變速器輸入軸內(nèi)孔跳動(dòng)快換檢具設(shè)計(jì)

王 軍， 吳雁玲

（1.中國重汽集團(tuán)大同齒輪有限公司， 山西 大同 037305； 2.中國北方發(fā)動(dòng)機(jī)研究所機(jī)械制造廠，山西 大同 037305）

1 原V 形鐵檢具存在的問題

隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，“高精度、低成本、中小批量”生產(chǎn)方式已成為當(dāng)前機(jī)械加工行業(yè)的主導(dǎo)生產(chǎn)方式。要適應(yīng)這種市場(chǎng)需要，變速器輸入軸需磨內(nèi)孔類的零部件，在磨削后需要快速檢驗(yàn)其內(nèi)孔跳動(dòng)且要換產(chǎn)迅速、檢驗(yàn)準(zhǔn)確就成為一種必然趨勢(shì)。

但是由于變速器輸入軸需磨內(nèi)孔類的零部件受結(jié)構(gòu)限制，以前的檢測(cè)方法一般需要由V 形鐵支撐住變速器輸入軸的兩個(gè)磨削外圓，其中一個(gè)V形鐵是固定高度不可調(diào)節(jié)的，另一個(gè)V 形鐵是可以自由調(diào)整高度的。這樣把需磨內(nèi)孔的變速器輸入軸擺放在兩V 形鐵上后再進(jìn)行調(diào)整，使變速器輸入軸的中心線與平板面平行，達(dá)到平行度在0.02 mm 以內(nèi)時(shí)，再由杠桿千分表檢測(cè)其內(nèi)孔跳動(dòng)。但這樣調(diào)整檢具的方法精度低，無法每次檢測(cè)時(shí)都能做到變速器輸入軸的中心線與平板平面達(dá)到平行度在0.02 mm 以內(nèi)，且調(diào)整檢測(cè)精度低、效率低。

原V 形鐵檢具在檢測(cè)變速器輸入軸需磨內(nèi)孔類的零部件內(nèi)孔跳動(dòng)時(shí)，調(diào)整檢具靠純手工方式，使產(chǎn)品在檢測(cè)調(diào)整、換產(chǎn)檢測(cè)時(shí)的輔助時(shí)間較長(zhǎng)，檢具調(diào)整的穩(wěn)定性受人為影響較大，且原V 形鐵檢具與工件外圓由于調(diào)整的誤差不能完全貼合，導(dǎo)致檢測(cè)誤差加大，與現(xiàn)在的高精度檢測(cè)方式、檢測(cè)需求不相適應(yīng)。因此本文設(shè)計(jì)了一種采用快換V 形鐵進(jìn)行定位的檢測(cè)變速器輸入軸內(nèi)孔跳動(dòng)的快換檢具，見圖1。

2 快換V 形鐵檢具的設(shè)計(jì)

2.1 任務(wù)需求

圖1 檢具簡(jiǎn)圖

要求在同一臺(tái)檢具上檢測(cè)多種規(guī)格外圓的需磨內(nèi)孔類的變速器輸入軸產(chǎn)品，內(nèi)孔徑向跳動(dòng)控制在0.02 mm 以內(nèi)，檢測(cè)輔助時(shí)間在0.5 min 以內(nèi)。而使用以往的檢具，檢測(cè)精度只能控制在0.04 mm 以內(nèi)，檢測(cè)輔助時(shí)間需在1.5 min 以上，無法滿足精度要求和檢測(cè)節(jié)拍要求，因此要求設(shè)計(jì)新型檢具。

2.2 檢具的設(shè)計(jì)

2.2.1 快換檢具底板的設(shè)計(jì)

快換檢具底板［1］與固定V 形鐵、快換V 形鐵采用單鍵槽與單鍵定心、端面定位。

為了保證快換檢具底板部分與固定V 形鐵、快換V 形鐵部分的連接精度，特別使用了單鍵槽與單鍵配做方式進(jìn)行加工，確?？鞊Q檢具底板與固定V形鐵、快換V 形鐵的連接精度。

為了保證快換檢具底板與固定V 形鐵、快換V形鐵的平面貼合精度，特別要求了快換檢具底板的平面度和粗糙度。

2.2.2 固定V 形鐵的設(shè)計(jì)

固定V 形鐵與工件采用端面定位、外圓定心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；固定V 形鐵與快換檢具底板采用單鍵槽與單鍵定心、端面定位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

由于每種產(chǎn)品工件的定位端面、外圓、齒部參數(shù)、齒頂圓等不可能完全一致，因此就要根據(jù)工件的定位端面、外圓、齒部參數(shù)、齒頂圓等的不同綜合考慮，在設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮設(shè)計(jì)出一個(gè)具有通用性的固定V 形鐵，使被檢測(cè)工件在安裝后處于一個(gè)合理的檢測(cè)狀態(tài)，以避免因被檢測(cè)工件的位置不合理而導(dǎo)致檢測(cè)不準(zhǔn)確，影響檢測(cè)質(zhì)量的問題[2]。

由于固定V 形鐵要經(jīng)常被使用，處于高頻率工作狀態(tài)，因此要選擇內(nèi)磨性好、硬度高的鋼材，如GCr15。要定期檢查固定V 形鐵是否完好，如有磨損要及時(shí)更換。如果使用了已磨損的固定V 形鐵，由于無法正常檢測(cè)，容易出現(xiàn)嚴(yán)重質(zhì)量事故。

2.2.3 快換V 形鐵的設(shè)計(jì)

快換V 形鐵與工件采用外圓定心但不參與定位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；快換V 形鐵與快換檢具底板采用單鍵槽與單鍵定心、端面定位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

由于每種產(chǎn)品工件的定位外圓、齒部參數(shù)、齒頂圓等不可能完全一致，且快換V 形鐵與固定V 形鐵成對(duì)使用，并且固定V 形鐵已經(jīng)設(shè)計(jì)完成，因此就要根據(jù)工件的定位外圓、齒部參數(shù)、齒頂圓等的不同和固定V 形鐵的結(jié)構(gòu)綜合考慮。設(shè)計(jì)出一組具有通用性的快換V 形鐵，與固定V 形鐵一起使用，使被檢測(cè)工件擺放后處于一個(gè)合理的檢測(cè)狀態(tài)，以減少因被檢測(cè)工件的位置不合理而導(dǎo)致檢測(cè)不準(zhǔn)確，影響檢測(cè)質(zhì)量[2]。

由于快換V 形鐵要經(jīng)常進(jìn)行使用，處于高頻率工作狀態(tài)，因此要選擇內(nèi)磨性好、硬度高的鋼材，如GCr15。要定期檢查快換V 形鐵是否完好，如有磨損要及時(shí)更換。如果使用了已磨損的快換V 形鐵，由于無法正常檢測(cè)，出現(xiàn)嚴(yán)重質(zhì)量事故。

2.3 檢具的制造

2.3.1 快換檢具底板的制造

快換檢具底板要進(jìn)行充分的熱處理、時(shí)效等，防止在使用中發(fā)生異常變形和磨損，影響檢測(cè)精度。由于快換檢具底板部分是保證零件檢測(cè)精度的關(guān)鍵部件之一，所以加工快換檢具底板的公差要相當(dāng)嚴(yán)格，平面度為0.005 mm，粗糙度為Ra0.4 μm，以確保工件的檢測(cè)精度。

2.3.2 快換檢具中固定V 形鐵、快換V 形鐵的制造

由于快換檢具中固定V 形鐵、快換V 形鐵是支撐零件的部件，固定V 形鐵、快換V 形鐵的中心線位置度直接影響此檢具的檢測(cè)精度。因此需要制造出高精度固定V 形鐵、快換V 形鐵，同軸度公差在±0.005 mm 以內(nèi)。快換檢具中固定V 形鐵、快換V 形鐵與快換檢具底板特別使用了單鍵槽與單鍵配做方式進(jìn)行加工，確?？鞊Q檢具底板與固定V 形鐵、快換V 形鐵的連接精度，把平行度、平面度以及垂直度加工的較嚴(yán)格一些，以確保配合精度。

3 被檢測(cè)工件的要求

被檢測(cè)工件在磨削外圓、端面序時(shí)要考慮工件的外圓、端面在內(nèi)孔跳動(dòng)快換檢具上定位的需要，特別是要滿足外圓、端面尺寸的精度要求。因?yàn)楣ぜ闹行木€與V 形鐵的中心線只有高度重合，才能使檢測(cè)出的內(nèi)孔跳動(dòng)更加準(zhǔn)確。若外圓尺寸超差會(huì)導(dǎo)致工件在檢具上擺放不準(zhǔn)確，以至內(nèi)孔跳動(dòng)檢測(cè)不準(zhǔn)確；外圓跳動(dòng)超差會(huì)導(dǎo)致工件在檢具上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)中心線與檢具中心線變動(dòng)大，以至內(nèi)孔跳動(dòng)檢測(cè)不準(zhǔn)確；工件定位面加工跳動(dòng)超差會(huì)導(dǎo)致工件的端面與固定V 形鐵端面不能完全貼合，出現(xiàn)工件在檢具上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)中心線與檢具中心線變動(dòng)大，以至內(nèi)孔跳動(dòng)檢測(cè)不準(zhǔn)確。

4 被檢測(cè)工件的檢測(cè)

首先確定要檢測(cè)的工件需要幾號(hào)快換V 形鐵，把快換V 形鐵安裝在快換檢具底板上，再把要檢測(cè)的工件擺放在檢具上，然后把杠桿千分表擺放到要檢測(cè)的工件內(nèi)孔處準(zhǔn)備檢測(cè)。最后由操作工轉(zhuǎn)動(dòng)工件進(jìn)行檢測(cè)其內(nèi)孔跳動(dòng)。

5 檢驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證及結(jié)論

使用本文新設(shè)計(jì)的快換檢具檢驗(yàn)需磨內(nèi)孔類的變速器輸入軸產(chǎn)品內(nèi)孔跳動(dòng)數(shù)據(jù)及換產(chǎn)時(shí)間統(tǒng)計(jì)，見表1、下頁表2。

由表1 可以看出，使用此快換檢具共檢測(cè)DC6J65TA29-03 零件的內(nèi)孔跳動(dòng)50 次，檢測(cè)結(jié)果均小于要求值，即結(jié)果均≤0.02 mm，滿足使用要求。

表1 被檢零件DC6J65TA29-03 內(nèi)孔徑向跳動(dòng)統(tǒng)計(jì)表

表2 各種規(guī)格外圓的被檢測(cè)零件換產(chǎn)時(shí)間統(tǒng)計(jì)

由表2 可以看出，通過進(jìn)行換產(chǎn)試驗(yàn)驗(yàn)證，共換產(chǎn)20 次，實(shí)際換產(chǎn)時(shí)間均小于要求時(shí)間30 s，滿足快換使用要求。

通過以上檢驗(yàn)內(nèi)孔跳動(dòng)的數(shù)據(jù)和換產(chǎn)時(shí)間的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，本文設(shè)計(jì)的快換檢具適合現(xiàn)“高精度、低成本、中小批量”生產(chǎn)要求的快速檢驗(yàn)及換產(chǎn)需求。使用此檢具在保證工件檢測(cè)精度、生產(chǎn)線節(jié)拍的前提下，減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了檢測(cè)的穩(wěn)定性，同時(shí)減少了人為因素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響。隨后開發(fā)的變速器輸入軸需磨內(nèi)孔類的零部件在檢測(cè)內(nèi)孔跳動(dòng)也使用了同樣的檢具，能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)出內(nèi)孔跳動(dòng)，保障了企業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量。