高精度大尺寸机件的中心距测量检具设计

　　某汽车发动机缸体零件上,两个深10mm、直径Φ8U7(-0.022~0.037)mm的孔,其中心距尺寸为653.5±0.05mm。由于该中心距基本尺寸大、精度高,对于批量零件,使用常规的测量工具很难进行检测,所以需要采用专用检具进行高精度大尺寸的中心距测量。

　　1测量方法分析

　　测量两个孔的中心距时,以其中一个孔为基准,测量另一个孔相对于该孔的尺寸误差,即可表示两孔中心距的误差;由于孔径尺寸58U7(-0.022~-0.037)mm,其孔本身存在误差,所以首先要考虑消除孔径自身的误差对测量中心距误差的影响,采用棱形弹性定位头消间隙的方法消除孔自身误差对测量中心距误差的影响;根据中心距尺寸653.5±0.05mm的公差精度等级,可以采用机械千分表(量程0~1mm)显示测量误差的数据。

　　2检具结构分析

　　检具结构如图1所示:

　　根据被测中心距尺寸,检具长度尺寸较大,为减轻检具的重量,本体4采用LY11(硬铝)材质,同时其两侧开设了减轻槽;由于检具较长,为消除其变形对测量的影响,在检具本体中间安装了一个垫块,比两侧孔的定位垫块面高(0.01~0.02)mm不与工件接触,避免影响测量精度。

　　2.1定位头结构设计

　　固定定位头安装在左侧,结构分别如图2,活动定位头安装在右侧,结构如图3所示:

　　固定定位头材质采用65Mn,固定安装在检具本体的左端,进行一个孔的定位,其孔径Φ8U7(-0.022~-0.037)mm的最小尺寸是57.963mm,固定定位头定位工作尺寸设置为57.963(-0.03~-0.05)mm保证顺利进入孔中定位,定位头采用棱形弹性定位头消间隙,弹性开槽结构尺寸如图2中的A向视图所示,根据孔径的最大尺寸,棱形弹性部位开槽前尺寸设置为58.15±0.005mm,注意定位头的安装方向,开槽的棱形弹性部位应垂直于两孔中心线的方向,在中心距方向没有弹性影响,采用这种结构可以消除孔本身误差对测量中心距的影响。

　　活动定位头的结构与固定定位头结构类似,活动定位头与滑动座由螺钉固定连接在一起,可以在中心距方向的一定距离内移动,其端部尺寸548mm与机械千分表的测头接触,将中心距的误差读数反映在表上。

　　2.2 2导滑结构设计

　　固定活动定位头的滑动座如图4所示。

　　滑动座与活动定位头的固定安装,保证两者无相对位移,为提高其强度和耐磨性采用GCr15的材质,热处理HRC60-64,为减小摩擦对测量的影响,两侧的V形槽采用S54 mm、GCr15的钢球进行滚动配合,并要求V形槽加工后保证0.005mm的平行度及对称度,与其配合固定的导轨如图5所示。

　　导规通过钢球分别与导滑座的两侧进行配合,一侧的导轨用圆柱销定位固定,另一侧导轨用螺钉和螺母进行活动定位头的滑动配合松紧度的调整。使连接牢固可靠,运动件运动灵活。