变速器输入轴内孔跳动快换检具设计

王 军， 吴雁玲

（1.中国重汽集团大同齿轮有限公司， 山西 大同 037305； 2.中国北方发动机研究所机械制造厂，山西 大同 037305）

1 原V 形铁检具存在的问题

随着市场竞争的日益激烈，“高精度、低成本、中小批量”生产方式已成为当前机械加工行业的主导生产方式。要适应这种市场需要，变速器输入轴需磨内孔类的零部件，在磨削后需要快速检验其内孔跳动且要换产迅速、检验准确就成为一种必然趋势。

但是由于变速器输入轴需磨内孔类的零部件受结构限制，以前的检测方法一般需要由V 形铁支撑住变速器输入轴的两个磨削外圆，其中一个V形铁是固定高度不可调节的，另一个V 形铁是可以自由调整高度的。这样把需磨内孔的变速器输入轴摆放在两V 形铁上后再进行调整，使变速器输入轴的中心线与平板面平行，达到平行度在0.02 mm 以内时，再由杠杆千分表检测其内孔跳动。但这样调整检具的方法精度低，无法每次检测时都能做到变速器输入轴的中心线与平板平面达到平行度在0.02 mm 以内，且调整检测精度低、效率低。

原V 形铁检具在检测变速器输入轴需磨内孔类的零部件内孔跳动时，调整检具靠纯手工方式，使产品在检测调整、换产检测时的辅助时间较长，检具调整的稳定性受人为影响较大，且原V 形铁检具与工件外圆由于调整的误差不能完全贴合，导致检测误差加大，与现在的高精度检测方式、检测需求不相适应。因此本文设计了一种采用快换V 形铁进行定位的检测变速器输入轴内孔跳动的快换检具，见图1。

2 快换V 形铁检具的设计

2.1 任务需求

图1 检具简图

要求在同一台检具上检测多种规格外圆的需磨内孔类的变速器输入轴产品，内孔径向跳动控制在0.02 mm 以内，检测辅助时间在0.5 min 以内。而使用以往的检具，检测精度只能控制在0.04 mm 以内，检测辅助时间需在1.5 min 以上，无法满足精度要求和检测节拍要求，因此要求设计新型检具。

2.2 检具的设计

2.2.1 快换检具底板的设计

快换检具底板［1］与固定V 形铁、快换V 形铁采用单键槽与单键定心、端面定位。

为了保证快换检具底板部分与固定V 形铁、快换V 形铁部分的连接精度，特别使用了单键槽与单键配做方式进行加工，确保快换检具底板与固定V形铁、快换V 形铁的连接精度。

为了保证快换检具底板与固定V 形铁、快换V形铁的平面贴合精度，特别要求了快换检具底板的平面度和粗糙度。

2.2.2 固定V 形铁的设计

固定V 形铁与工件采用端面定位、外圆定心结构设计；固定V 形铁与快换检具底板采用单键槽与单键定心、端面定位结构设计。

由于每种产品工件的定位端面、外圆、齿部参数、齿顶圆等不可能完全一致，因此就要根据工件的定位端面、外圆、齿部参数、齿顶圆等的不同综合考虑，在设计时要充分考虑设计出一个具有通用性的固定V 形铁，使被检测工件在安装后处于一个合理的检测状态，以避免因被检测工件的位置不合理而导致检测不准确，影响检测质量的问题[2]。

由于固定V 形铁要经常被使用，处于高频率工作状态，因此要选择内磨性好、硬度高的钢材，如GCr15。要定期检查固定V 形铁是否完好，如有磨损要及时更换。如果使用了已磨损的固定V 形铁，由于无法正常检测，容易出现严重质量事故。

2.2.3 快换V 形铁的设计

快换V 形铁与工件采用外圆定心但不参与定位结构设计；快换V 形铁与快换检具底板采用单键槽与单键定心、端面定位结构设计。

由于每种产品工件的定位外圆、齿部参数、齿顶圆等不可能完全一致，且快换V 形铁与固定V 形铁成对使用，并且固定V 形铁已经设计完成，因此就要根据工件的定位外圆、齿部参数、齿顶圆等的不同和固定V 形铁的结构综合考虑。设计出一组具有通用性的快换V 形铁，与固定V 形铁一起使用，使被检测工件摆放后处于一个合理的检测状态，以减少因被检测工件的位置不合理而导致检测不准确，影响检测质量[2]。

由于快换V 形铁要经常进行使用，处于高频率工作状态，因此要选择内磨性好、硬度高的钢材，如GCr15。要定期检查快换V 形铁是否完好，如有磨损要及时更换。如果使用了已磨损的快换V 形铁，由于无法正常检测，出现严重质量事故。

2.3 检具的制造

2.3.1 快换检具底板的制造

快换检具底板要进行充分的热处理、时效等，防止在使用中发生异常变形和磨损，影响检测精度。由于快换检具底板部分是保证零件检测精度的关键部件之一，所以加工快换检具底板的公差要相当严格，平面度为0.005 mm，粗糙度为Ra0.4 μm，以确保工件的检测精度。

2.3.2 快换检具中固定V 形铁、快换V 形铁的制造

由于快换检具中固定V 形铁、快换V 形铁是支撑零件的部件，固定V 形铁、快换V 形铁的中心线位置度直接影响此检具的检测精度。因此需要制造出高精度固定V 形铁、快换V 形铁，同轴度公差在±0.005 mm 以内。快换检具中固定V 形铁、快换V 形铁与快换检具底板特别使用了单键槽与单键配做方式进行加工，确保快换检具底板与固定V 形铁、快换V 形铁的连接精度，把平行度、平面度以及垂直度加工的较严格一些，以确保配合精度。

3 被检测工件的要求

被检测工件在磨削外圆、端面序时要考虑工件的外圆、端面在内孔跳动快换检具上定位的需要，特别是要满足外圆、端面尺寸的精度要求。因为工件的中心线与V 形铁的中心线只有高度重合，才能使检测出的内孔跳动更加准确。若外圆尺寸超差会导致工件在检具上摆放不准确，以至内孔跳动检测不准确；外圆跳动超差会导致工件在检具上转动时中心线与检具中心线变动大，以至内孔跳动检测不准确；工件定位面加工跳动超差会导致工件的端面与固定V 形铁端面不能完全贴合，出现工件在检具上转动时中心线与检具中心线变动大，以至内孔跳动检测不准确。

4 被检测工件的检测

首先确定要检测的工件需要几号快换V 形铁，把快换V 形铁安装在快换检具底板上，再把要检测的工件摆放在检具上，然后把杠杆千分表摆放到要检测的工件内孔处准备检测。最后由操作工转动工件进行检测其内孔跳动。

5 检验结果验证及结论

使用本文新设计的快换检具检验需磨内孔类的变速器输入轴产品内孔跳动数据及换产时间统计，见表1、下页表2。

由表1 可以看出，使用此快换检具共检测DC6J65TA29-03 零件的内孔跳动50 次，检测结果均小于要求值，即结果均≤0.02 mm，满足使用要求。

表1 被检零件DC6J65TA29-03 内孔径向跳动统计表

表2 各种规格外圆的被检测零件换产时间统计

由表2 可以看出，通过进行换产试验验证，共换产20 次，实际换产时间均小于要求时间30 s，满足快换使用要求。

通过以上检验内孔跳动的数据和换产时间的数据统计分析，本文设计的快换检具适合现“高精度、低成本、中小批量”生产要求的快速检验及换产需求。使用此检具在保证工件检测精度、生产线节拍的前提下，减少了工人的劳动强度，提高了检测的稳定性，同时减少了人为因素对产品质量的影响。随后开发的变速器输入轴需磨内孔类的零部件在检测内孔跳动也使用了同样的检具，能够准确地检测出内孔跳动，保障了企业产品的质量。