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        同步器錐孔跳動誤差的分析與補(bǔ)償

        2012-10-20 09:49:48法士特汽車傳動工程研究院劉亞軍
        河南科技 2012年14期
        關(guān)鍵詞:測量

        法士特汽車傳動工程研究院 張 濤 劉亞軍

        同步器錐孔跳動誤差的分析與補(bǔ)償

        法士特汽車傳動工程研究院 張 濤 劉亞軍

        同步器錐孔的跳動公差主要影響變速箱掛檔時的平順性,在實際的生產(chǎn)加工中,由于零件結(jié)構(gòu)的原因,錐孔的跳動通常無法測量或測量誤差過大,導(dǎo)致現(xiàn)場加工缺乏科學(xué)的指導(dǎo)。由于錐孔和直孔長度較短,本文,筆者將零件的跳動公差轉(zhuǎn)化為同心度公差,以此來控制跳動誤差,即將同心度表示為直角坐標(biāo)形式,分別給每個坐標(biāo)乘以“黃金因子”,得到坐標(biāo)補(bǔ)償量,實現(xiàn)對機(jī)床走刀坐標(biāo)的補(bǔ)償,從而達(dá)到提高零件錐孔跳動要求的目的。

        一、同心度與斜向跳動的關(guān)系分析

        已知刀具中心線偏離孔的中心線的距離為e,錐面母線與端面的夾角為θ,根據(jù)GB/T 1182–1996中對斜向圓跳動公差和同軸度的定義,錐面跳動應(yīng)在垂直于錐面的方向測量,距端面距離為s處的錐面跳動和同心度的關(guān)系如圖1所示。

        由圖1可知,同心度Co=2e,倒角錐面相對于底孔的跳動誤差Fr=2e sinθ。則

        該同步器零件的錐面母線與端面的夾角θ=22 °,圖紙要求錐面跳動誤差為0.127 mm,轉(zhuǎn)換為同心度,有

        Co=Fr/ sinθ=0.127 / sin22 °=0.339 mm。

        因此,若該產(chǎn)品錐面同心度小于0.339 mm,即可認(rèn)為錐面的跳動滿足圖紙要求。

        二、試驗方法

        1.可行性驗證。以同步器生產(chǎn)線上加工4300924零件的4臺加工中心作為試驗對象,首先在每臺機(jī)床的給定工位上連續(xù)加工5個零件,并給每個工件上的孔做好編號標(biāo)記,然后利用ZEISS三坐標(biāo)測量儀測量孔的同心度以及孔中心的直角坐標(biāo)誤差值,測量坐標(biāo)系定義為yi(i=1,2,3)軸正方向指向工件幾何中心,xi(i=1,2,3)軸垂直于yi(i=1,2,3)軸,正方向指向右端。同步器(4300924)導(dǎo)向孔的尺寸及測量坐標(biāo)系定義如圖2所示。

        結(jié)合圖2的坐標(biāo)定義關(guān)系,對連續(xù)加工的5個零件進(jìn)行測量,測量結(jié)果見表1。

        表1 坐標(biāo)補(bǔ)償前3孔位置偏差的5次測量結(jié)果

        由表1數(shù)據(jù)可知,1號孔(H1)的同心度的平均值為0.397,3號孔(H3)的同心度的平均值為0.369,均超過了產(chǎn)品設(shè)計圖紙的要求;但在重復(fù)測量n( n≥5)次的前提下,對于同一個孔,其偏差的xi(i=1,2,3)坐標(biāo)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.065,yi(i=1,2,3)坐標(biāo)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.022,標(biāo)準(zhǔn)差值均較小。這充分說明該孔偏差的重復(fù)性較好,受外界環(huán)境的影響較小,其同心度平均值較大的問題可以通過對數(shù)控機(jī)床的走刀坐標(biāo)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒ń鉀Q。

        2.補(bǔ)償量計算。3孔(H1,H2,H3)的直角坐標(biāo)補(bǔ)償量可依據(jù)圖2得到。具體如下。

        對于H1孔,由于x1與與的坐標(biāo)方向均相同,故其補(bǔ)償量計算公式為

        同理,對于H2孔,其補(bǔ)償量計算公式為

        對于H2孔,其補(bǔ)償量計算公式為

        式(2)、(3)、(4)中,ζ為黃金因子,ζ=0.854;θ為錐面母線與端面的夾角,θ=arctan(l2/l2)。

        3.試驗結(jié)果。結(jié)合表1中孔H1和H3的Δx、Δy的平均值,利用上述計算公式分別計算出這2個孔的坐標(biāo)補(bǔ)償量,并修正數(shù)控程序中的走刀坐標(biāo)值,重新進(jìn)行試驗,測量結(jié)果見表2。

        表2 坐標(biāo)補(bǔ)償后三孔位置偏差的5次測量結(jié)果

        由表2可知,1號孔(H1)的同心度的平均值為0.194,3號孔(H3)的同心度的平均值為0.239,均符合零件圖紙的要求,1號孔(H1)的同心度的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.063、2號孔(H2)的同心度的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.035,坐標(biāo)補(bǔ)償?shù)闹貜?fù)性較好,補(bǔ)償結(jié)果穩(wěn)定。

        三、結(jié)論

        本文,筆者以同步器零件作為試驗對象,通過分析同步器錐孔同心度與斜向跳動公差的關(guān)系,得出加工誤差的轉(zhuǎn)換與補(bǔ)償方法,實現(xiàn)了錐孔跳動的誤差補(bǔ)償,解決了測量斜向跳動公差的難題,對于實際問題具有一定的指導(dǎo)作用。

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