小套筒类零件内腔轴直径检测量具设计

郑永红等

摘 要：在航空航天行业中，惯性器件的结构件中不乏小套筒类零件。这类小套筒零件是系统中的关重件，具有体积小、精度高、结构较复杂等特点，它们的加工精度决定了惯性器件的安装精度。目前，常用三座标检测这类零件；该检测方法，不适用于操作者在线检测，特别是对于具有内腔轴结构的小套筒类零件，操作者在线检测困难。本文通过典型小套筒类零件内腔轴直径的检测，论述了一种小套筒零件内腔轴直径检测量具的设计方法，并采用该设计量具对典型零件进行了检测，用三座标验证了其检测值的准确性。

关键词：小套筒零件内腔轴直径 检测量具 检测方法

中图分类号：V25 文献标识码：A 文章编号：1674-198X（2015）03（b）-0094-02

质量是企业的生命，质量检验是整个质量保证工作中重要的一环。随着航天技术的发展，产品更新日益加快，新设计、新工艺、新材料、新设备不断涌现，质量检验的重要性、提高检验技术的迫切性更加突出起来。在航空航天行业中，结构件具有体积小、精度要求高等特点，所以小套筒类零件内腔轴直径是机械加工过程中经常出现的检测结构。对于该类零件的内腔轴直径，操作者在线检测困难，本文通过典型零件内腔轴直径的检测，论述了一种小套筒零件内腔轴直径检测量具的设计及检测方法。

1 存在的问题

机械加工过程中常出现内腔轴直径的检测，（如图1）零件A，尺寸精度要求较高，结构尺寸较小，内腔轴是系统产品组合定位轴，操作者测量困难，需要用三座标进行检测，存在问题如下。

1.1 首件尺寸加工麻烦

加工零件A首件尺寸时，先加工到接近，再用三座标进行检验，参照检测值，重新装夹加工；这样反复定位装夹、加工、拆卸、检测，直至合格。

1.2 首件尺寸加工时易产生废品

零件A首件加工尺寸须机床精度保证，如果三座标检测不合格，需二次定位、装夹、找正，存在误差，造成尺寸超差，产生废品。

1.3 易产生批次废品

批次加工时，操作者要经常抽检。除了加工过程刀具磨损外，该加工过程属于精加工，受环境温度影响较大，如果抽检不及时，易产生批次废品。

2 检测量具结构设计

2.1 精度较高轴类结构的常用检测方法

操作者检测精度较高零件直径时，先用量块校对零件设计尺寸（见图2），再检测零件的实际尺寸（见图3）。

2.2 检测量具结构设计

轴位于零件A型腔内部且内部空间较小，自制见图4、图5专用检测量具检测该结构。工装主体是底座，为了减轻工装重量，选用铝合金制作。底座前端设计了凸台，可以探入型腔内轴下方。凸台A面与凸台侧面垂直0.02mm，A面用于镶嵌薄量块，相当于平板测量法中的平板；B面用于定位底座型腔端面。工装底座上面开槽，作为千分表夹紧槽，槽宽大于千分表表体宽度0.1～0.2mm，深度小于千分表表体厚度约0.5mm。底座一侧面加工3个螺纹孔，相当于平板测量法中的表架，用于锁紧千分表表体。

2.3 检测量具精度校正

先将瑞士杠杆表表体放入底座千分表体夹紧槽内、尺寸10.5mm测量块规放在底座基准面A上，再调整千分表表头（见图5），使杠杆表头与测量块规接触，压入量约为0.03mm，轻轻拧紧工装侧面的螺钉，锁紧固定千分表表体，最后将千分表表针对准零位。

3 检测量具使用方法

检测量具使用方法如图6、7所示，操作者右手持检测量具底座，将A面（镶嵌块规）沿轴母线轻轻推入，使A面与下母线完全接触，B面与零件A型腔端面接触，垂直于机床主轴推动检测量具底座，千分表指针左右摆动，其最大值即轴的实际尺寸，可依据该最大值确定余量。

4 使用效果

4.1 实现了在线测量

首件加工不需要卸下零件A用三座标检测，避免了二次裝夹误差，实现了一次装夹，利用检测量具在线检测，就可以加工成型。批次加工过程中，在线检测，可以避免刀具磨损、环境温度变化等因素引起的批次废品，满足批产加工需求。

4.2 使用方便

操作者可以直接利用该工装检测，仅用三座标对零件进行抽检即可。

4.3 测量准确

用该工装检测了批次加工的零件A约1600件，合格率为100%。

4.4 推广使用

按照该检测量具的结构，设计制作了另一小套筒类零件的内腔轴检测量具，经三座标检测验证，检测合格率为100%。

参考文献

[1] 黄鹤汀，吴善元.机械制造技术[M].北京：机械工业出版社，2000.

[2] 张玉玺.机械加工基础[M].北京：清华大学出版社，2010.

[3] 申永胜.机械原理教程[M].北京：清华大学出版社，2013.

[4] 杨叔子.机械加工工艺师手册[M].北京：机械工业出版社，2010.

[5] 邱言龙，王兵，刘继福.车工实用技术手册.[M].北京：中国电力出版社，2010.