張齊飛，武輝杰*，韓天豪，畢俊青

（洛陽礦山機械工程設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，河南 洛陽）

引言

進入二十一世紀以來，我國經(jīng)濟快速發(fā)展，礦山資源開采對國民經(jīng)濟發(fā)展貢獻巨大，決定著國家發(fā)展命脈。礦山資源的開采離不開礦山機械設(shè)備大規(guī)模應(yīng)用，礦石加工第一步就需要用到破碎裝備，破碎機的出現(xiàn)為礦石加工提煉提供了可能，低能耗、高效率的圓錐破碎機在破碎工程中扮演著重要角色。其上臂架襯套安裝于上機架和動錐部主軸襯套之間，對設(shè)備平穩(wěn)高效運行起著關(guān)鍵作用，上臂架襯套加工過程中保證錐面精度尤為重要，因此需要設(shè)計錐度測量工具對工件錐面進行精確測量。

1 上臂架襯套結(jié)構(gòu)及加工工藝流程

公司某型號圓錐破碎機上臂架襯套在加工過程中需要對多個錐面進行精確測量，工件結(jié)構(gòu)尺寸如圖1 所示。

圖1 圓錐破碎機上臂架襯套

上臂架襯套材料為球墨鑄鐵件（QT500-7）或鑄銅件，其加工難點是內(nèi)外錐度的加工及測量。根據(jù)零件結(jié)構(gòu)特點，安排在CAK63285C 數(shù)控臥車上加工，卡爪卡緊法蘭外圓使其固定在數(shù)控臥車工作臺上，先加工C 放大圖上部1.63°內(nèi)錐面，用上端錐度檢測裝置檢查錐面，然后加工C 放大圖下端1.63°內(nèi)錐面，用下端錐度檢測裝置檢查錐面，最后加工2°外錐面，并用2°錐度檢測裝置檢查錐面。

2 上臂架襯套錐面測量

2.1 上臂架襯套上部內(nèi)錐面測量

（1）根據(jù)被測量工件外形尺寸，選擇合適的錐度測量方法[1-2]，由上臂架襯套圖紙可知被測量錐孔直徑較大、深度適中，因此選擇錐度測量儀ZD17-11 進行測量。該測量裝置由基準尺、等高墊塊、球形測頭角尺、球形測頭、千分表、千分表角尺等結(jié)構(gòu)組成。

（2）測量計算原理：已知α 為半錐角，Lb為測量表中心到測量基準尺距離，Ld1和Ld2為墊塊高度，H 為錐體大小端面間的高度，則D1、D2的值是由Lb、Ld1和Ld2值計算得出，測量截面處直徑計算公式如下：

（3）在上臂架襯套小端面上裝上等高墊塊1，將ZD17-11 錐度測量儀的基準尺緊貼等高墊塊上端面測得一組數(shù)據(jù)，即D1值，如圖2 所示，要求在每一個截面處六個均布的讀數(shù)值在規(guī)定公差范圍內(nèi)則錐度合格。

圖2 內(nèi)錐面第一點位測量

（4）在上臂架襯套小端面上裝上等高墊塊2，將ZD17-11 錐度測量儀的基準尺緊貼等高墊塊上端面測得另一組數(shù)據(jù)，即D2值，如圖3 所示，要求在每一個截面處六個均布的讀數(shù)值在規(guī)定公差范圍內(nèi)則錐度合格。

圖3 內(nèi)錐面第二點位測量

2.2 上臂架襯套下端內(nèi)錐面測量

根據(jù)被測量工件外形尺寸，選擇合適的錐度測量方法[3,5]，由上臂架襯套圖紙可知被測量錐孔直徑較小且錐孔較淺、錐孔壁較薄，因此選擇設(shè)計板式錐度塞規(guī)進行錐面測量。它通常將圓錐臺型的錐度塞規(guī)削去一部分，制造成板式錐度塞規(guī)。板式塞規(guī)簡圖如圖4所示，其外圓部分（與錐孔接觸部分）仍然為圓錐面的一部分,它適用于直徑Φ129.5 mm～Φ400 mm 的錐孔測量。

圖4 板式錐度塞規(guī)簡圖

它是一個與被測錐孔具有相同錐度的錐軸，錐軸的大端（或小端）端面加工有一平面臺階，該錐度塞規(guī)臺階的高度為m，錐度塞規(guī)臺階的高度公差為△m，錐度塞規(guī)大端直徑為D′，錐孔大端（或小端）直徑為D,錐孔大端（或小端）直徑公差為△D，錐孔的錐度半角為α，其中△D 等于錐孔大端（或小端）直徑的最大值Dmax與最小值Dmin之差。其計算公式如下：

板式錐度塞規(guī)的大端直徑等于錐孔的大端直徑的最大值Dmax。如果以錐孔小端為測量基準，則m 值平臺在錐度塞規(guī)的小端，錐度塞規(guī)的小端直徑等于錐孔的小端直徑的最小值Dmin。如圖5 所示，板式錐度塞規(guī)測量錐孔時，先在錐孔內(nèi)表面均勻的涂紅丹粉，再將板式錐度塞規(guī)在錐孔中轉(zhuǎn)動，然后通過紅丹粉被擦去的情況來判斷錐孔錐度是否正確。錐孔大端直徑（或小端直徑）通過看錐孔端面是否在m 值平臺之內(nèi)來判斷。在m 值平臺之內(nèi)，則錐孔大端直徑（或小端直徑）符合公差要求；否則，不符合公差要求。

圖5 板式塞規(guī)錐面測量

2.3 上臂架襯套外部錐面測量

（1）根據(jù)被測量工件外形尺寸，選擇合適的錐度測量方法[3-4]，由上臂架襯套圖紙可知被測量外錐直徑較大、高度適中，因此選擇錐度測量儀ZD17-11 進行測量。該測量裝置由基準尺、等高墊塊、球形測頭角尺、球形測頭、千分表、千分表角尺等結(jié)構(gòu)組成。

（2）測量計算原理：已知α 為半錐角，Lb為測量表中心到測量基準尺距離，Ld1和Ld2為墊塊高度，H 為錐體大小端面間的高度，則D1、D2的值是由Lb、Ld1和Ld2值計算得出，測量截面處直徑計算公式如下：

（3）在上臂架襯套小端面上裝上等高墊塊1，將ZD17-11 錐度測量儀的基準尺緊貼等高墊塊上端面測得一組數(shù)據(jù)，即D1值，如圖6 所示，要求在每一個截面處六個均布的讀數(shù)值在規(guī)定公差范圍內(nèi)則錐度合格。

圖6 外錐面第一點位測量

（4）在上臂架襯套小端面上裝上等高墊塊2，將ZD17-11 錐度測量儀的基準尺緊貼等高墊塊上端面測得另一組數(shù)據(jù)，即D2 值，如圖7 所示，要求在每一個截面處六個均布的讀數(shù)值在規(guī)定公差范圍內(nèi)則錐度合格。

圖7 外錐面第二點位測量

3 結(jié)論

錐度測量技術(shù)在圓錐破碎機上臂架襯套加工上的應(yīng)用對提高破碎機帶錐度零部件的制造精度和整機可靠性起到至關(guān)重要的作用。根據(jù)公司某型號圓錐破碎機上臂架結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計了對應(yīng)的錐度測量工裝，并應(yīng)用于現(xiàn)場生產(chǎn)，取得了良好的錐面測量效果，保證了上臂襯套錐面加工精度。錐度測量技術(shù)解決了破碎機上臂架襯套加工過程錐度測量困難的問題，為實現(xiàn)國內(nèi)破碎機的高端精密制造保駕護航。