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重（chóng）型深（shēn）孔鑽鏜床床頭箱體孔距（jù）測量—檢套檢棒的設計

2018-12-21 來源：德州三嘉機器製造有限公司作者：譚德寧張誌恒仇誌鵬（péng）王（wáng）興維

摘（zhāi）要: 通過對現（xiàn）有檢套檢棒和新型檢套檢棒的結構對比，進（jìn）行了量化的數值計算，重（chóng）點（diǎn）分析了大孔（kǒng）檢測的（de）現狀和存在的問題，在 TS21160 重（chóng）型深孔鑽鏜床床頭（tóu）箱體上，提出（chū）了檢套檢棒的具體改進方法，可以提高床頭（tóu）箱體的精度，降低了齒輪（lún）齧合的噪聲，具（jù）有實際應用價值。

關（guān）鍵詞: 檢套檢棒; 自定心機構; 軸承鎖緊套

對於重型臥式深孔鑽（zuàn）鏜床，如 TS21100 和 TS21160型等，床頭箱體孔係尺寸規格都（dōu）比較大，筆者公司目（mù）前還（hái）沒有很好的檢測方法，隻（zhī）能采用傳統的檢套、檢棒辦法來測量。對於床頭箱體，一般都測量（liàng）孔徑尺（chǐ）寸、表（biǎo）麵粗糙度、孔（kǒng）距尺寸( 平行) 和（hé）主軸（zhóu）孔端麵跳動，而孔距尺寸( 平行) 和主軸孔端麵跳動隻能依靠檢套、檢棒來測（cè）量，不能定量的檢測真實數據的大小。

這裏提出了一種能自動消除（chú）間隙的檢（jiǎn）套、檢棒結構圖，徹底解決床頭箱體孔係測量不準的問題，降低了齒輪齧合的（de）噪聲。

1 、床頭箱體孔係分析

現（xiàn）在以 TS21160 型重型臥式深孔機床為例，來說明孔係的測量。如（rú）圖 1 所示，可以看出（chū）Ⅳ軸定位孔精度要求和孔（kǒng）距允差。

這樣（yàng）的孔係屬於大孔範圍，尺寸為 520k5mm、580H7 mm 和 750K5 mm。如果采用檢套與之配合，間隙小於 0. 03 mm 根本裝不（bú）上（shàng），所以，孔越大越不（bú）好用檢套來測量。這（zhè）可以從（cóng）國（guó）家標準的尺寸公差表上體（tǐ）現: 尺寸越大（dà），公差（chà）也越（yuè）大。尺寸公差（chà）提得比較嚴，到了（le） 5 級精度，如果鏜模設計、製造和裝配得不好，就無法保證 5 級孔的加工和（hé）圓（yuán）柱度 0. 01 mm 的要求。

從Ⅳ軸孔（kǒng）係可以看出（chū）: 定位孔主（zhǔ）軸孔端麵跳動有（yǒu） 6 處要求 0. 02 mm。Ⅲ軸和Ⅳ軸的孔距（jù）為 657. 94 ± 0. 04mm，這個數據本身就不合理，如果兩個齧合齒（chǐ）輪節徑（jìng）公差都做到名（míng）義值 0 上，孔距在名義值－ 0. 025 mm上，那麽（me）齒輪就過盈配合產（chǎn）生幹涉。

為（wéi）了保證齒輪的正（zhèng）常齧合，一般齧合齒輪節（jiē）徑公差都做到名義值－0. 03 mm 上，孔距為名義值 + 0. 02 mm 上，這樣齧合齒輪為間隙配合，床頭箱工（gōng）作起來就會產生“哄哢、哄哢（kā）”的響聲; Ⅲ軸和Ⅳ軸的孔距公差提（tí）到 657. 94 ±0. 02 mm 比較合理（lǐ），可是一般廠家（jiā）又幹不了。對鏜模、鏜杆進行改進設計（jì），筆者公司已經能夠滿足孔距（jù） ±0. 02 mm 的加（jiā）工能力（lì）。對於Ⅱ軸（zhóu）和Ⅲ軸的孔距為 360 ±0. 028 mm，這個數提的比較適（shì）中，因為有一對（duì）雙聯滑移齒輪在此配合，間隙（xì）過（guò）小不容易操（cāo）作。

對於Ⅰ軸和Ⅱ軸（zhóu）的孔（kǒng）距為236. 306 +0. 023 mm，為單向公差（chà），公差帶比較小，保證了齧合齒輪低噪音的問題，設計合理。

2 、床頭箱體孔係測量

對於 340 mm 以下的孔係，采用檢套（tào）、檢棒測量可以（yǐ）。統的（de）檢測方法用在大孔上，檢測誤差（chà）會（huì）比較（jiào）大。如圖 2所示，圖中列出了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ軸的測量（liàng）方法，利用整體檢套置於床頭箱體孔中（zhōng），再將檢棒插入檢套中，這樣就可知同一個軸係各孔的同軸情況，如果檢棒插入檢套中很輕便且檢棒回轉自如（rú），說明同軸度很好，反之，同軸度不好; 同時可以通過用量塊（kuài）當對（duì）板來檢測兩軸間的孔距和平行，方法是分別測量兩側孔距尺寸，然後根據兩側之間的軸向（xiàng）距離，便可換算出每米上的平行（háng）度（dù）誤差。

對（duì）於Ⅳ軸孔係，檢套（tào）與箱（xiāng）體孔配合間隙不小於0. 03 mm，檢棒（bàng）與檢套采用 80H6 / g5 的配合，最小間隙（xì）0. 01 mm，最大間隙 0. 042 mm，取平均值為 0. 025 mm，那麽Ⅳ軸孔係（xì）帶來的檢測誤差（chà）為 0. 055 mm; 對於Ⅲ軸孔係，檢套與箱體孔配合，間（jiān）隙不小於 0. 025 mm，檢棒與檢套（tào）采用 60H6 /g5 的配合，最小間隙 0. 01 mm最大間隙 0. 042 mm，取平均值為 0. 025 mm，那麽Ⅲ軸孔係帶來（lái）的檢測誤差（chà）為 0. 05 mm; 對於Ⅱ軸孔係，檢套與箱體孔配合，間隙不小於 0. 02 mm，檢棒與檢套采用60H6 / g5 的配合，最小間（jiān）隙 0. 01 mm，最大間（jiān）隙0. 042 mm，取平均值為 0. 025 mm，那麽（me）Ⅱ軸孔係帶來的檢測誤差為 0. 045 mm; 對於Ⅰ軸孔係，檢套與箱體孔配合，間隙不小於 0. 016 mm，檢棒（bàng）與檢套采用60H6 / g5 的配合，最小間隙 0. 01 mm，最（zuì）大間隙0. 042 mm，取平均（jun1）值為 0. 025 mm，那麽Ⅰ軸孔係帶來的檢測誤差為 0. 041 mm。

從上麵的數據分析可知:

Ⅲ軸和Ⅳ軸的孔距測量時，間隙產生的誤差為 0. 055 + 0. 05 = 0. 105 mm，無（wú）法精確（què）檢測孔距 657. 94 ± 0. 04 mm 要求; Ⅱ和Ⅲ軸孔距測量時，間隙產生（shēng）的誤差為 0. 05 + 0. 045 =0. 095 mm，無法精確（què）檢測孔（kǒng）距 360 ± 0. 028 mm 的要求; Ⅰ軸和 Ⅱ 軸的孔距測量時，間（jiān）隙產生的誤差為0. 045 + 0. 041 = 0. 086 mm，無法精確檢測孔距236. 306 + 0. 023 mm 的要求。

從圖 1 可知，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軸係是垂直排列的，好像檢套在重力的作（zuò）用下都落到了最低點，可以近（jìn）似（sì）測量孔距尺寸，實際是行不（bú）通的，因為（wéi） 3 個孔間的配合間隙不同，再（zài）有實際加工的床頭箱體孔既可能大也可能小，導致檢棒插入檢套中既可能抬（tái）頭也可能低頭，導致測量不準; 再有檢套本身存在外圓與內孔的同軸（zhóu）度誤差和尺寸上限和下限的不同;最後是檢（jiǎn）棒與檢套的間隙（xì），再用量塊（kuài）塞對板測量，檢棒會上抬，數值顯然是不準確的。

3 、床（chuáng）頭箱體孔係的（de）改進測量

如圖 3 所示，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ軸的檢套全部采用能自動消（xiāo）除間隙的自定心夾緊機構測量，它們的結構是相（xiàng）同（tóng）的。如圖 3 中Ⅳ軸孔錄 A 部放大圖所示，檢套由彈性脹套 1、檢套體 2 和 O 型密封（fēng）圈 3 等組成（chéng）。彈性脹套 1 在中部開有凹槽，是容納液壓油（yóu）的（de）空（kōng）腔，空腔兩側有 O 型密封圈槽供安裝 O 型密封圈 3 用，彈性脹套采用 45 #鋼做材料; 檢套體 2 為檢套的骨架，結構與圖 2 所示的檢套（tào）相同（tóng），采用 HT200 做材（cái）料; 彈性脹套 1 與檢套體（tǐ） 2 采用過盈配（pèi）合，安裝時采用（yòng）冷裝的方（fāng）法壓入。

檢套體 2 上開（kāi）有錐管螺紋，高壓油槍可從此（cǐ）處打入高壓油，然後由單向閥密封，使彈性脹（zhàng）套 1 脹（zhàng）緊在床頭箱體孔上（shàng），自動消除配合（hé）間隙，定心精度可達 005 mm; 當測量完畢後，可通過放油塞將（jiāng）高壓（yā）油卸載，便可將該新型檢套拆下。該結構可保證（zhèng）各軸係的間隙≤0. 02 mm，保證了檢測孔距的尺寸精度。優點（diǎn）如下:

( 1) 結構簡單實用，自定（dìng）心精度（dù）高，精度可達（dá）0. 005 mm。

( 2) 無論鏜削後內孔直徑處於上差還是下差，都能（néng）實現（xiàn）自動定心。

( 3) 裝（zhuāng）配方便、輕鬆，與內孔的間隙（xì）可（kě）達 0. 1 mm，不再用重器敲打。

( 4) 對於大孔測量，測量精度能準確反映實際情況。

4 、床頭箱體主軸（zhóu）孔垂直度（dù）的改進測量

為了準確地測量床頭（tóu）箱體主軸孔端麵的垂直（zhí）度，必須（xū）使檢（jiǎn）棒（bàng）徑向、軸向（xiàng）定位準（zhǔn）確，才能達到準確測量的要求。如圖 4 所示，該結構為新型測量結（jié）構圖，從圖 1 可知（zhī）主軸孔端麵跳（tiào）動（dòng）有 6 處，要求 0. 02 mm，它們（men）的檢測方法都是（shì）相同的。現（xiàn）在以圖（tú） 4 所示為例進行說明，床頭箱體 1 立放在枕木 5 上，首先，檢套 2 采用自定（dìng）心（xīn）夾緊由液壓鎖緊在床頭（tóu）箱體 1 主軸孔上，結構同圖 3 所（suǒ）示（shì）; 其次，如圖 4 中 A 部局（jú）部放大所示，在檢棒的下端地（dì）麵上安置一個底塊 6，檢棒的中心孔內焊接有一個鋼珠 7，直徑為 8 mm，使鋼珠 7 與（yǔ）底塊 6 上麵點接觸，這樣（yàng）就保證了檢棒在旋轉過程（chéng）中軸向竄動最小; 最（zuì）後，檢棒 3 與新型檢套 2 之間采用滾動軸承定心結構，如圖 4 中 B 部放大所示，鬆開壓（yā）蓋（gài） 8 上的

4 個螺釘，將檢棒 3 插入檢套（tào） 2 中，然後在鎖（suǒ）緊壓蓋 8 上的（de） 4 個螺釘，使向心推力球軸承 9 鎖緊，80H6 /g5 mm 配合產生≤0. 003 mm 間隙配（pèi）合，100H6 / g5 mm 配合產生無（wú）間隙配合，這樣檢棒和檢套之間既（jì）能（néng）旋轉又能間隙（xì）小，定心精度是最高（gāo）的。

利用磁性表座的 V 型結構，將磁性千分表 4 吸附在檢棒 3，千分表（biǎo）指針打（dǎ）在被測的（de）主軸孔端麵上，慢速旋轉檢（jiǎn）棒即可（kě）顯示（shì）千分表在（zài）一圈內的數值變化（huà），最大與最小差值便是（shì）端麵的跳動量，這種測量方法消除了（le）原有（yǒu）結構（gòu）的間隙影響，使測量數值更（gèng）加準確（què）。

5 、結語

本文通過對（duì）檢套、檢棒的改進設計，在重型深孔鑽鏜床箱體大孔上（shàng）定量地（dì）分析（xī）了孔距（jù）測量和端麵垂（chuí）直度測量現有結構和改（gǎi）進結構的差別，新型檢套檢棒能滿足精度檢測（cè）要求，降低齒輪齧合的噪聲。

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