曲轴同轴度与径向圆跳动的转换测量

    曲轴是汽车发动机中重要零件之一,其加工工序环节较多,精度要求较高,某型号的曲轴零件在加工工序中需要进行五个1. 5J主轴径外圆与一个Rr引导孔的同轴度在线检测,曲轴零件及检测参数如图1所示。

    1 检测方法分析

    曲轴零件该道工序下检测参数为:五个1. 5J主轴径外圆,直径U53.7?0.1,相对于曲轴两端60b锥角的中心轴线检测同轴度误差;一个Rr引导孔,孔径U20.96(+0.027/0),相对于曲轴两端60b锥角的中心轴线检测同轴度误差。曲轴两个同轴度误差分别是5个外圆和一个内孔的检测,使用同一个基准进行检测。曲轴同轴度的检测是个难题,特别是曲轴外圆和内孔同时进行检测,并要求对该工序下曲轴同轴度误差进行定量检测分析。

    同轴度是定位公差,理论正确位置即为基准。由于被测轴线对基准轴线的不同点可能在空间各个方向上出现,故其公差带为一以基准轴线为轴线的圆柱体,公差值为该圆柱体的直径。同轴度误差即被测轴线相对基准轴线位置的变化量,简单理解就是零件上要求在同一直线上的两根轴线,它们之间发生了多大程度的偏离。在实际加工中零件的轴心线产生误差通常会引起加工回转面产生误差,即回转面的径向圆跳动(偏心),径向圆跳动是指被测回转表面在同一横剖面内实际表面上各点到基准轴线间距离的最大变动量,其公值,且圆差带是在垂直于基准轴线的任一测量平面内,半径为公差心在基准轴线上的两个同心圆之间的区域;径向圆跳动是一项综合误差它包括引起误差的轴线平移、倾斜、弯曲。根据曲轴的被测参数特点,曲轴被检测参数同轴度误差的产生原因完全可以以其径向圆跳动的误差来表达,所以测量被测参数的径向圆跳动的误差就等于曲轴同轴度误差的检测,采用两个扫描规同时对被测参数进行扫描检测,通过检测被测参数的径向圆跳动误差来表示同轴度的误差值。

    2 检具结构分析

    检具结构如图2所示:

    根据检测方法的分析,检具的结构设计如上图所示,采用固定顶尖10与活动顶尖16的组合形式,保证检具定位基准与曲轴两端60b锥角的中心轴线基准一致。检测时,先将曲轴放置在两个V型块7上进行粗定位,然后搬动活动顶尖16,使之与固定顶尖10夹紧曲轴零件,使得曲轴零件与粗定位V型块7不接触,间隙大约设置为0. 5-1 mm。曲轴零件装夹定位好之后,转动活动顶尖16带动曲轴零件一起旋转,在曲轴零件转动的同时分别进行两个同轴度被检参数的检测,用带表扫描规9插入到固定顶尖10中,扫描检测Rr引导孔的跳动误差,再用带表跳动测量座放置在基准底板17上,分别扫描检测五个1. 5J主轴径外圆的跳动误差。检具的设计制造精度要求较高,固定顶尖10和活动顶尖17的中心要保持一致,基准挡块18的侧面与检测基准保证平行度0. 008 mm的误差。