一种专用的同轴度测具的设计与应用

王娟

(豫北转向系统股份有限公司，河南新乡 453003)

一种专用的同轴度测具的设计与应用

王娟

(豫北转向系统股份有限公司，河南新乡 453003)

一种壳体内孔同轴度比较关键，由于测量与定位距离相对较长，常规的同轴度量规不能准确判断与控制是否合格。改进测量结构，设计专用的对比测具，利用杠杆原理进行同轴度测量，可以实现准确、快速、方便的测量。

同轴度；同轴度量规；对比测量

0 引言

公司生产一种壳体，内部两孔精度要求比较高，同时两孔存在φ0.05 mm的同轴度要求(见图1)，如果同轴度超差，在实际使用过程中与内孔配合的转阀组件容易受力不均匀导致其中的装配件轴承受损，引起转动卡滞甚至卡死，对整个产品而言是很严重的一种故障模式，因此同轴度是一项关键特性，要求100%准确测量。

1 同轴度量规的设计

现场使用一种同轴度量规(图2)进行测量和控制，这种量规仅能判定不能量化。量规采用分体式结构进行测量，导向部分(φ10 mm)间隙按照配滑合(滑合就是指导线轴在导向孔内能够顺畅滑动，但是滑动过程还有一定的吸附感)且间隙不大于0.005 mm进行加工；定位轴按照最大实体的原则进行计算。由于内孔存在0.01～0.015 mm的椭圆度，通过对100件零件进行实际测量与统计，将定位尺寸进行修正即将定位轴名义尺寸减小0.01mm。零件的定位孔是按照中差偏上的尺寸编程进行加工的，实际量规的定位轴与零件的定位孔存在0.02～0.03 mm的间隙，两端测量孔距长约130 mm，在实际操作中当同轴度在0.08～0.1 mm时量规也可以顺利进入，因此采用这种量规不能准确控制此项关键特性。

2 同轴度测具的设计

针对同轴度量规在测量中存在的不能准确测量的问题，作者设计了一套专用的同轴度对比测具，通过对比测量，可以准确反映同轴度值。该测具主要由3个部分组成：定位部分、测量部分和手动伸缩拨动部分。

2.1 定位部分设计

2.2 测量部分设计

测量部分(见图4)利用杠杆原理进行测量与读数。

首先采用标准件将千分表调零；然后将被测零件装入，当测头接触零件内壁时，如果内孔与标准件尺寸有差异，通过转轴将变化量传递到千分表上，千分表的读数同时发生一定变化，杠杆采用1∶1，原则上认为千分表变化量的2倍即为测量内孔与定位孔的同轴度值。

在测量过程中需要注意以下几点：

(1)由于测量的壳体内孔比较长，为了保证测头与内壁接触，而且手持方便，作者将杠杆长度设定为85 mm，为了保证测量精度，在加工过程中对杠杆比例中两个长度尺寸85 mm的公差进行控制，要求其尺寸公差不大于0.01 mm；

(2)保证杠杆转动比较顺滑，转轴与定位轴基体有一定的间隙，这个间隙要求在制造过进行配作，按照0.005～0.01 mm进行保证。

(3)保证在测量过程中测量头位置点保持一致，杠杆与定位轴内孔采用方形孔与方形面配合，方形杠杆在方形孔内滑动顺畅，在制造过程中按照0.01 mm控制间隙。

(4)为了加工的方便性，在杠杆测量部分加工凸台，凸台作为测量面使用，通过磨削，保证凸台端面的精度及粗糙度。

(5)千分表通过开口衬套与螺钉的相互配合固定在表架上。

(6)由于千分表精度比较高而且对变化量比较敏感，为了防止部分零件因为变化量过大造成千分表损坏，在表架上增加了一个销子13，通过销子与杠杆的距离，控制杠杆测量过程中的变化量，防止过载。

2.3 手动伸缩拨动部分

测具采用手持式结构，方便工人在测量中旋转零件，可以观察旋转过程中千分表的变化量。如图4所示，工人在握手柄的同时，大拇指可以快捷拨动把手17，测量头下移后，将测具方便快速地放入到测量的壳体内孔内。为了防止弹簧压缩过多，杠杆上方的表架上增加紧钉的平头螺钉9，进行适当的限位。当手松开时测头与被测零件内孔接触，进行测量读数。

在整个设计中把手通过螺钉与螺栓连接，螺栓拧紧在杠杆上，通过截面直径为1 mm的弹簧进行压缩和复位，手柄通过螺钉与表架连接，表架通过螺钉和销子与定位轴进行连接。

3 测具的使用效果

该测具使用方便。使用过程中一般右手握测具，大拇指将把手压缩后，左手将标准件装入到测具内，零件的端面接触到定位轴端面后，将千分表调至零；之后将标准件取出后，将被测的零件按照上述顺序放置后，观察千分表的读数变化，变化的最大值的2倍就是所测量的同轴度的大小。

该测具在现场测量比较准确，能够100%控制这项重要参数。与计量室计量相比较，测量时间可以缩短2 min，同时这种结构也有一定的推广价值价值。

【1】《航空工艺装备设计手册》编写组.航空工艺装备设计手册：量具设计[M].北京：国防工业出版社，1975.

【2】周砚云，王齐安，高克里.机械加工专用检具图册 [M].北京：机械工业出版社，1991.

DesignandApplicationofExclusiveGaugeforCoaxialityAbstract

WANG Juan

(Yubei Power Steering System Co.,Ltd.,Xinxiang Henan 453003,China )

Coaxiality is a key dimension for a housing inner bore. The regular gauge of coaxiality is not able to judge whether qualified or not due to such a long distance for measurement and orientation. Quick and convenient gauging can be realized by optimizing gauge structure to design an exclusive comparison gauge, and using lever principle to perform the measurement.

Coaxiality;Coaxiality gauge;Comparison measurement

2015-03-04

王娟(1979—)，女，本科，工程师，主要从事工装设计工作。E-mail：wangjuan20061221@163.com。