环型薄壁零件检测约束装置

李志明 李赞 宋慧军 田继伟

摘 要：环型薄壁零件在加工过程中极易产生加工变形，在机床上由于有夹具的定位保护，使得加工者能够检测到零件的加工尺寸，但是零件在走完最后工序后很难把零件复制到加工时的状态，以往在最终检测时都是将定位夹具的定位止口在零件最大实体的基础上再给出相应的公差值，这样零件在检测时由于定位不准确，从而影响到检测的准确度，也影响了产品的合格率。该测量装置实现一次装夹双向夹紧定位检测技术条件和尺寸，消除零件变形误差，提高测量效率和测量精度，提高零件的合格率。

关键词：间隙消除；对点移动；间隙分配；四点位移；双向涨紧

引言

在檢测大型、薄壁零件时，采用专用约束夹具在三坐标设备对该零件进行全方位检测，由于零件给定的定位基准尺寸公差较大，无法控制和消除零件与夹具间的间隙，保证不了零件与测具同轴要求，新测具结构采用四点位移定心装置，该机构装置不受零件尺寸大小变化的影响，由事先确定好的理论为标准定位值，在零件的四个中心点处装上百分表作为调整间隙的依据。可实现测具定位点与中心始终保持同轴关系，达到无间隙的配合定位原理，满足约束夹具在测量零件时的技术要求和使用功能。

1 测具实施过程及结构示意图

1.1 零件的结构特点

环型薄壁零件一般在最终检测时，定位面公差都在0.07mm以内，零件在加工时由于夹紧、受热和振动都会产生加工变形，变形后的零件在检测时很难找到零件的中心，因此测量出的数据，相对的也就不能反映零件加工形状的真实位置。

1.2 方案的实施

以前，通常采用最大实体原则定位零件的圆口，以确定零件的中心，由于零件易变形，定位基准公差较大，用最大实体原则定位方式的缺点是不能完全限制零件，零件和测具之间存在着配合间隙，因此不能准确定位，影响测量零件的尺寸。

为了保证批量大，合格的零件的生产，研究采用了一种新型的定位结构以达到检测要求。新型结构的限制测具是将传统的固定止口定位方式改为随意调整的四点可移动的定心装置，消除了零件和夹具之间的配合间隙，新型结构如（图1）所示。

图1 新型测具结构（二维图）

（1）零件平面A定位采用八段扇形基准块（No.1）支撑定位，基准块定位面的平面度为0.01。（2）为了消除定位外圆φ445.52+0.52mm的公差，解决薄壁零件定位问题，采用一种可推广应用的先进夹紧定位测量装置，将传统的固定止口定位方式改为随意调整的四点可移动的定心装置，消除了零件与测具之间的间隙，测具三维结构如图2所示。

1.3 测具工作原理

工作原理如下：在圆周四处均布的位置，设计有四块限位块（N0.2），在圆周四处均布固定在与圆心距离相同的尺寸位置L（4处L尺寸之差不大于0.005），作为零件定心参考零点（限位块的D表面）。在限位块的相应位置，设计四块导向块，导向块中（No.3）带有键槽，在键槽中设有滑块（No.4），转动螺钉（No.5）通过止动块（No.6）限制螺钉移动，从而带动滑块水平移动。

首先转动横向水平方向的左右两螺钉（No.5），将横向水平方向的左右两块滑块（N0.4）与固定限位块（N0.2）的D表面贴合，使左右两滑块达到距中心理论对称位置L尺寸，这时将左右两侧分布的百分表触头与滑块表面接触，百分表调零，为零件定心参考零点。然后只转动左侧螺钉使左侧的滑块向右顶紧零件，直到零件定位外圆与右侧理论位置的滑块接触，这时读出左侧百分表的变化数值A，数值A表示横向位置零件外圆的实际尺寸与测具理论位置的间隙A，即测出零件外圆与理论尺寸的公差值，再将左侧滑块移回零点位置。同理，通过纵向滑块和限位块的作用，用表分表读出纵向位置的间隙值B，也将滑块移回零点位置。最后分别转动四处螺钉移动四块滑块，移动的位置通过指示表控制，横向水平方向左右滑块移动量分别为间隙A值的一半，即0.5A，纵向垂直方向滑块移动量分别为纵向间隙B值的一半即0.5B，这时圆周四处均布的滑块分别与零件完全贴合，达到定位夹紧、消除零件定位公差的目的。

最后压紧零件，将零件定位约束在检测状态，约束测具完全消除了零件的公差间隙，达到零件中心与定位圆盘中心重合的目的，是一种既科学又实用的测具结构。使零件在约束状态下直径定位达到零误差，可实现测具定位中心与零件中心保持同轴。这样在测量零件时，只要找正基础圆盘就可以达到找正零件中心目的。

2 结束语

薄壁零件易变形，定位圆尺寸公差大，给检测带来困难，用最大实体原则定位，影响测量零件尺寸。采用“四点位移定心”的创新结构，攻破了环形薄壁零件易变形，不易检测的难关。此结构在同行业首创，结构巧妙，科学合理，解决了零件公差造成的定位不准确问题，提高了零件的测量精度，保证了零件质量。新型“四点位移定心”双向定位夹紧机构是薄壁零件检测检测手段的一个提高，对薄壁零件检测质量起到很好的保证作用。此测具结构具有可推广性，广泛用于发动机、民机等环形件定心结构装置，新的技术为科研生产服务起到积极的促进作用。

参考文献

[1]机床夹具零件及部件[M].技术标准出版社.

[2]机械设计手册[M].机械工业出版社.