一种内孔跳动检具的设计

郑秀力， 邢桂林

（1.哈尔滨量具刃具集团有限责任公司数控刀具公司研究所，哈尔滨150040；2.哈尔滨博实自动化股份公司，哈尔滨150000）

0 引言

镗刀分为整体式镗刀和模块式镗刀两种结构。整体式镗刀是集柄部、接杆和镗削部分为一体的整体式刀具，它的优点在于连接精度和连接刚性较好，但是由于整体式镗刀的柄部与镗削部分是一体的，而且由于机床接口的不同，存在多种柄部结构，而每种柄部结构也有多种规格和型号，因此整体式镗刀在对应客户需求上存在困难，需要配备大量的库存。而随着市场结构的不断变化，客户对产品加工周期的要求越来越短，有的甚至不足一个月，如果采用整体式镗刀，则需要配备大量的刀具库满足加工要求，所以整体式镗刀在工厂中的应用比例越来越小，并逐渐被模块式镗刀所取代。

模块式镗刀各个结构部分是分开的，一般由柄部、中间接杆、镗刀头等部分组成，模块式镗刀需要根据具体的加工要求确定各个部分的具体尺寸，然后组合在一起。它的优势在于不必储备大量的刀柄和刀具，使生产厂家的刀具库存量可以大大减少，使生产成本较之整体式镗刀大大降低，如果镗刀的一部分损坏，可以只进行该部分的更换，不必更换全部部件，因此整个刀具的使用寿命变得更长，不必像整体镗刀那样需要整套刀具重新订购。由此可以看出，模块式镗刀在降低成本、使用寿命等方面比整体式镗刀具有一定的优越性，但由于是各个模块组合在一起的，因此需要有较高的连接精度、重复定位精度和连接刚性来加以保证，否则不具备竞争优势。

我公司接到客户订单，订购一批新型的模块式镗刀中间接杆产品，且为全尺寸系列，其内孔跳动要求在0.005 mm以内，如何在大批量的情况下保证跳动值，成为主要考虑的因素，因此设计了该检具。

1 产品简图

如图1所示，产品为一种模块式镗刀的圆柱柄接口，其特征在于：它是靠一个锥度螺钉来进行定位的，锥度螺钉用内六角扳手来实现拆卸，操作简单方便，与传统ABS接口相比较，它的偏心量较小，主要是依靠锥度螺钉的锥面作用实现轴向的拉紧作用。这种新型的镗刀模块接口结构简单，装卸方便，改变了传统ABS接杆的复杂连接结构，而且加工起来也比传统的ABS接杆简便许多，是目前较为广泛的接口结构。

图1 产品简图

2 加工工艺分析

分析工件，要保证工件的跳动值稳定，需要保证左右两端圆柱柄的同轴度。因此，在加工中采用与该接杆匹配的基础柄模块作为检具，如图2所示，即将基础柄和接杆用锥形螺钉相连接，以基础柄的锥面为基准磨制右端的内孔，并且分为粗、精磨两序来进行。

图2 加工简图

3 检具结构设计

为了与加工基准保持一致，因此在设计检具的过程中，依然考虑采用7∶24基础柄为定位基准，以40规格接杆产品为例，检具结构如图3所示。

图3 检具结构图

该检具主要有主体、衬套、钢球、紧固螺钉和压簧四个部分组成。

本检具的主体是一个WST40锥柄，因为在7∶24锥柄的类型中，WST类刀柄的法兰厚度是最短的，在该检具使用过程中没有对法兰的使用要求，因此选择最短的WST锥柄，以减少因长度加长而导致的累积误差。右端主体内孔中有一衬套（如图4所示），与主体过盈配合压入主体型腔孔中，用以装卸钢球并加以限位，三个钢球中一个是固定的，其余两个为浮动式结构，这样可以使接杆插入端能够有效接触，便于测量数据的准确性，钢球探出间隙设计为0.5mm。

图4 衬套结构图

4 工件在检具上的定位

采用三个钢球和工件接触，是依据三点定位原则，由于三个钢球一个是固定接触，另外两个设计成浮动式，也是基于三个钢球的接触点能够有效地接触工件。

由于工件的加工基准和检具的定位基准是一致的，被测工件由于是浮动接触，因此不必限制其轴向转动，检具中的衬套是与被测工件配合加工的，因此可以限制工件沿轴向的移动，如此一来，只要工件在检具中进行三点定位就可以进行有效的内孔跳动的测量。

5 使用方法

在使用时，首先将工件外圆与检具内孔表面擦拭干净，之后把被测工件轻轻插入检具内，然后调整被测工件在检具内的位置，轻轻旋转，使其外圆与三个钢球有效接触，避开外圆锥孔部分，实现三点定位，然后便可以用千分表进行内孔跳动值的测量，为求结果准确，尽量采用多次测量求平均值的方法更为妥当。

6结语

在自动化加工技术日新月异的今天，不仅要有精度高的机床来保证产品的加工精度，更要有相应的检测手段来检测产品的质量，本方案就是在不断总结经验的过程中，针对工件的实际情况而专门设计的，通过该检具的使用，使工件加工中关键工序的检测更为简单、方便，从而提高产品的检测效率，加速生产效率，该检具经过生产实践检验，能够达到预期的图纸技术要求。