一种垂直轴间距量规的设计及检验方法

　　1 问题的提出

　　在加工某型号摩托车气缸头侧盖时,需要测量气缸头侧盖上两个相互垂直的台阶孔的轴间距。该轴间距直接关系到一组蜗轮蜗杆的装配:轴间距超正差将导致发动机产生异响和非正常振动,直接影响整车寿命;轴间距超负差将导致蜗轮蜗杆装配困难。因此,方便、准确地测量该轴间距对于保证摩托车发动机的正常工作具有重要意义。

　　被加工气缸头侧盖如图1所示:零件材料为铝合金,坯件经压铸而成。在气缸头侧盖的圆盘中部和顶部各有一高精度台阶孔,要求两台阶孔的垂直轴间距为9.80.05mm。过去采用万能工具显微镜进行该垂直轴间距的检验,由于采用该方法需要将被加工零件剖切后进行检验,不仅耗时费力、检测成本高,并且不能满足批量生产的要求。

　　2 解决方案

　　为了解决该轴间距的检验难题,经过多方论证,模仿蜗轮蜗杆副对两台阶孔的装配状况,设计了一组垂直轴间距专用量规。量规材料为9SiCr,硬度58~65HRC,并经过稳定性处理。该量规为一组两件,包括一个定位芯轴(见图2)和一个测量芯轴(见图3)。

　　2.1 轴间距量规极限偏差的计算

　　由于所设计的轴间距量规为非标准公差和特殊专用量规,因此不能直接套用现有的公式进行量规极限偏差计算。但根据经验,轴间距量规极限偏差的计算,可在光滑极限量规相对于基本尺寸的量规极限偏差的计算公式基础上进行变通和部分套用。

　　为了便于计算,轴间距9.80.05mm可换算成9.75+0.10 mm。根据国家标准GB1957)81,基本尺寸为9.75mm、公差为0.10mm的量规是在IT11和IT12之间、且更靠近IT11,因此按IT11计算量规极限偏差(计算时借用孔用量规的部分代号)。

　　轴间距上偏差:

　　ES=+0.1mm

　　轴间距下偏差:

　　EI=0

　　由5公差与配合手册6(第2版)/光滑极限量规制造公差T值和位置要素Z值0表中查得T和Z分别为

　　由该手册“量规极限偏差计算公式”中的T和分别为

　　根据国标GB1957--81《光滑极限量规》中量规极限偏差的计算公式,计算量规极限偏差。

　　(1)按基本尺寸的量规极限偏差

　　根据以上查表或计算得到的轴间距基本尺寸等尺寸,进行以下计算:

　　(2)轴间距量规极限偏差

　　轴间距量规的测量芯轴偏心距取止规上偏差的。

　　由

　　测量芯轴的偏心圆直径为9.75mm,定位芯轴的定位圆直径也为9.75mm。

　　偏心圆与定位圆极限偏差

　　因偏心圆与定位圆半径之和等于轴间距9.75mm,所以其极限偏差各取通规上下偏差的1/2: