浅谈提高心盘弹簧座量规精度的措施

缪玮

【摘 要】量具是检测产品是否合格的重要测量工具。尤其是长而薄的量具在制作过程中由于它形状复杂，加工难度较大、精度要求较高等原因会普遍出现变形、测量困难、尺寸不易控制等一系列问题。

本文以心盘弹簧座量规为例，对其在制作过程中所暴露出的问题进行分析，提出解决问题的方法及改进措施。确保制作的量具达到图纸尺寸设计要求。

【关键词】量具；心盘弹簧座量规；原因；措施

中图分类号： U279.32 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）08-0146-002

A Brief Discussion on the Measures to Improve the Precision of the Plate Spring

MIAO Wei

（Department of electromechanical equipment of qishuyan locomotive co.，LTD.，jiangsu changzhou 213011）

【Abstract】Measuring tools are important measurement tools for testing whether the product is qualified.Especially long and thin measuring tool in the process of production due to its complex shape，high accuracy，processing difficult reason to widespread deformation， difficult measurement and size is not easy to control，a series of problems.In this paper，we analyze the problems that are exposed in the process of making the heart plate spring，and put forward the methods and measures to solve the problem.Ensure that the measuring tools are required to meet the design requirements.

【Key words】Measuring tools；Dial spring seat gauge；The reason；Measures

1 分析圖纸要求

以心盘与弹簧座量规的制作为例。该量规是专为摇枕制作的极限磨耗量规，用于检查装有磨耗圈的心盘面至弹簧座间距离，在测量时要保证量规与弹簧座三点接触良好，然后将刻有指示器的立柱降至心盘面上，用0.82mm塞尺检查心盘的两个接触点应能止住，垂直滑动立柱上的指示器应在最大和最小刻线之间，因而其制作精度的好坏将直接影响到产品的生产质量。其结构如下图所示：

1.侧板2.量规体3.端板4.组件-垂直滑动柱

5.定位销6.测量支座

由上图我们可以分析处该量规需要保证的尺寸均位空间尺寸，而且图中所示A、B、C平面之间为空间尺寸相对位置精度只有正负0.05mm，而且各个平面的平面度要求为0.05mm，对机加工及后续组装有非常高的要求，制作过程中出现废品的几率非常高。

2 分析原工艺

各个零部件按照图纸所要求的尺寸加工到位以后按总图要求组装，然后根据图纸尺寸公差对各个定位零件进行调整组装测量。

这样组装在实际生产中会产生以下问题：

1）件1侧板组装以后两块板的平面度比较差，以此为定位来测量，误差比较大。

2）件4滑动柱与件2量规体装配后的垂直度变化就比较大，而且容易导致C平面与B平面上定位销的平面平行度偏差较大。

3）件4组件-量规体上的底板在焊接后会出现变形的情况，使B平面上两个定位销端部的平面度0.05mm得不到保证。

4）件6两个测量支座焊接并去应力以后变形比较严重，导致A平面。

5）量规上的定位销使用一段时间后出现松动的现象，导致测量尺寸超差。

3 分析尺寸超差的原因及解决对策

原因分析

（1）对侧板进行平面度测量，发现平面度极差，部分地方误差有2mm之多，分析发行由于两个侧板都是由火焰切割而成，该零件长超过1200mm，宽度超过640mm，厚度只有10mm而且每一块侧板上还有4个比较大的腰形减轻缺口，所以在加工完成以后变形比较大。

（2）对量规体垂直度及两个定位销平面度误差较大从两个方面进行分析：

1）首先对件2量规体进行检测

用内径杠杆百分表测得件6的40孔径符合图纸设计尺寸。再对40孔和C面是否垂直进行了垂直度测量。测出孔与端面不垂直。因而使它们的垂直度误差直接反应在件3滑动柱两端测量头上，由于柱体较长，误差被放大。

是什么原因造成40孔和端面的不垂直呢？经过与工艺师分析后得知加工40孔是以B平面为基准的。由于B、C两面刨床加工后没有进行精加工，所以存在一定的垂直度误差。继而造成孔和端面的不垂直。如下图所示：

2）其次对件3垂直滑动柱进行检测。用25—50的外径千分尺对直径40的柱体进行分段测量。依测量出的结果得知柱体有直线度误差，产生一定的锥度。和件6配合后上下滑动不畅，间隙大小不一，滑动柱在孔内可随间隙晃动。导致左右两测量头不稳定因而得不到正确的测量结果。

另外还发现焊接在垂直滑动柱上的测量底板在焊接应力的作用下有变形现象也是造成尺寸超差的原因之一。

（3）由总图可见件6两测量支座和量规体是焊接固定的，在装配过程中因其已经变形不能调整而使得A平面4个定位销平面度难以保证。

（4）定位销全部都是直接紧配在相应的孔来保持固定，这样在使用过程中容易由碰撞而引起定位销位置发生变化。

采取措施

围绕上述分析的主要原因针对各个零件我们采用了相应的解决方法：

1）通过减小每块板上的4个大的腰形减轻缺口尺寸，使其变形达到最小并且将两个侧板在切割完成以后进行校平，尽可能的减少由于侧板变形而引起的误差，并且两侧板在校平后由平面磨加工两平面。磨削时薄板和磨床工作台之间间隙一定要用塞尺垫平。反复磨几次磨至0.05mm塞尺不能通过为止。

2）增加件3量规体磨削工艺，刨床加工后再由磨床对A、B、C 、E几面进行磨削，确保各加工面相互间的垂直度和平行度，误差不得超过0.02mm.。坐标镗加工40孔时以E面为基准用百分表校直C面后进行精镗，保证孔的垂直度和表面粗糙度达到规定的工艺要求。

件4垂直滑动柱在加工40柱体时不加工至尺寸，留0.30mm左右磨削余量，并把測量板上A面也光出保证A面与柱身垂直。最后由外圆磨床根据件3的40孔径进行配磨。确保两件之间滑动灵活，间隙合理。如下图所示：

（3）将测量支座上的测量座由焊接式改为可调节的螺栓加定位销连接，这样可以比较容易的调整测量支座进而保证A平面的平面度，其改进方法如下：

先在座体上用铣床加工10mm 槽，配做两块30*120*10的定位板嵌入后焊接。热处理去应力后精刨C面。铣床以加工好的C面为基准磨出A平面，保证垂直度0.02mm，然后加工各螺孔，在调整组装达到要求后每个定位板均装上2只定位销，保证其定位的准确。如下图所示：

（4）定位销结构也适当改变增加螺纹，组装后可以将定位销固定下来，保证其在实际使用过程中不发生位置改变。其原结构与改进后的结构如下图所示：

4 效果检验

按图纸要求将量规组装好，原先的测量方法也要改动。量规检测最好是在自由状态下进行，可以减少外力作用对测量结果的影响。具体方法是在量规体两端和测量台面间各垫一个直径相同的圆柱滚子。量规按测量要求牢固的固定在方箱上，取出滚子，在自由状态下对图纸上各项尺寸进行检测。

采取以上改进措施后，由于保证了各零件的加工精度及测量方式的改进，量规各项指标都达到了工艺设计要求。提高了制作精度，缩短了测量时间。

5 结论

通过对心盘弹簧座量规在安装测量过程中问题的分析、解决问题的手段后我认为量具在制作过程中首先要注意基准的正确选择、零件之间相互的关联性。尽可能的减少焊接工艺，以减少焊接变形。装配前清理零件上的油污，保证光洁干净。复验关键零件的尺寸精度，形位精度和表面粗糙度等都要符合设计要求。