奇数齿外圆直接的检测方法

苏 伟，颜 娟，王少斌

(自贡硬质合金有限责任公司，四川 自贡 643000)

1 引言

新生产型号齿轮(见图1)的外圆有9个齿，外圆半径要求R55.5 mm+(0～0.5)mm，其直径无法通过千分尺或游标卡尺直接测量，而作为后序加工的基准，批量产品需要控制外圆加工尺寸一致性0.05 mm以内。该尺寸较大，使用投影仪等设备进行采点检测误差也比较大，且检测效率无法满足批量产品加工，而使用环规进行比对检测亦无法控制尺寸一致性，造成后序加工困难，因此有必要设计制作使用方便、检测效率高的专用检具。

2 原理分析

在测量时，检具的两个测量面分别与被检测工件的两相邻齿的齿顶接触,而另一测量面则与这两个齿所对的另一齿齿顶接触(见图2)。

图1 产品示意图

v型块的两测量面互成α角,且当检具两个测量面与产品接触点为切点T时，α=180°-360°/Z时，另外指示表表杆测量面的移动方向位于二角的平分线上,测量示值：

(1)

式中：R——被测件外圆半径；

图2 检测原理图

由公式(1)可得被测件直径D的计算公式：

(2)

因此，若已知一件标准样件的外圆直径为D1，当其它不同被测零件在该检具上测量外径D2时，外圆直径尺寸的变化量△D=D2-D1，指示表表杆测量面移动量△H=H2-H1，△D与△H存在下列关系(见图3):

图3 △D与△H的关系

则D2=D1+k×△H

(4)

3 检测实例

3.1 k值计算

基于测量原理，v型块两测量面之间的夹角α与被测工件的齿数Z有如下关系：

(注：对于齿数不同的工件,必须用不同a角的检具进行检测)

不同齿数(即不同α角)时，k值见表1所示。

表1 不同齿数的K值

所检测产品为9齿，k值为0.969

3.2 制作V型块检具

(注：本实例V型检具为利用现场生产的废品制作，常规制作方式可参考V型块制作。)

3.3 制作标准样件，刻字标识

采用钢件车削、热处理后，按照工艺磨削标准圆柱样件，使用微米千分尺测量准确，并刻字做好尺寸标识。

3.4 标准件校零

以标准圆柱样件的直径D1校对指示表零位(实例中样件D1=110 mm)：

3.5 读出△H值

然后换上被测工件, 读出指示表差值△H(实例中△H=0.46 mm)

3.6 计算被检测件外径值

根据指示表差值△H，得出被测件外径为

D2=110+0.969×0.46≈110.45 mm

(由于系数K值0.969几乎接近于1，现场实际操作可按1计算)

4 实例验证

4.1 使用该套检具测量标准样件直径D1，校对指示表零位(标准样件通过外径千分尺测量为D1=Φ110mm)；

4.2 使用该套检具测量另一样件直径D2，指示表显示差值△H=0.22mm，

即D2=Φ110+0.969*0.22=Φ110.21mm

4.3 使用千分尺测量另一样件直径D2为Φ110.22mm，与该套检具测量差值0.01mm，判断与检具显示精度或检具制作精度有关。

5 结语

对于该检具所使用V型块，可以使用圆柱件进行加工，减少方形件制造难度，线切割工序应使用多次切割保证夹角精度，而所使用的样件产品，也须控制好产品外径圆柱度，减少测量误差。通过该检具的设计使用，可将检测方法推广至其他类型尺寸检测，而且非常规检具也可通过自制完成。