缸体轴承座端面检测装置的设计

前言

箱体零件结构复杂，有些空间尺寸无法直接测量。精确的测量方法已成为保证箱体零件产品质量和减少工件报废的重要保证。

背景

轴承座用于支撑曲轴主轴颈，只有第三轴承座的端面起曲轴轴向定位的作用。而其他楔块的端面不与曲轴主轴颈的台阶面接触。与气缸盖连接的定位销孔从第三轴承座端面到气缸体上平面的长度为(165.5±0.1)mm

气缸体轴承座端面的粗加工在AF200专用机床的14工位上进行。缸体传动面采用一面两销定位，双面刃铣刀加工。也就是说，一个刀杆上安装有四个双刃铣刀，刀盘之间的相互位置由垫片控制[1]。为了提高刚性，刀杆上还安装了轴承和吊架。这种多刀具加工方法具有生产效率高、加工零件尺寸精度高等特点。连接在气缸体上平面和气缸盖之间的定位销孔在AF200专用机床的工位18加工。缸体的传动面采用一面两销定位，采用“钻铰”加工。由于定位销孔和轴承座端面分别在缸体的上平面和下平面上。如果需要用通用量规测量，必须借助平板和作为定位基准的气缸体传动面，将配合间隙较小的针规插入气缸体的定位销孔中。首先用游标高度尺测量三档齿轮轴承座端面、针规最高点与平板之间的距离。然后经过换算，得到定位销孔与三档齿轮轴承座端面的距离。但这种方法调整复杂，受基准不重合、测量环节误差积累等因素影响，测量误差较大。目前使用三坐标测量仪进行测量，但是测量周期长，操作人员要来回到测量间进行测量，劳动强度大。

因此，希望有一种能够在生产现场实现快速和简单测量的装置。

解决方案措施

介绍了一种创新设计的翻转式缸体轴承座端面检测装置。以连接在气缸体上平面和气缸盖之间的定位销孔为测量基准。采用一侧两销的定位方法，使测量基准与工艺基准重合，减少了定位误差[2]。连接:支架与底座用螺栓连接；销钉与底座通过过盈配合连接；翻盖支架的孔与轴连接；用圆柱销定位；螺栓22引导弹簧；杠杆通过沉孔与弹簧一起起定位作用；钢球通过沉孔固定在杠杆上；橡胶垫与角铁连接；螺栓16将角铁固定在翻转支架的右端；弹性螺钉将杠杆固定在销轴上；杠杆限位块通过螺栓连接在翻转支架上；百分表固定在翻盖支架上；圆螺母12、轴承、圆螺母9和防尘罩依次套在轴的外圆上；并通过端盖螺栓10与支架连接。

运动:翻盖式支架绕轴旋转升降，靠在支架的翻起限位上；将气缸定位孔的定位销放在底座上；绕轴旋转蛤壳式支架，并将其放下；在弹簧的弹力作用下，杠杆和钢球与缸体轴承座的端面接触；杠杆绕销轴转动，将测得的位移传递到杠杆的另一端，推动百分表进行测量；测量后，绕轴旋转并提起蛤壳式支架；在弹簧的弹力作用下，杠杆的另一端与杠杆挡块接触；千分表和杠杆复位。

检验工具的精度分析

杠杆应能绕中心轴灵活转动，应采用间隙配合。同时，为了保证测量精度，尽量缩小差距。由于检查工具部件是一体生产的，因此可以选择更高的生产精度。利用H7/g6的间隙，在杠杆上攻丝M6螺纹，固定弹性螺钉。弹性螺钉的头部有一个滚动钢球，内部由弹簧支撑。弹簧可以消除杠杆孔与轴之间的间隙，提高测量精度，球体转动灵活。

选择轴承配合公差时，考虑轴承作为翻盖的转动副。转速、负载、发热低，但精度要求高。因此，选择P4级轴承。轴上的内圈和轴承座采用过盈配合，直径公差k5。外圈和支架的轴承安装孔采用过盈配合，公差为H5。角接触球轴承可以根据使用情况通过预紧使轴承呈现负游隙，保证翻转支架的灵活运动和旋转精度[3]。

气缸定位销孔的精度为φ14H7。由于定位销是一体生产的，所以φ 14h4的精度可以适当提高。
量具的定位误差为0.018+0.005 = 0.023 (mm)。缸体的两个定位销孔之间的连线与夹具的两个定位销之间的连线不平整。
线引起的误差很小，可以忽略。
综上所述，该夹具的测量不确定度主要由气缸定位销孔的配合间隙引起，配合间隙约为0.023mm，考虑到产品公差为0.2mm，仍能满足测量要求。如果想进一步提高测量精度，可以用内膨胀定位销代替固定定位销。消除定位销与定位孔之间的间隙，降低测量不确定度。

结束

测量装置利用夹角为90°的杠杆将水平位移转换成垂直位移，并用百分表显示。该装置的蛤壳支架的排列方向平行于测量尺寸方向，与蛤壳支架垂直于测量尺寸方向的排列方式相比，转轴的摆动误差对测量精度的影响较小。旋转轴、轴承和圆螺母的间隙可以调整，以确保测量精度。该测量装置操作简单，测量精度能够满足产品的测量要求。