渐开线实体基准的研制

　　一、前　言

　　渐开线基准是指国家级渐开线准确度的传递基准,它的实体标准为渐开线样板。

　　在德国,Klingelnberg和Zeiss公司生产为自己仪器配套的渐开线样板,而德国国家物理技术研究院(PTB)齿轮实验室能研制国家基准级的渐开线样板,用于本国和欧洲的渐开线准确度传递。PTB的渐开线样板在国际上享有很高的信誉,其中,轮廓的形状误差一项可达到0.5μm,高于我国齿轮渐开线样板标准GB6467—86中的一等准确度。

　　在我国,哈尔滨量具刃具厂生产几种型号的齿轮渐开线检查仪,并成为渐开线样板的主要制造厂家。此外,第二汽车制造厂也制造少量渐开线样板。通常他们制造的准确度级别为国标中的二等,用作渐开线检查仪用户对仪器使用前的校正。

　　国内外渐开线样板的最终成型多采用双基圆轮式渐开线磨削装置进行磨削,也有的在滚轮钢带展成的齿轮磨床上进行磨削。为了提高表面质量,可以增加一道手工研磨与抛光工艺。

　　本课题研制的两种尺寸的渐开线样板,其轮廓准确度级别应达到GB 6467—86标准中的一等。由于自制的JYM 380型双基圆轮式渐开线样板磨削装置的原理误差小,加之优化的操作工艺,所磨制的两种渐开线样板超过了国标中的一等,达到了德国PTB的研制水平。

　　二、高准确度渐开线样板的结构与定位基准

　　1.渐开线样板的自身结构

　　渐开线样板的设计是参照GB 6467—86标准进行的,采取了两齿式的对称结构。为了保证制造与使用准确度,除给出了高准确度的基准孔与基准端面以外,还给出了供找正用的外圆基准(如图1)。样板用GCr15轴承钢制作,并经过淬火和稳定化处理。根据长春光机所现有工作条件,所设计的两种样板基圆尺寸与标准略有差异。具体尺寸为:Φ100.4954,Φ281.9076。

　　2.样板组件结构

　　如图1所示,样板组件包含样板3、心轴4和一对基圆轮2。心轴上安装样板与基圆轮的工作轴颈有很高的同轴度和尺寸准确度。为减小基轮在心轴上的安装偏心,其间装有高准确度的微过盈密珠轴套。样板与心轴间采用微小间隙配合。

　　3.样板定位基准的转换

　　样板组件的设计,不仅用于样板的磨削加工,也用于测量。此时,显然以孔作为定位基准。当样板作为实体标准校正渐开线检查仪时,组成了新的组件,如图2所示。图2中, 1为心轴; 2为锁紧螺母; 3为顶丝; 4为样板。在通常结构设计中,只选用样板孔作为基准。出于提高样板使用准确度的考虑,却转成外圆作为基准。用图1所示的样板组件磨好渐开线样板之后,以一对基圆轮的公共圆柱为基准,组件整体在导尺1上小范围往复滚动,用电感比较仪记录样板上外圆基准(间隔90°) 4个定点的读数值。当样板装到图2中的工作心轴1上时,以心轴中心孔为回转基准,通过顶丝3的调节,仔细找正样板外圆柱基准,尽可能使4个定点的找正值图1中对应的4个定点读数值相一致。