一种专用锥孔精密量规的设计

　　1 引 言

　　众所周知，在机械传动件中带有锥孔的零件是比较典型的一类零件，如锥孔、锥轴的精密配合件、圆锥滚子轴承的外圈滑道等，这类零件对锥孔的尺寸精度要求较高，目的是实现理想的配合或者接触，提高机械传动的精度，延长零部件的使用寿命。例如我公司生产的兆瓦级风电增速箱中的一级行星轮，不带外圈的圆锥滚子轴承安装在行星齿轮中，行星齿轮的内孔被加工成轴承的外滚道[1]。加工时要保证两个滚道的形状和位置的一致性，以提高轴承的疲劳寿命[2]。这种孔径较大、精度较高的锥孔的检测一直是困扰我们的一大难题，特别是针现场大批量的加工检测。

　　2 工件状态及加工、测量难点分析

　　由图1一级行星轮简图我们可以看到该零件中锥孔锥面轴向长度和角度尺寸要求比较高，使用常规的量具无法检查。通常检查锥孔的办法是采用塞规涂色保证接触面积大于75%，同时借助深度卡尺比对计算出孔口大径，这种方法比较笨，只能适用于孔径较小的零件，而且不能检测出具体的锥孔偏差值，也不卫生。另一种方法是在三坐标测量仪上进行检测，但是一旦发现锥孔不合格再想上机床返修，相当麻烦，而且成本较高，花费的时间也比较长。由以上零件的尺寸分析可知，锥面的轴向长度尺寸和锥孔大径及角度是相关联的尺寸，我们只要保证锥孔的角度及大径，那么长度自然也就确定。因此，我们必须设计出一种既能检查锥孔大径又能检查锥孔角度偏差值的精密量具，以方便操作者在大批量加工中能够随机准确测量。

　　3 专用量规的设计制造和使用方法

　　3.1 量规的结构和测量原理

　　根据塞规检查锥孔的原理，只需对塞规进行巧妙的改进即可实现这一目的。经过精心研究，我们设计了图2所示的专用精密量规，借助校准环规，可以直接检查锥孔大径和角度的偏差值，不需要拆卸零件，操作非常方便。

　　专用量规主要有塞规体、千分尺、百分表1、百分表2、百分表3 和锁紧螺钉等组成。其中塞规体左右两面为对称圆锥表面，要求有很高的精度：表面粗糙度Ra0.2，直线度0.005mm。塞规主体大端直径尺寸严格控制。千分尺由固定支架固定安装在锥体上面。百分表1与百分表2、百分表3分别安装在锥体横梁两侧，安装方向要求与圆锥面母线垂直。百分表2 与百分表3 处于同一圆周面上，百分表1 与百分表2的轴向间距根据实际锥孔长度设计为H。

　　测量前，将该量规放入标准环规，三个百分表全部调零复位，锁紧螺钉全部锁紧。调节千分尺至环规端面，记下标准刻度值V1。测量时，将量规放入零件锥孔内，首先观察百分表2 与3 的数值是否相同，如果不相同，说明塞规未放好，需重复进行。百分表1与百分表2的示数差值λ直接反映了锥孔角度的变化，其偏差值η 可由下式求得