曲轴配重块半径检具设计
2013-12-30 来源：数控机床市场网 作者：哈量具刃具集团 孙广东
曲轴是发动机的核心零件，不仅结构复杂，而且加工精度和加工难度较大。其中，曲轴配重块的尺寸精度，位置精度，如图1所示，配重块的尺寸精度为回转半径φ77.5 mm，公差是0.2 mm，与主轴回转半径中心同轴度为0.1mm。一般检测配重块回转半径的方法通常采取在找正曲轴之后，利用高度尺测量配重块的高点a值，测量曲轴颈高点a’值，再用千分尺测量曲轴颈半径R值，通过计算回转半径e’=(a-a’)+R，然后计算与理论值e的差值来评定工件是否合格，即︱e-eˊ︱≤0.2合格。这种方法测量曲轴配重块回转半径的精度是可靠的，能够满足测量要求，但是这种检测方法需分别检测8个位置，检测时间长，不能够满足流水线生产的需要。
为了保证与生产线加工能力相适应，根据产品的尺寸精度和形状公差要求，在保证测量精度的前提条件下，缩短检测时间，提高检测效率，因此，我们设计了一套测量配重块回转半径的专用检具。该检具采用比较测量法，将标准件做为基准，对表重复性误差为0.01 mm，专用检具如图2。
图2
1 顶尖部件 2 底座 3 顶尖 4 顶尖座 5 触头 6 杠杆 7 测体 8 指示表 9 夹套 10 表座 11 套管 12 ,14 套 13 弹簧 15 顶杆 16 导板
1.检具的设计方案
（1）检具的定位装置、装夹装置设计 设计检具，既要保证操作灵活，装夹方便，定位准确，又要保证测量精度。因此，将检具的设计定位基准与生产加工定位基准一致，这样可以降低基准不同而造成的误差。该检具定位是以曲轴的两个中心孔做为基准，大端采用固定顶尖，小端采用活动顶尖，通过两顶尖对曲轴实现定位。使用时，首先将曲轴对表件安装在检具的两个顶尖上，对表件的中心与两顶尖的中心重合，然后旋转曲轴对表件，使对表件外径与触头5相接触，通过杠杆6的1：1传动，带动顶杆15，推动指示表测头，在指示表指针达到最大值时，将指针对0位。之后，再将被测曲轴工件安装在专用检具上，从指示表上读取被测配重块相应的尺寸偏差。
（2）对表件精度设计 该检具采用的测量方法为比较测量法，是以标准件做为基准，因此，为了保证检具的测量精度，标准件的精度必须要严格控制，根据曲轴配重块回转半径公差为0.2mm，将检具对表件的精度做到公差的十分之一比较合理，即±0.01mm，专用检具的测量精度取±0.02mm。
（3）测量精度的保证 该检具装置是用来检测全部8个配重块回转半径尺寸，因此从中可以分析出，影响测量精度的因素主要有三方面：两顶尖的同轴度的误差，标准件精度的误差，指示表的误差。其中为了保证两顶尖的同轴度误差，与曲轴中心重合，考虑到现有工艺能力，为了降低机械加工的难度，通过检查员与钳工相配合，利用配磨调整两顶尖的位置精度，使两顶尖达到同轴度φ0.01mm的要求后，最后配钻铰销孔，用定位销定位。对于控制标准件的精度，在标准件组装阶段，将8个标准块组装在一起后，安装在两顶尖上，分别对8个标准块进行调整，使每个标准块的一致性控制在0.01mm。对于指示表而言，指示表的自身重复性为0.003㎜，在±0.05 mm内的示值误差为0.005 mm，在测量装置保证技术要求的前提下，能够满足测量装置的示值重复性为0.01 mm，在±0.05 mm内的示值误差为0.01 mm的要求。通过钳工在装配时进行调整和修配方法，可以大大简化了加工工艺，降低加工难度，保证了设计的技术要求，满足检具的测量精度。
2.检具使用方法
（1）将标准件安装在检具上，旋转标准件使回转半径达到最高点，将指示表对0位。
（2）将被测曲轴工件安装在检具上。
（3）旋转曲轴检测配重块的回转半径尺寸，在8块指示表上分别读取相应的最大数值偏差，偏差在公差范围内则为合格。
3.结语
经过现场实际测量使用验证，采用专用检具对曲轴配重块回转半径进行测量，能够方便快捷地测量回转半径的误差，并能保证足够的测量精度，提高了配重块回转半径的检测效率，可以在3分钟内完成曲轴零件全部8个配重块的尺寸精度检测，满足生产的实际需要，与生产加工能力相适应。
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