環(huán)型薄壁零件檢測約束裝置

李志明 李贊 宋慧軍 田繼偉

摘 要：環(huán)型薄壁零件在加工過程中極易產(chǎn)生加工變形，在機(jī)床上由于有夾具的定位保護(hù)，使得加工者能夠檢測到零件的加工尺寸，但是零件在走完最后工序后很難把零件復(fù)制到加工時的狀態(tài)，以往在最終檢測時都是將定位夾具的定位止口在零件最大實(shí)體的基礎(chǔ)上再給出相應(yīng)的公差值，這樣零件在檢測時由于定位不準(zhǔn)確，從而影響到檢測的準(zhǔn)確度，也影響了產(chǎn)品的合格率。該測量裝置實(shí)現(xiàn)一次裝夾雙向夾緊定位檢測技術(shù)條件和尺寸，消除零件變形誤差，提高測量效率和測量精度，提高零件的合格率。

關(guān)鍵詞：間隙消除；對點(diǎn)移動；間隙分配；四點(diǎn)位移；雙向漲緊

引言

在檢測大型、薄壁零件時，采用專用約束夾具在三坐標(biāo)設(shè)備對該零件進(jìn)行全方位檢測，由于零件給定的定位基準(zhǔn)尺寸公差較大，無法控制和消除零件與夾具間的間隙，保證不了零件與測具同軸要求，新測具結(jié)構(gòu)采用四點(diǎn)位移定心裝置，該機(jī)構(gòu)裝置不受零件尺寸大小變化的影響，由事先確定好的理論為標(biāo)準(zhǔn)定位值，在零件的四個中心點(diǎn)處裝上百分表作為調(diào)整間隙的依據(jù)。可實(shí)現(xiàn)測具定位點(diǎn)與中心始終保持同軸關(guān)系，達(dá)到無間隙的配合定位原理，滿足約束夾具在測量零件時的技術(shù)要求和使用功能。

1 測具實(shí)施過程及結(jié)構(gòu)示意圖

1.1 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

環(huán)型薄壁零件一般在最終檢測時，定位面公差都在0.07mm以內(nèi)，零件在加工時由于夾緊、受熱和振動都會產(chǎn)生加工變形，變形后的零件在檢測時很難找到零件的中心，因此測量出的數(shù)據(jù)，相對的也就不能反映零件加工形狀的真實(shí)位置。

1.2 方案的實(shí)施

以前，通常采用最大實(shí)體原則定位零件的圓口，以確定零件的中心，由于零件易變形，定位基準(zhǔn)公差較大，用最大實(shí)體原則定位方式的缺點(diǎn)是不能完全限制零件，零件和測具之間存在著配合間隙，因此不能準(zhǔn)確定位，影響測量零件的尺寸。

為了保證批量大，合格的零件的生產(chǎn)，研究采用了一種新型的定位結(jié)構(gòu)以達(dá)到檢測要求。新型結(jié)構(gòu)的限制測具是將傳統(tǒng)的固定止口定位方式改為隨意調(diào)整的四點(diǎn)可移動的定心裝置，消除了零件和夾具之間的配合間隙，新型結(jié)構(gòu)如（圖1）所示。

圖1 新型測具結(jié)構(gòu)（二維圖）

（1）零件平面A定位采用八段扇形基準(zhǔn)塊（No.1）支撐定位，基準(zhǔn)塊定位面的平面度為0.01。（2）為了消除定位外圓φ445.52+0.52mm的公差，解決薄壁零件定位問題，采用一種可推廣應(yīng)用的先進(jìn)夾緊定位測量裝置，將傳統(tǒng)的固定止口定位方式改為隨意調(diào)整的四點(diǎn)可移動的定心裝置，消除了零件與測具之間的間隙，測具三維結(jié)構(gòu)如圖2所示。

1.3 測具工作原理

工作原理如下：在圓周四處均布的位置，設(shè)計有四塊限位塊（N0.2），在圓周四處均布固定在與圓心距離相同的尺寸位置L（4處L尺寸之差不大于0.005），作為零件定心參考零點(diǎn)（限位塊的D表面）。在限位塊的相應(yīng)位置，設(shè)計四塊導(dǎo)向塊，導(dǎo)向塊中（No.3）帶有鍵槽，在鍵槽中設(shè)有滑塊（No.4），轉(zhuǎn)動螺釘（No.5）通過止動塊（No.6）限制螺釘移動，從而帶動滑塊水平移動。

首先轉(zhuǎn)動橫向水平方向的左右兩螺釘（No.5），將橫向水平方向的左右兩塊滑塊（N0.4）與固定限位塊（N0.2）的D表面貼合，使左右兩滑塊達(dá)到距中心理論對稱位置L尺寸，這時將左右兩側(cè)分布的百分表觸頭與滑塊表面接觸，百分表調(diào)零，為零件定心參考零點(diǎn)。然后只轉(zhuǎn)動左側(cè)螺釘使左側(cè)的滑塊向右頂緊零件，直到零件定位外圓與右側(cè)理論位置的滑塊接觸，這時讀出左側(cè)百分表的變化數(shù)值A(chǔ)，數(shù)值A(chǔ)表示橫向位置零件外圓的實(shí)際尺寸與測具理論位置的間隙A，即測出零件外圓與理論尺寸的公差值，再將左側(cè)滑塊移回零點(diǎn)位置。同理，通過縱向滑塊和限位塊的作用，用表分表讀出縱向位置的間隙值B，也將滑塊移回零點(diǎn)位置。最后分別轉(zhuǎn)動四處螺釘移動四塊滑塊，移動的位置通過指示表控制，橫向水平方向左右滑塊移動量分別為間隙A值的一半，即0.5A，縱向垂直方向滑塊移動量分別為縱向間隙B值的一半即0.5B，這時圓周四處均布的滑塊分別與零件完全貼合，達(dá)到定位夾緊、消除零件定位公差的目的。

最后壓緊零件，將零件定位約束在檢測狀態(tài)，約束測具完全消除了零件的公差間隙，達(dá)到零件中心與定位圓盤中心重合的目的，是一種既科學(xué)又實(shí)用的測具結(jié)構(gòu)。使零件在約束狀態(tài)下直徑定位達(dá)到零誤差，可實(shí)現(xiàn)測具定位中心與零件中心保持同軸。這樣在測量零件時，只要找正基礎(chǔ)圓盤就可以達(dá)到找正零件中心目的。

2 結(jié)束語

薄壁零件易變形，定位圓尺寸公差大，給檢測帶來困難，用最大實(shí)體原則定位，影響測量零件尺寸。采用“四點(diǎn)位移定心”的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)，攻破了環(huán)形薄壁零件易變形，不易檢測的難關(guān)。此結(jié)構(gòu)在同行業(yè)首創(chuàng)，結(jié)構(gòu)巧妙，科學(xué)合理，解決了零件公差造成的定位不準(zhǔn)確問題，提高了零件的測量精度，保證了零件質(zhì)量。新型“四點(diǎn)位移定心”雙向定位夾緊機(jī)構(gòu)是薄壁零件檢測檢測手段的一個提高，對薄壁零件檢測質(zhì)量起到很好的保證作用。此測具結(jié)構(gòu)具有可推廣性，廣泛用于發(fā)動機(jī)、民機(jī)等環(huán)形件定心結(jié)構(gòu)裝置，新的技術(shù)為科研生產(chǎn)服務(wù)起到積極的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

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