張 杰 王盛魁

(1.沈陽(yáng)中車(chē)西屋軌道制動(dòng)技術(shù)有限公司 遼寧 沈陽(yáng) 110144；2.沈陽(yáng)透平機(jī)械股份有限公司 遼寧 沈陽(yáng) 110869)

圖1 對(duì)開(kāi)式制動(dòng)盤(pán)盤(pán)體結(jié)構(gòu)示意圖

1 制動(dòng)盤(pán)內(nèi)孔中心距常規(guī)檢測(cè)方法比較

測(cè)量?jī)?nèi)孔中心距常規(guī)檢測(cè)方法有兩種：一種為游標(biāo)卡尺測(cè)量法，另一種為三坐標(biāo)測(cè)量法。

游標(biāo)卡尺測(cè)量?jī)?nèi)孔中心距是間接測(cè)量法，通過(guò)測(cè)量?jī)煽字行木€連線之間的最外側(cè)或最內(nèi)側(cè)尺寸，減去或加上兩個(gè)孔的半徑值之和，得到內(nèi)孔中心距尺寸。該測(cè)量方法不能保證測(cè)量精度，且使用手工計(jì)算尺寸，測(cè)量效率低。

三坐標(biāo)設(shè)備測(cè)量?jī)?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(cè)大型工件，更不能在生產(chǎn)工位上測(cè)量工件尺寸。對(duì)于大型工件，三坐標(biāo)設(shè)備只適合抽檢和驗(yàn)證零件尺寸。

因此，對(duì)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(jì)專(zhuān)用內(nèi)孔中心距檢具，以便在生產(chǎn)工位上靈活使用，并實(shí)現(xiàn)內(nèi)孔中心距測(cè)量的準(zhǔn)確、快速和高效。

2 制動(dòng)盤(pán)內(nèi)孔中心距專(zhuān)用量檢具設(shè)計(jì)

制動(dòng)盤(pán)內(nèi)孔中心距專(zhuān)用量檢具設(shè)計(jì)應(yīng)具備檢測(cè)原理正確、結(jié)構(gòu)合理、良好的制造工藝性以及檢測(cè)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(cè)量?jī)蓚€(gè)內(nèi)孔的中心距時(shí)，應(yīng)以其中一個(gè)內(nèi)孔作為基準(zhǔn)，測(cè)量另一個(gè)內(nèi)孔相對(duì)于該孔的尺寸誤差，即可表示兩內(nèi)孔中心距的誤差。

制動(dòng)盤(pán)內(nèi)孔中心距專(zhuān)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(xiāo)結(jié)構(gòu)，以消除工件孔徑尺寸變化對(duì)測(cè)量中心距誤差的影響；另一端(右側(cè)端)采用滑動(dòng)導(dǎo)銷(xiāo)插入工件被測(cè)孔，滑動(dòng)導(dǎo)銷(xiāo)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(dòng)導(dǎo)向。

制動(dòng)盤(pán)內(nèi)孔中心距量檢具檢測(cè)工作原理為：通過(guò)檢具一端的自定心定位銷(xiāo)來(lái)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(dòng)導(dǎo)銷(xiāo)與導(dǎo)套之間的間隙，若中心距超差，則滑動(dòng)導(dǎo)銷(xiāo)不能插入到盤(pán)體孔中。

若工件被測(cè)孔徑尺寸合格，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)公差要求。當(dāng)滑動(dòng)導(dǎo)銷(xiāo)能插入到工件的孔中時(shí)，表示工件兩孔中心距在設(shè)計(jì)的公差范圍內(nèi)；當(dāng)滑動(dòng)導(dǎo)銷(xiāo)不能插入到工件的孔中時(shí)，則表示工件兩孔中心距超差。通過(guò)這樣檢測(cè)，即可快速判斷制動(dòng)盤(pán)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(dòng)盤(pán)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(xiāo)組成；梁右端的安裝孔與導(dǎo)套過(guò)盈配合。當(dāng)左端的自定心定位銷(xiāo)組成插入盤(pán)體一側(cè)的孔內(nèi)后，旋轉(zhuǎn)調(diào)整桿使3個(gè)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(duì)正于盤(pán)體的另一側(cè)孔，將滑動(dòng)導(dǎo)銷(xiāo)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(cè)。

2.2.1檢具自定心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

檢具梁的左端自定心定位銷(xiāo)組成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖如圖3所示，定位銷(xiāo)的外徑與梁左端的安裝孔為過(guò)盈配合，定位銷(xiāo)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(xiāo)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(xiāo)；4—端蓋；5—芯軸。

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

2.2.2滑動(dòng)導(dǎo)銷(xiāo)端設(shè)計(jì)

檢具梁的右端導(dǎo)套和滑動(dòng)導(dǎo)銷(xiāo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖如圖4所示，檢具梁右端安裝孔與導(dǎo)套的外徑為過(guò)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?dòng)導(dǎo)銷(xiāo)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(dòng)導(dǎo)銷(xiāo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮檢具梁中心距尺寸的制造誤差值，以及滑動(dòng)導(dǎo)銷(xiāo)與工件孔的配合間隙值，將此兩項(xiàng)誤差值的設(shè)計(jì)包含在被測(cè)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(xiàng)誤差值之和。

為了保證滑動(dòng)導(dǎo)銷(xiāo)能夠順利進(jìn)入盤(pán)體的被測(cè)孔內(nèi)，滑動(dòng)導(dǎo)銷(xiāo)與被測(cè)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(huì)影響盤(pán)體被測(cè)孔的軸線位置偏移，可忽略此間隙誤差。

3 制動(dòng)盤(pán)內(nèi)孔中心距專(zhuān)用量檢具使用條件及誤差分析

3.1 制動(dòng)盤(pán)內(nèi)孔中心距專(zhuān)用量檢具使用條件

3.2 制動(dòng)盤(pán)內(nèi)孔中心距專(zhuān)用量檢具誤差分析

檢具誤差δ3=檢具制造誤差+滑動(dòng)導(dǎo)銷(xiāo)與盤(pán)體孔間隙誤差=δ1+δ2=0.03 mm。

將檢具誤差值包含在被測(cè)工件中心距公差值之內(nèi)，則檢具的中心距測(cè)量公差值=盤(pán)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(jì)為?30.17 mm。

檢具誤差δ3/盤(pán)體孔中心距公差值A(chǔ)=0.15。

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

4 結(jié)束語(yǔ)

制動(dòng)盤(pán)內(nèi)孔中心距專(zhuān)用量檢具可代替游標(biāo)卡尺測(cè)量或三坐標(biāo)測(cè)量，相比于游標(biāo)卡尺測(cè)量?jī)?nèi)孔中心距更簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確，檢測(cè)效率可提高3～4倍；相比于三坐標(biāo)測(cè)量?jī)?nèi)孔中心距可節(jié)省工件周轉(zhuǎn)時(shí)間10～20 min，生產(chǎn)成本顯著降低。并且可以在制動(dòng)盤(pán)生產(chǎn)工位上靈活使用，測(cè)量準(zhǔn)確、快速、高效。□