■ 中國航發(fā)南方公司 （湖南株洲 412002） 劉 梅

花鍵類零件定心精度要求較高，而且承受的載荷很大，是發(fā)動機(jī)上的重要部件。以前公司小批量生產(chǎn)時(shí)，測量以花鍵軸線為基準(zhǔn)的孔的位置度完全在三坐標(biāo)測量機(jī)上進(jìn)行，先檢測出具體位置度值，再判斷合格與否。該項(xiàng)檢測的技術(shù)水平要求高、工期長、費(fèi)用高且不適合生產(chǎn)現(xiàn)場隨時(shí)測量。

現(xiàn)階段，隨著航空發(fā)動機(jī)生產(chǎn)的不斷發(fā)展壯大，對于大批量的零件檢測，繼續(xù)在三坐標(biāo)測量機(jī)上檢測，則工期更長、費(fèi)用和勞動強(qiáng)度更大，因此很有必要設(shè)計(jì)一種在操作現(xiàn)場就可以檢測零件是否合格的工裝來改善現(xiàn)狀，本文就此提供了一種孔位置度檢測裝置及檢測方法，重點(diǎn)做如下介紹。

1. 問題提出

已知零件結(jié)構(gòu)為漸開線外花鍵長軸類結(jié)構(gòu)，以花鍵軸線為基準(zhǔn)的孔位置度檢測的零件如圖1所示，外花鍵形狀D—D剖。零件已知參數(shù)見表1，φC＝φ3＋0.1＋0mm，L＝30-0-0.3mm，工藝要求以外花鍵軸線為基準(zhǔn)，判斷φC孔的位置度是否合格，使?jié)M足位置度φ0.1mm的要求。

表1 零件參數(shù)

圖1 零件示意

2. 解決措施

（1）問題分析及方案 零件要求在最大實(shí)體狀態(tài)時(shí)，進(jìn)行孔的位置度的檢測，因此確定是要做一個(gè)位置度綜合測具進(jìn)行檢測。這種測具綜合限制了被檢驗(yàn)表面的位置和尺寸的偏差，并允許被檢驗(yàn)表面實(shí)際的極限位置偏差超過圖樣上所給定的位置偏差，其超差值正好被檢驗(yàn)表面尺寸的實(shí)際偏差所補(bǔ)償，只要這種測具能通過零件的被檢驗(yàn)部位，即標(biāo)志該零件合格。零件要求以外花鍵軸線為孔位置度檢測的基準(zhǔn)，那么設(shè)計(jì)的難點(diǎn)就在如何找到定位外花鍵的基準(zhǔn)，以此消除定位誤差，分別有以下兩種方案供選擇。

方案一：如圖2所示，采用跟零件外花鍵E相配合的內(nèi)花鍵套在零件的外花鍵上定基準(zhǔn)?；ㄦIE滾棒間尺寸跨棒距MB分了6組，則測具用于定位的內(nèi)花鍵也需要分組，那樣工裝的制造難度增加，而且檢測零件時(shí)比較復(fù)雜。

圖2 方案一

方案二：零件的花鍵在加工時(shí)是用兩個(gè)中心孔定位的，因此該方案采用兩個(gè)頂尖頂住兩個(gè)中心孔找正外花鍵軸線，結(jié)合與滾棒尺寸相等的球頭定位銷與花鍵齒槽相切，角向定位零件花鍵。在基準(zhǔn)完全定好之后，再配合測量銷通過檢測裝置上的孔，看能否插入零件的測量孔，以此判斷孔的位置度是否合格，如圖3所示。這種定位方式是通過直接找花鍵軸線的形式來滿足基準(zhǔn)要求，對比第一種方案，這種方案既能滿足基準(zhǔn)定位的要求，又減少了工裝制造的難度，因此采取了這種方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及作用 圖4為檢測機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡圖，主要由固定架機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)和測量機(jī)構(gòu)組成。

1）固定架機(jī)構(gòu)。固定架機(jī)構(gòu)是固定待檢測花鍵的。設(shè)計(jì)了軸線在一條直線上的兩個(gè)頂尖，從零件兩邊頂住兩個(gè)中心孔，實(shí)現(xiàn)與零件花鍵的軸線在一條直線上。此時(shí)，零件在固定機(jī)構(gòu)上是可以軸向位移的，零件測量孔距端面的尺寸L已知，則固定架機(jī)構(gòu)要避免干涉零件。

2）定位機(jī)構(gòu)。定位機(jī)構(gòu)由角向定位銷、定位銷和圓柱頭緊定螺釘組成。角向定位銷在圓柱頭緊定螺釘?shù)霓D(zhuǎn)動下在定位銷內(nèi)上下活動，角向定位銷的球頭與花鍵齒槽相切，消除齒槽間隙，角向定位零件花鍵，實(shí)現(xiàn)花鍵的定位功能。與零件花鍵相配的滾棒尺寸已知，則取角向定位銷球頭的尺寸與滾棒尺寸相等。

3）測量機(jī)構(gòu)。測量機(jī)構(gòu)由測量銷、襯套和測量銷支板組成。零件在固定架機(jī)構(gòu)上軸向位移到一定位置，保證測量銷能夠通過測量銷支板內(nèi)的襯套插入零件測量孔，如果能夠插入的話，則零件孔的位置度就合格，反之，則不合格。測量銷的位置度和尺寸的確定如下所述。

圖3 方案二

圖4 檢測機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)

測量銷的位置度確定。已知孔的尺寸為φ3＋0.1＋0mm，要求其以外花鍵軸線為基準(zhǔn)、滿足位置度φ0.1mm的要求。表2是我們設(shè)計(jì)取值的理論概括，經(jīng)查表2可以知道，測量銷的總公差占零件位置度公差φ0.1mm的40%，則測量銷總公差＝0.1×0.4＝0.04 mm。

查表2可以知道測量銷直徑公差為0.01 mm，則測量銷直徑公差取±0.005 mm。

測量銷的位置度公差＝（測量銷的總公差-測量銷的直徑公差）/2，即（0.04-0.01）/2＝0.015 mm。

測量銷的尺寸確定。測量銷的名義尺寸＝{孔的實(shí)效尺寸＋測量銷的總公差＋孔的實(shí)效尺寸}/2，即{（3＋0-0.1）＋0.04＋（3＋0-0.1）}/2＝2.92 mm，這樣測量銷的理論尺寸為φ（2.92±0.005）mm。

表2 測量銷設(shè)計(jì)取值

3. 檢測過程及效果

參照圖5，該測具的具體檢測過程如下所述。

圖5 測具

1）零件在固定架機(jī)構(gòu)上軸向位移，轉(zhuǎn)動零件，使零件測量孔的方向和測量機(jī)構(gòu)上襯套10的孔方向大致相同。頂尖2在螺釘3的作用下與頂尖15相配合，從零件兩邊頂住兩個(gè)中心孔，找到花鍵的軸線。

2）轉(zhuǎn)動圓柱頭緊定螺釘20，角向定位銷8在定位銷9內(nèi)上移，旋轉(zhuǎn)零件，使花鍵齒槽與件8的球頭相切，如圖5所示，角向定位零件花鍵。零件要配合著角向定位銷操作，以消除齒槽間隙，滿足零件的定位要求。

3）零件在固定架機(jī)構(gòu)上軸向位移到一定位置，保證測量銷11能夠通過測量銷支板12內(nèi)的襯套10插入零件測量孔，如果插入運(yùn)動靈活的話，則零件孔的位置度就合格，反之，則不合格，這樣就完成了零件的檢測。

目前，這種檢測裝置在現(xiàn)場繼續(xù)得到應(yīng)用，效果很好。不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且操作方便快捷，可以迅速檢測大批量零件，降低了勞動強(qiáng)度和檢測成本，縮短了檢測工期，提高了工作效率。

4. 結(jié)語

本機(jī)構(gòu)已獲實(shí)用新型專利，經(jīng)過實(shí)際使用驗(yàn)證良好。該機(jī)構(gòu)填補(bǔ)了用專用工裝測量批量該類零件的空白，為我們打開了設(shè)計(jì)精巧工裝的思路，同時(shí)對類似的測量所用工裝的設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)和實(shí)際意義。