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)計了一種翻蓋式檢測裝置，并對裝置的精度進行了分析。經(jīng)驗證，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。缸體上平面與缸蓋聯(lián)接的定位銷孔是在AF200專機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，勞動強度高。
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)場實現(xiàn)快速、簡便測量的裝置。
解決措施
創(chuàng)新性地設(shè)計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)?！ ?BR>
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
運動關(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。
a）實物
b）結(jié)構(gòu)
圖6 彈性螺釘實物與結(jié)構(gòu)
軸承配合公差選用時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)緊使軸承呈負游隙，確保翻蓋支架的靈活運動與旋轉(zhuǎn)精度[3]。
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。
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，并用百分表進行顯示。本裝置翻蓋式支架布置方向與測量尺寸方向平行，相較于翻蓋式支架與測量尺寸方向垂直的布置方式，轉(zhuǎn)軸的擺動誤差對測量精度影響更小?？烧{(diào)整轉(zhuǎn)軸、軸承及圓螺母的游隙，以保證測量精度。本測量裝置操作方便，測量精度能滿足產(chǎn)品的測量需求。
參考文獻：
[1] 楊叔子. 機械加工工藝師手冊[M]. 2版. 北京：機械工業(yè)出版社，2011.
[2] 周硯云，王齊安，高克里. 機械加工專用檢具圖冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1991.
[3] 吳相憲，王正為，黃玉堂. 實用機械設(shè)計手冊[M].北京：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2002.
本文發(fā)表于《金屬加工（冷加工）》2022年第10期49~52頁，作者：上汽大眾汽車有限公司 薛飛、李贏麗、陸勇、唐一峰，原標(biāo)題：《缸體軸承座端面檢測裝置的設(shè)計》。
（轉(zhuǎn)載）
