南陽東佳機(jī)械有限公司 (河南 473000) 蔡翠平

我公司是生產(chǎn)汽車輪轂軸管的專業(yè)廠家，占很大市場份額。輪轂軸管主要用于各類載重車的沖壓焊接橋殼及工程機(jī)械驅(qū)動橋兩端的輪邊支承，它焊在橋殼兩端;半軸從中間穿過，在汽車的行駛過程中，不僅要承受整個(gè)車身及車載貨物的重量，同時(shí)，由于路況的變化，還要承受多種復(fù)雜的交變應(yīng)力的作用，因此，該零件是載重汽車上的一類安全零部件，其質(zhì)量好壞，對保證車輛的行駛安全非常關(guān)鍵。

筆者從事多年的輪轂軸管機(jī)加工藝、工裝設(shè)計(jì)，在實(shí)踐中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，不斷對其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要從以下4個(gè)方面談?wù)勢S管量具設(shè)計(jì)的改進(jìn)。

1.圓周12個(gè)螺紋孔位置度測量方法的改進(jìn)

如圖1所示的軸管精加工圖，要求檢測12個(gè)M16×1.5-6H螺紋孔的位置度，其相對基準(zhǔn)K、H要求在φ0.2 mm以內(nèi)。在小批量試制時(shí)，首件產(chǎn)品采用的檢測方法是用三坐標(biāo)儀檢測，檢測合格后進(jìn)行小批量生產(chǎn)，此時(shí)采用的檢測方法是測量相鄰兩孔之間間距，即弦長相差是否在要求的范圍內(nèi)。我公司無三坐標(biāo)儀，需委外，檢測費(fèi)用較高而且檢測時(shí)間長;采用測量弦長的方法雖然費(fèi)用較低但時(shí)間長，兩種方法都不適合批量生產(chǎn)，無法滿足客戶的需求。通過查閱技術(shù)資料，學(xué)習(xí)位置度量規(guī)的設(shè)計(jì)方法，借鑒位置度量規(guī)的設(shè)計(jì)思路，結(jié)合本產(chǎn)品的技術(shù)要求，不斷地摸索，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了位置度量規(guī)，如圖2所示。

圖1

圖2

位置度量規(guī)檢具加工制造最關(guān)鍵的地方是:①模板1所指的基準(zhǔn)A內(nèi)孔d1與12個(gè)孔尺寸d2的位置度要求保證≤0.02 mm，模板的上平面、下平面對基準(zhǔn)A的垂直度要求保證≤0.02 mm。②導(dǎo)套2的內(nèi)孔與外圓的同軸度要求保證≤0.01 mm。模板和導(dǎo)套加工制造只要能滿足形位公差和尺寸公差的要求，該檢具就能準(zhǔn)確地檢測產(chǎn)品的位置度合格與否。

該檢具的使用方法為:兩手握住檢具的兩個(gè)手柄，扳動檢具，將檢具套在輪轂軸管上，檢具中的d1尺寸與軸管中的d1尺寸緊配合，檢具中B平面緊靠軸管中基準(zhǔn)K平面，將檢具裝好。

該檢具的檢驗(yàn)原理是:將12個(gè)量柱依次旋入軸管的12個(gè)螺紋孔，如果量柱均能旋入螺紋孔內(nèi)，說明軸管的12個(gè)螺紋孔的位置度合格，否則則不合格。

這套檢測位置度的檢具投入使用后，軸管位置度的檢測由專用量具代替了萬能量具和三坐標(biāo)儀檢測，減少了檢驗(yàn)員和操作者的檢測時(shí)間及勞動強(qiáng)度，降低了檢測成本，提高了勞動效率，受到操作者及檢驗(yàn)員的好評。同時(shí)有效可靠地保證了軸管的產(chǎn)品質(zhì)量，使軸管裝配到車橋上，避免了螺栓因位置度超差裝不上的問題，避免了顧客抱怨，減少了我公司的廢品損失，為公司贏得了聲譽(yù)。

2.大端止口深度樣板的改進(jìn)

如圖3所示，對軸管的檢測中須對大端止口深度尺寸H進(jìn)行檢測，因深度尺寸標(biāo)注的是大端面到R圓心的距離，不能用萬能量具深度尺進(jìn)行檢測，必須設(shè)計(jì)專用量具。

圖3

原設(shè)計(jì)樣板的形狀是T形，如圖4所示。檢測原理是:將樣板X端緊靠如圖3所示軸管大端面和止口直面，觀察樣板X端R面是否拉縫;再將樣板D端緊靠軸管止口直面和R面，觀察軸管大端面是否拉縫，如果均拉縫則合格。反之，則產(chǎn)品不合格。由于軸管大端面平面寬度只有1 mm，樣板X端靠緊軸管大端面和止口直面，不易放平而且軸管止口R處在內(nèi)孔，觀察拉縫與否，不好觀察;在用樣板D端檢測時(shí)大端面拉縫與否好觀察，但是觀察樣板D端是否緊靠軸管止口直面和R面，不易操作。故操作者和檢驗(yàn)員多次反映樣板不好用。

為了解決此難題，借鑒光滑塞規(guī)檢驗(yàn)產(chǎn)品合格與否的原理 (即通規(guī)通，止規(guī)止產(chǎn)品合格，反之則不合格)設(shè)計(jì)如圖5所示的樣板。檢測原理是:樣板的X端相當(dāng)于光滑塞規(guī)的通規(guī)，樣板的D端相當(dāng)于光滑塞規(guī)的止規(guī)，即X端通過、D端止住，則該尺寸合格，反之則該尺寸不合格。檢驗(yàn)方法是:將樣板帶測量的一面放在軸管的大端面上，滑動X端到軸管止口R處，若能靠到止口直面上，再滑動D端到軸管止口R處，若不能靠到止口直面及R處，則該件產(chǎn)品深度尺寸H合格。反之，則產(chǎn)品深度尺寸H不合格。用此樣板檢驗(yàn)產(chǎn)品，不僅提高了檢驗(yàn)準(zhǔn)確性，而且提高了檢驗(yàn)效率，有效地保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

圖4

圖5 改進(jìn)后的深度樣板

3.法蘭厚度樣板的改進(jìn)

如圖3所示，對軸管的檢測中須對大端厚度尺寸L1進(jìn)行檢測，因厚度尺寸L1標(biāo)注的是法蘭左端面到大端20°斜面的r圓弧起點(diǎn)的距離，不能用萬能量具進(jìn)行檢測，必須設(shè)計(jì)專用量具。

如圖6所示是按傳統(tǒng)的量具設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)的樣板。檢測原理是:樣板的上平面緊靠軸管法蘭左端面，觀察樣板20°斜面的尖點(diǎn)落點(diǎn)位置，如果D端尖點(diǎn)落在軸管r圓弧起點(diǎn)的下端，X端尖點(diǎn)落在軸管r圓弧起點(diǎn)的上端，則測量的產(chǎn)品合格。否則，則不合格。由于軸管r圓弧起點(diǎn)到端面的距離只有3 mm，測量時(shí)不宜放平;而且樣板D端、X端尖點(diǎn)落在軸管r圓弧起點(diǎn)的位置，不好觀察，因此不能準(zhǔn)確判斷產(chǎn)品尺寸合格與否。

圖6

在實(shí)踐中不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過尺寸轉(zhuǎn)換，將原來的測量法蘭左端面到大端20°斜面的r圓弧起點(diǎn)的距離L1改為測量法蘭左端面到大端20°斜面尖點(diǎn)的距離L2，按照此思路，設(shè)計(jì)如圖7所示的樣板。檢測原理是:樣板的上平面緊靠軸管法蘭左端面，觀察測量面A面、B面是否拉縫，如果D端測量面B面拉縫，X端測量面A面拉縫，則測量的產(chǎn)品尺寸合格。否則，產(chǎn)品尺寸不合格。

圖7 改進(jìn)后的厚度樣板

經(jīng)過轉(zhuǎn)換后，測量產(chǎn)品法蘭厚度尺寸是否合格非常易于判定。改變了傳統(tǒng)量具的D端尺寸和X端尺寸測量工件時(shí)位置不固定而造成測量誤差的弊端。

4.測量軸管外徑尺寸的單頭雙極限卡規(guī)的改進(jìn)

軸用極限量規(guī)有以下幾種形式，每種形式測量的范圍不同。①圓柱環(huán)規(guī):測量范圍1～100 mm。②雙頭組合卡規(guī):測量范圍1～3 mm。③單頭雙極限組合卡規(guī):測量范圍1～3 mm。④雙頭卡規(guī):測量范圍3～10 mm。⑤單頭雙極限卡規(guī):有3種標(biāo)準(zhǔn)形式，測量范圍分別是1～30 mm、80～120 mm、120～260 mm。不同的產(chǎn)品根據(jù)各自的產(chǎn)品特性可以選用不同形式的量規(guī)。

我公司生產(chǎn)的輪轂軸管根據(jù)該產(chǎn)品特點(diǎn)，結(jié)合以往的設(shè)計(jì)和使用經(jīng)驗(yàn)，大都選用第5種類型即單頭雙極限卡規(guī)。

輪轂軸管是軸類產(chǎn)品，根據(jù)車的用途即客車、貨車、工程用車等，以及承載的重量等等方面設(shè)計(jì)幾百種型號的軸管。每種軸管根據(jù)裝配的要求一般有7個(gè)外徑，檢測時(shí)如果用萬能量具游標(biāo)卡尺檢驗(yàn)，根據(jù)測量范圍的不同，需要不同的卡尺，由于軸管產(chǎn)量大，年產(chǎn)90萬～120萬件，卡尺使用頻次高，磨損較快，檢測效率低。為減少測量時(shí)間，提高工作效率及準(zhǔn)確性，防止由于讀錯卡尺數(shù)值造成顧客抱怨，設(shè)計(jì)了如圖8所示的光滑卡規(guī)。其中DT是通端尺寸，DZ是止端尺寸。檢測原理是:測量時(shí)通端通，止端止。如果通端不過，說明外圓尺寸大，需返修;如果止端通過，說明外圓尺寸小，須隔離進(jìn)行不合格品審理。

圖8

在生產(chǎn)實(shí)踐中，由于軸管品種較多，外圓尺寸較多，設(shè)計(jì)的光滑卡規(guī)很多，不便于管理。為了節(jié)能降耗，提高勞動效率，公司要求對工藝、工裝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。筆者接到對測量外圓尺寸的量具光滑卡規(guī)進(jìn)行改進(jìn)的設(shè)計(jì)任務(wù)后，查閱了大量技術(shù)資料，采納操作工人和檢驗(yàn)員的合理化建議，設(shè)計(jì)出了如圖9所示的多功能光滑卡規(guī)。檢測原理和如圖8所示的單頭雙極限卡規(guī)一樣。

圖9 改進(jìn)后的多功能光滑卡規(guī)

采用多功能專用外圓卡規(guī)測量，由于它改變了傳統(tǒng)一卡規(guī)測量一尺寸的形式，而是一卡規(guī)測量2～3個(gè)尺寸，節(jié)省了制造卡規(guī)的原材料，同時(shí)利用率提高了2～3倍。采用此方式測量方便快捷，準(zhǔn)確率達(dá)100%，故提高了勞動效率及工作質(zhì)量。

5.結(jié)語

圓周12個(gè)螺紋孔的位置度測量用位置度量規(guī)、大端止口深度樣板、法蘭厚度樣板和測量軸管外徑尺寸的多功能單頭雙極限卡規(guī)，以上4種量具自投入現(xiàn)場使用已近3年，使用狀態(tài)良好，勞動強(qiáng)度低，加工零件加工精度高，且平時(shí)僅需定期校對、簡單保養(yǎng)，維護(hù)簡單，很好地保證了零件的生產(chǎn)制造。