謝小輝

（贛州群星機(jī)械有限公司，江西 贛州 341000）

汽車同步器齒轂滑塊槽相對(duì)于左右兩側(cè)的外花鍵齒有對(duì)稱度要求，在實(shí)際生產(chǎn)中，齒轂滑塊槽對(duì)稱度的檢測(cè)一直是一個(gè)難點(diǎn)?，F(xiàn)有手段一般采用游標(biāo)卡尺或三坐標(biāo)檢測(cè)，但用游標(biāo)卡尺檢測(cè)時(shí)，由于兩側(cè)花鍵齒面是漸開線，無(wú)法準(zhǔn)確取點(diǎn)測(cè)量，并且由于實(shí)際加工后的滑塊槽寬度不一，無(wú)法消除滑塊槽寬度變動(dòng)帶來(lái)的誤差，結(jié)果誤差較大，不能滿足生產(chǎn)要求。用三坐標(biāo)檢測(cè)則效率低，有時(shí)檢測(cè)的數(shù)據(jù)重復(fù)性差，且不能由操作工在生產(chǎn)線上使用，不太適合批量生產(chǎn)[1-2]。因此，如何設(shè)計(jì)一種能快速有效測(cè)量汽車同步器齒轂滑塊槽對(duì)稱度的精確測(cè)量裝置，是行業(yè)內(nèi)亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

1 齒轂對(duì)稱度要求及測(cè)量方法

我公司生產(chǎn)的某型號(hào)同步器齒轂，要求寬度為 5.7 mm±0.05 mm的滑塊槽相對(duì)于兩側(cè)漸開線花鍵齒的對(duì)稱度為0.1 mm，如圖1所示。

圖1 汽車同步器齒轂滑塊槽對(duì)稱度要求

對(duì)稱度實(shí)際值可以按如下測(cè)量方法，如圖 2所示。數(shù)值a、b分別為滑塊槽兩側(cè)面與左右兩齒面之間的距離。為了更容易理解，可以簡(jiǎn)化為對(duì)稱度實(shí)際值t=|a-b|/2，即a與b差值的絕對(duì)值的一半。由于兩側(cè)花鍵齒面是漸開線，如何準(zhǔn)確測(cè)量出a、b的實(shí)際值，成為準(zhǔn)確測(cè)量對(duì)稱度值的關(guān)鍵。

圖2 對(duì)稱度測(cè)量方法示意圖

2 檢具設(shè)計(jì)原理

如圖 3所示，由于齒轂滑塊槽寬度僅為5.7 mm，為了增加定位塊的強(qiáng)度，“凹”形定位塊和“凸”形定位塊設(shè)計(jì)成相互交錯(cuò)的結(jié)構(gòu)。為實(shí)現(xiàn)對(duì)齒轂滑塊槽左右面的精確定位，其中“凹”形定位塊固定安裝在底板上，其左側(cè)面與滑塊槽的左側(cè)面緊密貼合；“凸”形定位塊可以左右滑動(dòng)，以消除滑塊槽的寬度不一帶來(lái)的誤差，其右側(cè)面則與滑塊槽的右側(cè)面緊密貼合[3]。

圖3 對(duì)稱度檢具設(shè)計(jì)原理示意圖

圓柱測(cè)量頭可以在水平橫向和垂直縱向兩個(gè)方向滑動(dòng)，以消除因同步器齒轂外花鍵齒厚大小不一致引起的測(cè)量誤差，并且通過(guò)彈簧的作用使前端的圓柱頭可靠地緊壓在同步器齒轂的齒槽中。圓柱測(cè)量頭的位移通過(guò)固定安裝在底板上的千分表顯示出來(lái)，即為數(shù)值a；然后將同步器齒轂反面放置，重復(fù)以上步驟，讀出反面放置時(shí)的千分表顯示的數(shù)值b，從而測(cè)量出對(duì)稱度值t=|a-b|/2[4-5]。

3 檢具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

設(shè)置有四個(gè)腳墊 17的底板 1上面固定安裝有“凹”形定位塊13、橫向進(jìn)給絲杠16和橫向直線導(dǎo)軌3。橫向進(jìn)給絲杠16的滑臺(tái)上裝有“凸”形定位塊14，由于齒轂滑塊槽寬度僅為5.7 mm，為了增加定位塊的強(qiáng)度，“凹”形定位塊13和“凸”形定位塊14設(shè)計(jì)成相互交錯(cuò)的結(jié)構(gòu)，用于定位齒轂滑塊槽的左右面。橫向直線導(dǎo)軌 3兩端設(shè)置有橫導(dǎo)軌擋板2，橫導(dǎo)軌擋板2安裝在底板1上，以防止導(dǎo)軌3的滑塊脫軌。橫向直線導(dǎo)軌3的滑塊上面安裝有導(dǎo)軌連接板4，導(dǎo)軌連接板4上安裝有縱向直線導(dǎo)軌15，縱向直線導(dǎo)軌15前端設(shè)置有縱導(dǎo)軌擋板 12，后端設(shè)置有彈簧支承柱 6，彈簧支承柱6安裝在彈簧擋板5上，縱導(dǎo)軌擋板12、彈簧擋板5和縱向直線導(dǎo)軌15均安裝在導(dǎo)軌連接板4上。彈簧支承柱6上放置有彈簧7。縱向直線導(dǎo)軌15的滑塊上面安裝有圓柱測(cè)量頭11。導(dǎo)軌連接板 4左側(cè)面安裝有檢測(cè)塊 8，檢測(cè)塊 8與千分表10測(cè)頭相接觸，千分表10固定在表支座9上，表支座9安裝在底板1上。安裝在縱向直線導(dǎo)軌15滑塊上的圓柱測(cè)量頭11通過(guò)縱向直線導(dǎo)軌15的滑塊可以在縱向滑動(dòng)，并通過(guò)彈簧 7作用力使圓柱測(cè)量頭11緊壓在同步器齒轂外花鍵齒槽上。由于縱向直線導(dǎo)軌15通過(guò)導(dǎo)軌連接板4安裝在橫向直線導(dǎo)軌3的滑塊上，通過(guò)橫向直線導(dǎo)軌3滑塊的橫向滑動(dòng)，還可以帶動(dòng)圓柱測(cè)量頭11橫向滑動(dòng)。這樣，圓柱測(cè)量頭11即可實(shí)現(xiàn)在橫向、縱向兩個(gè)方向滑動(dòng)，消除了因同步器齒轂外花鍵齒厚大小不一引起的測(cè)量誤差。相互交錯(cuò)的“凹”形定位塊和“凸”形定位塊可以實(shí)現(xiàn)對(duì)齒轂滑塊槽的精確定位，安裝在橫向進(jìn)給絲杠滑臺(tái)上的“凸”形定位塊通過(guò)滑臺(tái)的滑動(dòng)可以消除齒轂滑塊槽寬大小引起的誤差。檢具結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 檢具結(jié)構(gòu)示意圖

4 使用方式

如圖5所示，將同步器齒轂放置在底板1上，用手推動(dòng)同步器齒轂并使同步器齒轂的滑塊槽對(duì)準(zhǔn)并卡入相互交錯(cuò)的“凹”形定位塊13和“凸”形定位塊14中，通過(guò)旋轉(zhuǎn)橫向進(jìn)給絲杠16的旋鈕使“凸”形定位塊14向右滑動(dòng)拉緊，直至“凹”形定位塊13和“凸”形定位塊14分別與齒轂滑塊槽的左右兩側(cè)面完全貼合，實(shí)現(xiàn)對(duì)同步器齒轂滑塊槽的精確定位。同時(shí)，圓柱測(cè)量頭11通過(guò)橫向直線導(dǎo)軌3和縱向直線導(dǎo)軌15實(shí)現(xiàn)橫向、縱向兩個(gè)方向滑動(dòng)，并通過(guò)彈簧 7的作用使圓柱測(cè)量頭11可靠緊壓在同步器齒轂的齒槽中，然后讀出千分表10的讀數(shù)a，即反映出同步器齒轂外花鍵一側(cè)的齒槽至滑塊槽的距離。

圖5 使用方式示意圖

然后，將同步器齒轂反面放置在底板 1上，使同步器齒轂的同一滑塊槽對(duì)準(zhǔn)并卡入“凹”形定位塊 13和“凸”形定位塊14中，重復(fù)以上步驟，讀出千分表10的讀數(shù)b，即反映出同步器齒轂外花鍵另一側(cè)的齒槽至滑塊槽的距離。數(shù)值a與b差值的絕對(duì)值的一半即為該滑塊槽對(duì)外花鍵齒的對(duì)稱度實(shí)際值t值。

5 檢測(cè)方法的對(duì)比及結(jié)果驗(yàn)證

如圖 6所示，用游標(biāo)卡尺檢測(cè)時(shí)，游標(biāo)卡尺的測(cè)量爪在同步器齒轂外花鍵齒面需跨2齒取點(diǎn)，測(cè)量爪才能與滑塊槽側(cè)面貼合，但是這樣取點(diǎn)基準(zhǔn)與圖紙標(biāo)注的對(duì)稱度檢測(cè)基準(zhǔn)不一致，并且由于兩側(cè)花鍵齒面是漸開線，無(wú)法準(zhǔn)確取點(diǎn)測(cè)量，與檢測(cè)人員的檢測(cè)手法有很大關(guān)系，測(cè)量出的結(jié)果誤差也較大。由于受限于游標(biāo)卡尺的測(cè)量精度，該方法的測(cè)量精度只能達(dá)到0.02 mm。

圖6 游標(biāo)卡尺檢測(cè)

如圖 7所示，用三坐標(biāo)檢測(cè)時(shí)，外花鍵齒面的基準(zhǔn)是在跨 1齒的量棒上進(jìn)行取點(diǎn)，與圖紙標(biāo)注的對(duì)稱度檢測(cè)基準(zhǔn)一致，三坐標(biāo)的測(cè)量精度能達(dá)到0.001 mm。但在實(shí)際測(cè)量時(shí)，如果在齒轂滑塊槽表面取點(diǎn)不夠多或由于表面粗糙度較差時(shí)，則檢測(cè)的數(shù)據(jù)重復(fù)性較差，而且生產(chǎn)時(shí)無(wú)法在線使用。

圖7 三坐標(biāo)檢測(cè)

如圖 8所示，用齒轂滑塊槽對(duì)稱度檢測(cè)裝置檢測(cè)時(shí)，外花鍵齒面的基準(zhǔn)取點(diǎn)跨 1齒，與圖紙標(biāo)注的對(duì)稱度檢測(cè)基準(zhǔn)一致，檢測(cè)評(píng)價(jià)方法與齒轂對(duì)稱度的技術(shù)要求相同。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，測(cè)量結(jié)果與三坐標(biāo)的測(cè)量結(jié)果一致，測(cè)量精度可以達(dá)到0.001 mm，檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠。不同于三坐標(biāo)只能在精測(cè)室由專業(yè)人員檢測(cè)，該檢測(cè)裝置簡(jiǎn)單實(shí)用，可以在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)由操作工在線使用，能快速準(zhǔn)確地測(cè)量出汽車同步器齒轂滑塊槽的對(duì)稱度，提高了批量生產(chǎn)時(shí)的檢測(cè)效率。

圖8 齒轂滑塊槽對(duì)稱度檢測(cè)裝置檢測(cè)

6 結(jié)束語(yǔ)

該對(duì)稱度檢具的“凹”形定位塊和“凸”形定位塊相互交錯(cuò)，“凹”形定位塊固定在底板上，“凸”形定位塊通過(guò)滑臺(tái)的滑動(dòng)以消除滑塊槽寬大小引起的誤差，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)齒轂滑塊槽的精確定位。圓柱測(cè)量頭通過(guò)水平橫向直線導(dǎo)軌和垂直縱向直線導(dǎo)軌可以實(shí)現(xiàn)在水平和垂直兩個(gè)方向滑動(dòng)，并通過(guò)彈簧作用力使圓柱測(cè)量頭緊壓在同步器齒轂外花鍵齒槽上，以消除齒轂外花鍵齒厚大小引起的測(cè)量誤差。通過(guò)固定在底板上的千分表，分別測(cè)出正反面兩次放置齒轂時(shí)的圓柱測(cè)量頭的位移a與b，從而得出對(duì)稱度的實(shí)際值。

該檢具設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)小巧，簡(jiǎn)單實(shí)用，可以代替三坐標(biāo)的檢測(cè)，提高了批量生產(chǎn)時(shí)的檢測(cè)效率，適合批量生產(chǎn)時(shí)在線使用。汽車同步器齒轂滑塊槽對(duì)稱度的測(cè)量精度要求為0.01 mm，該檢具實(shí)際能達(dá)到的測(cè)量精度為0.001 mm，通過(guò)使用驗(yàn)證，檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠，達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)，解決了同步器齒轂滑塊槽對(duì)稱度在生產(chǎn)中的精確測(cè)量問(wèn)題。