差速器壳内孔同轴度误差的检测和评定 同轴度误差

来源:医药卫生 发布时间:2019-06-25 05:34:53 点击:

  摘要:差速器壳零件是汽车底盘系统变速的重要零件,其内孔同轴度误差对使用性能影响很大。文章针对此零件误差提出了一种新型的测量和误差评定方式,提高了零件的成品率,降低了生产成本。
  关键词:差速器壳;同轴度;二次运动;评定方式
  
  一、引言
  差速器壳是汽车底盘系统的主要零件,其内孔同轴度误差对汽车底盘系统的使用性能影响很大。同轴度误差会造成变速齿轮安装不上,造成装配困难,或即使安装上去后,齿轮之间的旋转运动会出现忽紧忽松现象。造成齿轮之间的磨损和磕碰,降低齿轮的使用寿命。如图1所示,该内孔属于口小孔大,且同轴度公差一般图纸规定较小(在0.02mm左右),造成检测困难,目前一般厂家都靠加工设备来保证,造成差速器壳产品的同轴度误差无法控制。为此,我们研制了差速器壳同轴度误差的检测装置。
  二、同轴度误差的检测方案的设计及误差的评定
  鉴于差速器壳同轴度误差的重要性及其口小膛大的特殊性,采用通常的检测方法很困难,我们研制一种通过微型气缸和电磁阀作用下能够控制测量单元自动开张式的检测装置,测量装置上均匀布置了4支高精度测量传感器对差速器壳内孔进行采样检测。在工件通过定位V型块实现径向定位,弹性锥形销实现旋转和轴向定位后,带有4个传感器的同轴度测量装置的测杆在微型气缸的作用下缩回,再在导轨运动机构作用下前进到位,测杆在微型气缸作用下张开,实现工件的检测(测量装置见图2)。
  该装置上的传感器采用力邦测控设备(洛阳)有限公司研制的杠杆式CG-143传感器,每个传感器分别装配到一个高精度运动导轨上(如图3),在微型气缸的作用下,能沿着导轨运动方向自动张开和缩回。该测量装置上装有限程钉和拉簧装置,保证测量能完全接触。
  根据同轴度的定义是指直径为公差值t,且于基准轴线同轴的圆柱面内的区域,它有三种控制要素:轴线对轴线、轴线对公共轴线和圆心对圆心。我们研究的差速器壳同轴度检测采用以下几种方式进行评定进行分析:
  第一,圆心对圆心。如图2(仅显示一边)所示,在两边的每个测量孔(图1所示的两个φ38孔)各采样一个截面,分别评定出其圆心的位置,再投影到与定位V型块连线垂直的平面上,这样,在平面上投影出来的必是两个点,两个点之间的连线距离表示同轴度误差的大小。由于差速器壳此内孔用于装配齿轮轴,仅用该孔一个截面上的圆心来代替该孔的轴线,测量引起的误差较大,这样得到的实际情况可能导致检测结果合格的零件却无法装配,反之,检测不合格的零件却能实现装配,同时,被测元素并非理想元素,存在形状误差,采用圆心对圆心的评定方法对差速器壳此两孔的同轴不适合。
  第二,轴线对轴线。由于差速器壳两个内孔之间的距离较远,我们在每个被测量孔中采样两个截面,利用我们研制的同轴度测量装置的二次运动,可以实现同一测量机构两个截面的检测。每个截面评定出一个圆心,每个被测量孔能评定出两个测量圆心,两个圆心的连线,可以看作是这个内孔的轴心线。由于差速器壳每个被测量孔的采样截面不可能太长,而被评定的两个孔之间的距离却很长,如图4所示,表示的是同轴度误差放大的一个示意图。若采用以其中一个孔的中心线为基准,来评定另外一个孔对它的同轴度大小,假设基准内孔上的两测量截面之间的距离为10mm,而基准第一个采样截面和被测量内孔的第一个采样截面之间的距离为100mm,若基准内孔的第二个截面相对于第一个截面有3um的误差,则测量轴线到被测量截面上时已经偏离了30um,这样,即使两个被测量内孔即使同轴,同轴度的误差也达到了60um,可见采用轴线对轴线的评定方式也是不妥的。
  第三,轴线对公共轴线。考虑到以上两种情况,(见图5)我们采用建立公共轴线为基准轴线的方法来评定同轴度误差。这种方法是分别取基准内孔和被测量内孔上的两个测量截面为一个基准截面,评定出这两个基准截面的圆心,两圆心的连线为基准公共轴线,然后在分别计算基准内孔和被测量内孔相对于基准轴线的同轴度,取其较大者为同轴度误差。这种评定结果相对于以上两种评定方法更接近实际使用情况。
  三、结束语
  针对汽车关键零件差速器壳的同轴度展开研究,以期提高产品的质量、合格率和使用性能,减少废品率,提高公司的经济效益。所研制的测量装置结构自动化程度较高,适合配有工控机形式的大型综合量仪上进行配置,具有精度高、测量稳定的特点,其对差速器壳的生产具有很好的应用价值。
  [作者单位:力邦测控设备(洛阳)有限公司]

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