柱塞套零件内孔台阶垂直度的气动测量

　　柱塞套零件如图 1 所示，该零件属于汽车动力系统中的精密零件，所以零件的制造精度要求较高，针对零件的检测要求则更高。零件在本道工序下的检测参数是内孔φ8．220－ 0． 07mm 与φ11． 3^{+ 0． 10}= 0． 03mm 过渡处的台阶面相对于基准 A的垂直度 0． 01 mm 的误差值，即，基准 A 为内孔φ10． 9^{+ 0． 02}0mm 的中心轴线。

　　1 测量分析

　　柱塞套零件内孔台阶垂直度误差的检测属于面对线的垂直度公差带测量，零件被检测参数所处部位孔径尺寸φ8． 220－ 0． 07mm 较小，特别是基准 A 的内孔尺寸为φ10． 9+ 0． 020mm，其孔径尺寸较小，而且基准孔本身制造精度较高。由于件结构特点的限制，本工序垂直度误差的检测主要有两个难点问题: 一是，测量处内孔尺寸小，台阶面垂直度的有效测量宽度尺寸小，为( 18． 22 －11． 3) /2 =3． 46 mm，在这样小的尺寸范围内设计布局测量头系统非常困难; 第二是，测量基准 A 的内孔以及被检测参数处的制造精度高，容易由于测量接触而引起划伤工件，或在工件已加工面上留有压痕点等情况。

　　根据以上分析，考虑采用非接触式的气动测量方法以克服上述接触式测量对精密而且小尺寸零件的影响，气动测量作为一种非接触式测量手段显示了另一方面的优越性，目前已得到了一些应用，但是针对不同结构特点、不同检测参数的零件其测量头系统的设计以及加工制造较为复杂。

　　2 检具结构

　　根据检测零件的结构特点与要求，柱塞套零件内孔台阶垂直度误差测量检具结构如图 2 所示。

　　检具部分主要由测量体 4 构成，即为气动测量的主体部分，主要由定位和测量两部分组成。测量中使用气电转换器将气动变送器输出的气压信号转换成直流信号，再送到调节器、记录仪表、电子仪表、计算机等; 通过电子显示器或计算机直接获得测量数据及分析结果。测量体 4 的上端部设置了尼龙导向头 6，可以有效的保护安放和卸下工件时，工件不与坚硬的测量体相碰［3］。

　　2． 1 测量体设计

　　测量体的结构设计主要针对被检测的的结构特点进行，采用 GCr15 材料，热处理硬度 HRC60 ～ 65，同时进行稳定性处理，重点是测量体的相关参数确定。气动测量属于一种非接触式测量，检具的测量点与测量基准点都采用气动喷嘴的接触形式，图 2 检具结构图中，检具针对零件的测量基准A 处设计了两个截面的定位基准，作为测量台阶面垂直度误差的基准，台阶面测量点处设计了两个气动喷嘴测量点。为了避免测量与定位两组气路相互干涉及保证测量精度，测量点和测量基准点分别设计不同的气动回路，采用两组独立的气电转换器，由计算机软件进行分别设置。