環型薄壁零件檢測約束裝置

李志明 李贊 宋慧軍 田繼偉

摘 要：環型薄壁零件在加工過程中極易產生加工變形，在機床上由于有夾具的定位保護，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制到加工時的狀態，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體的基礎上再給出相應的公差值，這樣零件在檢測時由于定位不準確，從而影響到檢測的準確度，也影響了產品的合格率。該測量裝置實現一次裝夾雙向夾緊定位檢測技術條件和尺寸，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。

關鍵詞：間隙消除；對點移動；間隙分配；四點位移；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設備對該零件進行全方位檢測，由于零件給定的定位基準尺寸公差較大，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，新測具結構采用四點位移定心裝置，該機構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準定位值，在零件的四個中心點處裝上百分表作為調整間隙的依據。可實現測具定位點與中心始終保持同軸關系，達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要求和使用功能。

1 測具實施過程及結構示意圖

1.1 零件的結構特點

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

1.2 方案的實施

以前，通常采用最大實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，定位基準公差較大，用最大實體原則定位方式的缺點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，研究采用了一種新型的定位結構以達到檢測要求。新型結構的限制測具是將傳統的固定止口定位方式改為隨意調整的四點可移動的定心裝置，消除了零件和夾具之間的配合間隙，新型結構如（圖1）所示。

圖1 新型測具結構（二維圖）

（1）零件平面A定位采用八段扇形基準塊（No.1）支撐定位，基準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，采用一種可推廣應用的先進夾緊定位測量裝置，將傳統的固定止口定位方式改為隨意調整的四點可移動的定心裝置，消除了零件與測具之間的間隙，測具三維結構如圖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（限位塊的D表面）。在限位塊的相應位置，設計四塊導向塊，導向塊中（No.3）帶有鍵槽，在鍵槽中設有滑塊（No.4），轉動螺釘（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，使左右兩滑塊達到距中心理論對稱位置L尺寸，這時將左右兩側分布的百分表觸頭與滑塊表面接觸，百分表調零，為零件定心參考零點。然后只轉動左側螺釘使左側的滑塊向右頂緊零件，直到零件定位外圓與右側理論位置的滑塊接觸，這時讀出左側百分表的變化數值A，數值A表示橫向位置零件外圓的實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，再將左側滑塊移回零點位置。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，也將滑塊移回零點位置。最后分別轉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，約束測具完全消除了零件的公差間隙，達到零件中心與定位圓盤中心重合的目的，是一種既科學又實用的測具結構。使零件在約束狀態下直徑定位達到零誤差，可實現測具定位中心與零件中心保持同軸。這樣在測量零件時，只要找正基礎圓盤就可以達到找正零件中心目的。

2 結束語

薄壁零件易變形，定位圓尺寸公差大，給檢測帶來困難，用最大實體原則定位，影響測量零件尺寸。采用“四點位移定心”的創新結構，攻破了環形薄壁零件易變形，不易檢測的難關。此結構在同行業首創，結構巧妙，科學合理，解決了零件公差造成的定位不準確問題，提高了零件的測量精度，保證了零件質量。新型“四點位移定心”雙向定位夾緊機構是薄壁零件檢測檢測手段的一個提高，對薄壁零件檢測質量起到很好的保證作用。此測具結構具有可推廣性，廣泛用于發動機、民機等環形件定心結構裝置，新的技術為科研生產服務起到積極的促進作用。

參考文獻

[1]機床夾具零件及部件[M].技術標準出版社.

[2]機械設計手冊[M].機械工業出版社.