宋德仁，石寶樞

(1.沈陽市化學(xué)工業(yè)學(xué)校，沈陽 110122；2.浙江眾達傳動股份有限公司，浙江 金華 321025)

1 問題的提出

滾動軸承中的外球面套圈，球籠式等速萬向節(jié)的星形套和球籠式保持架，雙偏置式等速萬向節(jié)的星形套和偏心保持架，三球銷式等速萬向節(jié)的球環(huán)等關(guān)鍵零件均為外球面結(jié)構(gòu)。外球面直徑的尺寸、精度及輪廓度是這類零件極為重要的質(zhì)量指標(biāo)，其精確測量是此類零件質(zhì)量控制的關(guān)鍵。

目前主要采用外徑千分尺對該尺寸進行測量,雖然比較簡捷，但存在如下不足：

(1)測量外球面時，千分尺的2個測頭為平面，與被測零件的外球面僅為2點接觸，千分尺示值顯示的尺寸即為這2點間的距離，對于整個被測零件外球面直徑不具一般性；

(2)外徑千分尺測頭與被測零件外球面所接觸的2點未必通過該球面的中心，測量誤差較大；

(3)隨機性大，重復(fù)性誤差亦較大；

(4)無法檢測上述類型被測零件外球面的輪廓度；

(5)局限性大，無法測量如7溝道星形套、7窗孔保持架等非對稱外球面零件；

(6)每次測量時均需要進行調(diào)整，人為因素影響大，測量效率低，不適合生產(chǎn)現(xiàn)場大批量產(chǎn)品的在線檢測。

2 測量儀結(jié)構(gòu)

針對外徑千分尺存在的不足和缺陷，設(shè)計了軸承外球面直徑及輪廓度測量儀。測量儀的結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由底座、定位球窩、導(dǎo)柱、滑套、調(diào)節(jié)螺母、三角旋鈕、表支架、配合螺母、千分表及其鎖緊螺栓組成。其中，為擴大測量儀的使用范圍，設(shè)計了3個不同規(guī)格的球窩，可同時檢測3個不同規(guī)格的工件。

1—底座;2—定位球窩Ⅰ;3—螺釘Ⅰ;4—旋鈕Ⅰ;5—千分表;6—表支架;7—旋鈕Ⅱ;8—導(dǎo)柱;9—滑套;10—旋鈕Ⅲ;11—調(diào)節(jié)螺母;12—螺釘Ⅱ;13—彈簧墊圈;14—定位球窩Ⅱ;15—定位球窩Ⅲ

測量儀底座為平板式結(jié)構(gòu)；3個定位球窩的內(nèi)球面直徑分別與被測件的外球面直徑相吻合(公稱尺寸等于被測件外球面的直徑)并由螺釘固定在底座上；表支架通過滑套安裝在帶有螺旋結(jié)構(gòu)的導(dǎo)柱上，并可通過螺母上下調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)完成后由旋鈕Ⅱ和旋鈕Ⅲ固定；千分表則安裝在表支架的一端，由旋鈕Ⅰ調(diào)節(jié)。

3 測量原理

由于定位球窩的內(nèi)球面直徑與被測零件外球面直徑的公稱值相等(考慮到兩者是微小的間隙配合,其配合間隙等誤差可忽略不計)，在測量時，千分表的測頭與被測零件外球面任一測量點均為點接觸，被測零件只能繞固定的球窩(與被測零件同心)旋轉(zhuǎn)，顯然不論被測零件如何旋轉(zhuǎn)，千分表顯示的外球面直徑示值均直接反映了被測零件外球面的真值。

4 使用方法

首先，將已鑒定帶外球面零件的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)件置于對應(yīng)的定位球窩上；然后，調(diào)節(jié)表支架在導(dǎo)柱上的位置，并由調(diào)節(jié)螺母、旋鈕Ⅱ和旋鈕Ⅲ固定，再將千分表的測頭對準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)件，使千分表刻度指向“零”，由旋鈕Ⅰ固定后取出標(biāo)準(zhǔn)件；最后，將被測零部件在定位球窩上任意轉(zhuǎn)動，即可準(zhǔn)確、快捷地測量出被測零件任意位置的外球面直徑和整個零件的輪廓度。

5 結(jié)束語

經(jīng)過實際使用證明，新設(shè)計的軸承外球面直徑及輪廓度檢測儀結(jié)構(gòu)新穎，使用方便快捷，測量準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠，測量精度為±0.003 mm，測量重復(fù)精度為0.001 mm，可廣泛應(yīng)用于所有帶有外球面的軸承等類似零件的外球面尺寸及輪廓度的計量室鑒定、測量以及車間現(xiàn)場批量產(chǎn)品的在線檢驗。