小型孔类零件同轴度误差工序间的快速检测

　　此处所指的小型孔类零件,并非指零件本身的外形尺寸大小,而是指被测孔的尺寸甚小,所提供的测量空间也较窄。这类工件在各种制造业并不鲜见,如发动机中的缸盖,机油泵中的壳体,(空调,冰箱)压缩机的箱体等等。在对它们进行尺寸和形位公差检测时,同轴度的测量是难度较大的一类参数,尤其是要适用于批量生产条件下的车间现场时。

　　一、问题的提出和解决的思路

　　在汽油发动机的缸盖中,气门座圈的锥孔、挺杆孔对气门导杆孔之间的同轴度误差检测,就是一个典型实例参见图1,要求检测以下三项参数:11挺杆孔对气门导杆孔的同轴度,21进气门座锥孔对气门导杆孔的同轴度,31排气门座锥孔对气门导杆孔的同轴度。其中,第二和第三项性质完全相同,仅仅锥孔的大小略有不同,进气门座锥孔的当量直径要比排气门座的大,如某一型号的发动机缸盖,前者为Φ36.2mm,后者为Φ3.16mm。当然,对这类位置误差的测量,完全可以利用计量室里的精密仪器,如圆度仪,或借助于通用性很强的三坐标测量机来进行。但要适应批量生产情况下车间现场的工序间检测,上述方法无论从经济性还是效率上显然是不合适的。目前,用于工件内孔同轴度工序间测量的方式主要有综合量规,气动塞规,电子塞规和机械式检具等几种。其中,综合量规虽有使用方便、工效高的优点,但只能作合格与否的判断,无法对实测数据进行统计分析,故有一定的局限性。气动塞规和电子塞规的测量精度高,显示清晰,测量结果转换成电信号后又便于进行数据处理和统计分析,但装置较复杂,价格高,尤其对于小孔,电子塞规有较大的制造难度。在形状和位置公差的国家标准的附录中,推荐了若干种同轴度误差检测方案,其中一种机械式检具的方案如图2所示,从图中可见,检具左端的心轴在使用时被插入工件的一个孔中(最好无间隙),检具右端设置了一测量杠杆,杠杆两端分别为与被测孔接触的测头和与千(百)分表接触的测砧。心轴转动一周,就测量被检孔的一个横截面,可分别在一个或数个剖面上测量。千分表的最大与最小读数之差的最大值(假若测数个截面)即是两孔的同轴度误差。

　　图2的检测方案在原理上当然是正确的,但其结构设计存在某些先天不足,其一是以心轴模拟工件左边孔的轴线时,由于间隙的影响会带入误差;其二是检具的机构不够紧凑,用于小孔检测时结构上较难实现,使用也不太方便。为此,在图2提供的工作原理的基础上,研制了两种很有特色的同轴度快速检测装置,解决了批量生产条件下小型孔类零件工序间的同轴度误差测量。

　　二、第I类同轴度误差快速检测装置