一種內(nèi)孔跳動檢具的設計

鄭秀力， 邢桂林

（1.哈爾濱量具刃具集團有限責任公司數(shù)控刀具公司研究所，哈爾濱150040；2.哈爾濱博實自動化股份公司，哈爾濱150000）

0 引言

鏜刀分為整體式鏜刀和模塊式鏜刀兩種結(jié)構(gòu)。整體式鏜刀是集柄部、接桿和鏜削部分為一體的整體式刀具，它的優(yōu)點在于連接精度和連接剛性較好，但是由于整體式鏜刀的柄部與鏜削部分是一體的，而且由于機床接口的不同，存在多種柄部結(jié)構(gòu)，而每種柄部結(jié)構(gòu)也有多種規(guī)格和型號，因此整體式鏜刀在對應客戶需求上存在困難，需要配備大量的庫存。而隨著市場結(jié)構(gòu)的不斷變化，客戶對產(chǎn)品加工周期的要求越來越短，有的甚至不足一個月，如果采用整體式鏜刀，則需要配備大量的刀具庫滿足加工要求，所以整體式鏜刀在工廠中的應用比例越來越小，并逐漸被模塊式鏜刀所取代。

模塊式鏜刀各個結(jié)構(gòu)部分是分開的，一般由柄部、中間接桿、鏜刀頭等部分組成，模塊式鏜刀需要根據(jù)具體的加工要求確定各個部分的具體尺寸，然后組合在一起。它的優(yōu)勢在于不必儲備大量的刀柄和刀具，使生產(chǎn)廠家的刀具庫存量可以大大減少，使生產(chǎn)成本較之整體式鏜刀大大降低，如果鏜刀的一部分損壞，可以只進行該部分的更換，不必更換全部部件，因此整個刀具的使用壽命變得更長，不必像整體鏜刀那樣需要整套刀具重新訂購。由此可以看出，模塊式鏜刀在降低成本、使用壽命等方面比整體式鏜刀具有一定的優(yōu)越性，但由于是各個模塊組合在一起的，因此需要有較高的連接精度、重復定位精度和連接剛性來加以保證，否則不具備競爭優(yōu)勢。

我公司接到客戶訂單，訂購一批新型的模塊式鏜刀中間接桿產(chǎn)品，且為全尺寸系列，其內(nèi)孔跳動要求在0.005 mm以內(nèi)，如何在大批量的情況下保證跳動值，成為主要考慮的因素，因此設計了該檢具。

1 產(chǎn)品簡圖

如圖1所示，產(chǎn)品為一種模塊式鏜刀的圓柱柄接口，其特征在于：它是靠一個錐度螺釘來進行定位的，錐度螺釘用內(nèi)六角扳手來實現(xiàn)拆卸，操作簡單方便，與傳統(tǒng)ABS接口相比較，它的偏心量較小，主要是依靠錐度螺釘?shù)腻F面作用實現(xiàn)軸向的拉緊作用。這種新型的鏜刀模塊接口結(jié)構(gòu)簡單，裝卸方便，改變了傳統(tǒng)ABS接桿的復雜連接結(jié)構(gòu)，而且加工起來也比傳統(tǒng)的ABS接桿簡便許多，是目前較為廣泛的接口結(jié)構(gòu)。

圖1 產(chǎn)品簡圖

2 加工工藝分析

分析工件，要保證工件的跳動值穩(wěn)定，需要保證左右兩端圓柱柄的同軸度。因此，在加工中采用與該接桿匹配的基礎柄模塊作為檢具，如圖2所示，即將基礎柄和接桿用錐形螺釘相連接，以基礎柄的錐面為基準磨制右端的內(nèi)孔，并且分為粗、精磨兩序來進行。

圖2 加工簡圖

3 檢具結(jié)構(gòu)設計

為了與加工基準保持一致，因此在設計檢具的過程中，依然考慮采用7∶24基礎柄為定位基準，以40規(guī)格接桿產(chǎn)品為例，檢具結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 檢具結(jié)構(gòu)圖

該檢具主要有主體、襯套、鋼球、緊固螺釘和壓簧四個部分組成。

本檢具的主體是一個WST40錐柄，因為在7∶24錐柄的類型中，WST類刀柄的法蘭厚度是最短的，在該檢具使用過程中沒有對法蘭的使用要求，因此選擇最短的WST錐柄，以減少因長度加長而導致的累積誤差。右端主體內(nèi)孔中有一襯套（如圖4所示），與主體過盈配合壓入主體型腔孔中，用以裝卸鋼球并加以限位，三個鋼球中一個是固定的，其余兩個為浮動式結(jié)構(gòu)，這樣可以使接桿插入端能夠有效接觸，便于測量數(shù)據(jù)的準確性，鋼球探出間隙設計為0.5mm。

圖4 襯套結(jié)構(gòu)圖

4 工件在檢具上的定位

采用三個鋼球和工件接觸，是依據(jù)三點定位原則，由于三個鋼球一個是固定接觸，另外兩個設計成浮動式，也是基于三個鋼球的接觸點能夠有效地接觸工件。

由于工件的加工基準和檢具的定位基準是一致的，被測工件由于是浮動接觸，因此不必限制其軸向轉(zhuǎn)動，檢具中的襯套是與被測工件配合加工的，因此可以限制工件沿軸向的移動，如此一來，只要工件在檢具中進行三點定位就可以進行有效的內(nèi)孔跳動的測量。

5 使用方法

在使用時，首先將工件外圓與檢具內(nèi)孔表面擦拭干凈，之后把被測工件輕輕插入檢具內(nèi)，然后調(diào)整被測工件在檢具內(nèi)的位置，輕輕旋轉(zhuǎn)，使其外圓與三個鋼球有效接觸，避開外圓錐孔部分，實現(xiàn)三點定位，然后便可以用千分表進行內(nèi)孔跳動值的測量，為求結(jié)果準確，盡量采用多次測量求平均值的方法更為妥當。

6結(jié)語

在自動化加工技術(shù)日新月異的今天，不僅要有精度高的機床來保證產(chǎn)品的加工精度，更要有相應的檢測手段來檢測產(chǎn)品的質(zhì)量，本方案就是在不斷總結(jié)經(jīng)驗的過程中，針對工件的實際情況而專門設計的，通過該檢具的使用，使工件加工中關鍵工序的檢測更為簡單、方便，從而提高產(chǎn)品的檢測效率，加速生產(chǎn)效率，該檢具經(jīng)過生產(chǎn)實踐檢驗，能夠達到預期的圖紙技術(shù)要求。