋式缸體軸承座端面檢測裝置1—支架2—底座3—銷4—翻蓋式支架5—缸體6—軸7—防塵蓋8—端蓋9、12—圓螺母10、16、22—螺栓11—軸承13—杠桿限位塊14—百分表15—彈性螺釘17—角鐵18—橡膠墊塊19—鋼球20—杠桿21—彈簧運(yùn)動(dòng)關(guān)系（見圖3）：翻蓋式支架繞軸旋轉(zhuǎn)抬起，靠在支架的翻起限位處；將缸體定位孔對準(zhǔn)銷放到底座上；將翻蓋式支架繞軸旋轉(zhuǎn)放倒；在彈簧的彈力作用下杠桿、鋼球與缸體軸承座端面接觸；杠桿繞銷軸旋轉(zhuǎn)，將測量的位移傳遞到杠桿的另一端，推動(dòng)百分表測量；測量完畢將翻蓋式支架繞軸旋轉(zhuǎn)抬起（見圖4）；杠桿在彈簧的彈力作用下，另一端與杠桿限位塊接觸；百分表及杠桿復(fù)位（見圖5）。a）支架翻起狀態(tài)b）支架測量狀態(tài)圖4支架翻起及測量狀態(tài)a）測量狀態(tài)

b）復(fù)位狀態(tài)圖5百分表及杠桿在測量狀態(tài)和復(fù)位狀態(tài)檢具精度分析杠桿需繞中心的軸靈活旋轉(zhuǎn)，宜采用間隙配合。同時(shí)為保證測量精度，盡量減小間隙。由于檢具零部件是單件生產(chǎn)，所以可選擇較高生產(chǎn)精度。采用H7/g6的配合間隙，并在杠桿上攻M6的螺紋以固定彈性螺釘（見圖6）。彈性螺釘頭部有一顆可以滾動(dòng)的鋼珠，內(nèi)部有彈簧支撐。彈簧可以消除杠桿孔與軸的間隙，提高測量精度，滾珠保證靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。a）實(shí)物b）結(jié)構(gòu)圖6彈性螺釘實(shí)物與結(jié)構(gòu)軸承配合公差選用時(shí)考慮到該軸承是作為翻蓋的旋轉(zhuǎn)副使用。轉(zhuǎn)速、載荷較低且發(fā)熱少，但精度要求較高。故選用P4級軸承。軸承內(nèi)圈與軸上軸承擋采用過盈配合，直徑公差k5。軸承外圈與支架的軸承安裝孔采用過盈配合，公差H5。角接觸球軸承可根據(jù)使用情況，通過預(yù)緊使軸承呈負(fù)游隙，確保翻蓋支架的靈活運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)精度。缸體定位銷孔徑精度是φ14H7（）。檢具定位銷由于是單件生產(chǎn)，可適當(dāng)提高精度φ

14h4（）。該檢具的定位誤差為0.018＋0.005＝0.023（mm）。缸體兩定位銷孔連線與檢具兩定位銷連線不平行造成的誤差較小，可以忽略不計(jì)。綜上，該檢具測量不確定度主要由缸體定位銷孔配合間隙造成，約0.023mm，考慮到產(chǎn)品公差為0.2mm。尚能滿足測量需求，如希望進(jìn)一步提高測量精度，可將固定定位銷用內(nèi)脹式定位銷代替。消除定位銷與定位孔之間的間隙，降低測量不確定度。

結(jié)語本測量裝置利用夾角呈90°的杠桿，將水平方向的位移轉(zhuǎn)換為豎直方向的，并用百分表進(jìn)行顯示。本裝置翻