测量圆弧半径专用检具的设计

袁礼彬

（南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司，江苏常州 213011）

测量圆弧半径专用检具的设计

袁礼彬

（南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司，江苏常州 213011）

介绍了一种圆弧半径尺寸专用检具的设计方案，适用于密接式车钩体钩舌腔半径的工序间快速测量。详细描述了这种专用检测装置的工作原理和结构特征。此检具不仅能满足圆弧半径尺寸准确测量，而且还提高了检测效率，同时对结构相似的零件测量具有较大的研究参考价值。

钩舌腔 圆弧半径 专用检具

密接式车钩体是动车组钩缓系统中的重要构件，其凸锥部钩舌腔形状为半圆弧，内部空间呈半封闭结构。钩舌腔主要用来连接成对车钩，其圆弧尺寸和位置精度对两组车钩之间连挂间隙有着重要影响。图1为中间车钩体端部结构简图（图中只标出部分尺寸），钩舌腔内圆弧圆心O点位置为钩体连接面与钩体中心线相交处，凸锥外圆中心至钩体中心距离为60±0.1 mm，内圆弧半径为R70mm。该尺寸测量比较困难，采用标准检具或专用量规均不能满足工序中对该尺寸快速准确测量的要求，尤其要测量具体数据更是困难。为满足生产和检测要求，根据被测零件的结构和精度，设计了一种应用比较法测量圆弧半径的专用检具，较好地解决了这个难题。

1 检具结构

检具设计最重要的环节是解决工件在检具中定位问题，要尽可能满足以下几个原则：（1）尽可能用同一基准原则;（2）阿贝原则;（3）尺寸链最短原则;（4）经济性原则。复杂构件都有基准面、基准孔和基准外圆，工件定位要尽可能地选这些基准进行定位，以确保检测数据的准确性。

专用检具的结构见图2，通过精巧的结构设计，实现了工件准确的定位。

1.1 检具本体设计

检具本体为专用检具主要构架，结构如图3所示。测座通过内六角螺钉固定在检具测身上，芯轴定位块用内六角螺钉连接于活动测头，固定测头、定位支承及导向座焊接固定在检具测身上。活动测头右端直径为φ20g6轴颈与导向座上φ20H7内孔相配，保证活动测头能左右移动。

检具本体上芯轴定位块上的圆弧槽在设计上有以下特点：（1）检具测身上4个定位支承底平面构成平面B，芯轴定位块圆弧槽中心轴线必须通过这一平面。（2）固定测头和活动测头工作面保证与φ139.5 mm圆柱同时接触，且圆柱轴心线与平面B垂直。圆柱与芯轴定位块圆弧槽之间的中心距为60±0.02 mm。上述特点确保了工件定位后，检具本体芯轴定位块圆弧槽中心与要检测的内圆弧半径R70的中心重合，符合基准重合原则，并保证了工件定位准确。

检具本体设计还要注意以下几点：测座工作平面不但要垂直基准面A，而且必须与平面B垂直;为保证固定测头及活动测头工作表面有足够的耐磨性，须将其表面进行高频淬火;为使检具顺利地装入钩体凸锥部外圆并定位，设计上要保证工件夹紧状态时，活动测头在水平方向与测身上导向座左端面间须留有2 mm间距。

1.2 校准件设计

由于采用相对测量法，故检具测量使用前需要用校准件对百分表进行校零，校准件结构尺寸如图4所示，校准件上R10 mm半圆中心距底面尺寸为70±0.01 mm，采用三坐标测量并保证校准件的误差。

2 检具操作

（1）调基准 将百分表装入测量芯轴，调整百分表加长测头伸出长度后用紧定螺钉锁紧，然后置于校准件上校准百分表零点，该零点须有足够的压表量。

（2）定位与装配 将检具本体按图2所示装入车钩体凸锥圆柱部分，用直角尺校正检具本体圆周方向方位：直角尺短边接触凸锥偏平面部分，长边接触测座工作面，并保证直角尺长短边与上述两者紧密贴合;4个定位支承与车钩连接面要贴紧。然后调整并拧紧锁紧螺钉，使固定测头与活动测头4个面同时与凸锥外圆紧密贴合。

（3）实测 将带百分表的测量芯轴，放入芯轴定位块圆弧槽内，百分表上的加长测头与钩舌腔内圆弧接触，轻轻地摆动测量芯轴，读取百分表的读数，即可取得钩舌腔圆弧半径值。

3 制造要求

检具制造属于单件生产，与一般批量生产零件制造方法有所不同。检具本体由许多零件构成，为保证其尺寸精度和形位公差，必须采用特殊工艺方法和合理加工顺序：（1）定位支承、固定测头与测身焊接成一体，经退火处理后还须进行稳定性处理。（2）4个定位支承与测身焊接成一体后，定位面B在一次装夹中完成精磨;待定位面B精磨后，再精加工固定测头与活动测头4个工作面，最后精加工芯轴定位块上2×φ20mm半圆孔。

4 结语

这套钩舌腔内圆弧半径测量专用检具，原理正确，结构紧凑，使用时方便可靠，检测速度快能准确地测出圆弧的实际尺寸，提高了检测精度和检测速度，较好地满足了工序测量的需要。对于相类似工件尺寸的检测，只要将有关零件作相应的改变后即可制成类似的检具，具有较高推广应用价值。

作者：袁礼彬，男，1966年生，高级工程师，主要研究方向为机械制造工艺、非标设计及数控技术，已发表论文15篇。

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Design of special measuring tool for measuring arc radius

YUAN Libin
（CSR Qishuyan Locomotive＆Rolling Stock Technology Research Institute Co.，Ltd.，Changzhou 213011，CHN）

This paper mainly introduced a design scheme of a special measuring tool for size of the arc radius，which is suitable for fast measurement of the radius of tongue cavity of tightlock coupler.It describes the working principle and structural features of the special detecting device in detail.Practice has proved that the device can not only satisfy the accurate measurement of the size of arc radius，but also improve the detection efficiency.Beyond that，it also has important reference value for the measurement of different components with similar structure.

Tongue Cavity;Arc Radius;Special Measuring Tool

TG839

B

（编辑 李 静）（

2010－06－12）

110733