杠杆式外圆分组量具的设计

　　1.引言

　　在大批生产某一曲轴及其轴销时,要求曲轴与轴销装配后单边间隙控制在0.004~0.01mm之间(如图1),为了保证零件的加工经济性,并保证组装后能满足技术要求,生产厂家采用放松零件制造公差,最后分类分组组装的方法,解决了加工中存在的加工精度低,生产率低及废品率高等问题。但是,该零件在加工完毕后给分组测量技术提出了一个新的问题。

　　为了实现销轴与销孔在同一尺寸而不同公差范围的分组分档,传统的方法是采用若干付轴用量规(通规和止规)和孔用量规(通规和止规),用分组淘汰筛选的方法进行归类。此方法在实际生产中存在着检测速度慢,量规数量多,工件容易划伤等不足。为此,在经过多方面的分析后,我们设计了杠杆式专用测量量具,解决了上述存在的问题。

　　2.结构及工作原理

　　杠杆式外圆分组量具结构如图2所示。

　　工作前,先将百分表5指针置零,把工件3放在V型块1上,顶杆2在工件的压力下使杠杆6绕轴销10作逆时针运动。此时,杠杆迫使百分表触头伸缩,百分表的指针转动一个角度。取下工件,弹簧7使杠杆复位,百分表指针复位。

　　3.测量分析

　　(1)不同外径的圆柱体放在V型块上的情况

　　设基准圆半径为r,被测要素(圆)半径为R。

　　当R>r时,见图3a

　　把(2)代入(1)得

　　当R<r时,见图3b

　　把(5)代入(4)得

　　由(3),(6)得知

　　式中Δ—被测要素公差

　　(2)杠杆结构

　　如图4,设杠杆L绕O点转动,A、B为起始点。设在图3中起始点C发生位移至C1时,杠杆起始点A绕O旋转至A'1,B旋转至B1。此时,杠杆的实际触点为F点和G点,且。当百分表在始点B位时对零,此时百分表的读数值为的值。

　　据三角形的相似原理得，由于为定值,故也为定值。

　　(3)测量实例

　　根据要求,被测要素(圆)公差为0.006mm,即分组时0.006mm为一组。通过优化设计,V型块β角取30°值较合理。

　　把β=30°代入公式(7)得=0.349C1C,当Δ=0.006mm时,则=0.0085mm,此时在V型块上被测要素的实际公差值即为。

　　在杠杆机构中,若取;则测量时百分表分组的读数范围应是0~5即为0~0.0425mm。

　　4.结语

　　本量具在设计制造中要控制L1及L2的制造公差及装配误差(见图2),运动部件应灵活自如。杠杆原理不但在测量外圆时得到应用,运用几何学中三点确定一个圆的原理,通过设定定点A和B,并设定动点C(见图5),经过转换后也能对圆柱销孔进行分组检测。