檢測(cè)連桿的直徑,中心距：連桿兩軸線平行度誤差,扭曲誤差

1、檢測(cè)連桿的直徑，中心距：連桿兩軸線平行度誤差，扭曲誤差連桿兩端孔軸線平行度自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的背景與意義這里所說的機(jī)械工業(yè)中的在線檢測(cè)系統(tǒng)，從狹義上來說，是指在機(jī)械加工生產(chǎn)線上，加入某環(huán)節(jié)，以便對(duì)加工中的某些參數(shù)或工況進(jìn)行檢測(cè)。在線檢測(cè)包括檢測(cè)與控制，也就是說在生產(chǎn)線上應(yīng)用各種傳感器，對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)品的某些參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，將分析處理測(cè)量結(jié)果所獲得的信息，與預(yù)先設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行比較，然后根據(jù)誤差信號(hào)作出工藝決策(如報(bào)警、停車、反饋調(diào)節(jié)等)。以保證產(chǎn)品的質(zhì)量或使生產(chǎn)處于最佳狀態(tài)下進(jìn)行。連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵零件之一，它的質(zhì)量直接影響著發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能和使用壽命，因此對(duì)其有很高的尺寸和形位精度的要求。本文介紹了

2、連桿測(cè)量從傳統(tǒng)的分項(xiàng)檢測(cè)方法到用計(jì)算機(jī)輔助的綜合測(cè)量方法的發(fā)展過程，并簡(jiǎn)述了每種方法相關(guān)裝置的原理及其優(yōu)缺點(diǎn)。關(guān)鍵詞連桿幾何參數(shù)形位精度測(cè)量方法1引言連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)的主要零件之一，具大、小頭孔的直徑、圓柱度以及兩孔軸線的平行度等尺寸和形位精度將直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能和使用壽命。因此，對(duì)其尺寸和形位精度都有很高的要求。連桿的生產(chǎn)過程是流水作業(yè)，產(chǎn)量很大，因此在生產(chǎn)過程中進(jìn)行質(zhì)量控制就非常重要，生產(chǎn)中嚴(yán)格控制連桿的尺寸精度和形狀位置精度，可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，更好的實(shí)現(xiàn)互換性，并獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。目前連桿檢測(cè)方法大致有：a、傳統(tǒng)分項(xiàng)檢測(cè)；b,綜合測(cè)量?jī)x檢測(cè)；c、其他的方法檢測(cè)。在機(jī)械制造行業(yè)中，應(yīng)

3、用在線檢測(cè)技術(shù)，會(huì)使社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益增加，主要體現(xiàn)在：(1)保證產(chǎn)品的質(zhì)量。產(chǎn)品質(zhì)量是生產(chǎn)者與用戶共同關(guān)心的首要問題。根據(jù)1993年統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明：我國目前每年生產(chǎn)中廢次品率高達(dá)5%-10%,如果廢次品率下降1%,即可為國家減少幾十億的損失。而在線檢測(cè)可在生產(chǎn)線上監(jiān)測(cè)產(chǎn)品生產(chǎn)過程的質(zhì)量指標(biāo)，把廢品消滅在萌芽狀態(tài)。在理想狀態(tài)下，可以保證合格品率達(dá)到100%。(2)節(jié)約和降低成本，減少廢品，減少材料消耗，減少次品返修率，都可以節(jié)省材料、能源，降低了成本。(3)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。由于采用在線檢測(cè)，可減少停機(jī)和設(shè)備的調(diào)整時(shí)間，減少檢測(cè)人員數(shù)量，從而提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。在生產(chǎn)環(huán)境惡劣的地方，在產(chǎn)

4、品數(shù)量大的地方，應(yīng)用在線檢測(cè)可以大大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。2.2連桿兩端孔軸線平行度自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路對(duì)兩孔軸線的平行度誤差的測(cè)量可采用兩種方法。第一種是采用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量，該方法使用的設(shè)備造價(jià)昂貴，它的量程一般要比測(cè)量形位誤差要求的量程大得多。量程大，精度就不易保證，且測(cè)量前調(diào)整也不方便。因此開發(fā)高精度形位誤差檢測(cè)系統(tǒng)十分必要。而第二種方法就是利用專門設(shè)計(jì)的高精度的兩軸線平行度誤差檢測(cè)系統(tǒng)來測(cè)量。它是集精密儀器、電子電路、計(jì)算機(jī)和誤差補(bǔ)償技術(shù)等為一體的精密測(cè)量?jī)x2.1連桿平行度簡(jiǎn)單測(cè)量方法(I)用千分表配合伸縮觸頭做成的量?jī)x，是一種簡(jiǎn)易的連桿孔平行度測(cè)量工具。如圖I所示，量具由伸縮觸頭、

5、剛性測(cè)量桿、千分表及表架組.成。量具的伸縮觸頭跟千分表架在同一軸線上，并緊固在剛性測(cè)量桿上，所以剛性測(cè)量桿繞軸線旋轉(zhuǎn)，千分表也跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，千分表上的最小讀數(shù)就是連桿的最短距離。，2A圖1千分表法測(cè)量連打平行度誤差1一伸縮觸頭；2一剛性測(cè)量桿；3一千分表及表架;4一連桿這種方法測(cè)量范圍及精度為：連桿小頭孔徑d-130mm,孔距L=780mm,測(cè)量精度0.01mm量具重復(fù)精度_O.OOSmm。該設(shè)備不需輔助件，測(cè)量安全準(zhǔn)確，對(duì)測(cè)量場(chǎng)所無特殊要求。但是測(cè)量精度主要取決于被測(cè)連桿的精度。用心軸或心軸模擬測(cè)量?jī)煽椎钠叫卸热鐖D2所示，在連桿兩孔中心穿上心軸，用千分表測(cè)量連桿兩孔和相互垂直的兩個(gè)方向上的平行度

6、誤差，基準(zhǔn)軸線和被測(cè)軸線由心軸模擬。將基準(zhǔn)心軸調(diào)整到兩端等高，測(cè)量?jī)奢S線在共面內(nèi)的平行度，需使零件稍作擺動(dòng)，當(dāng)指示器出現(xiàn)最大讀數(shù)時(shí)，說明連桿己處于垂直位置。在被測(cè)心軸兩端相距Lz的兩個(gè)位置上測(cè)得數(shù)值為從和峽。換算成被測(cè)孔長(zhǎng)度的L,平行度誤差為：從一從L,lLZo若測(cè)量垂直于上述方向上的平行度，可使零件處于水平位置，用同樣的方法測(cè)出心軸兩端的高度差。因?yàn)闇y(cè)量時(shí)心軸需要裝卸，所以孔軸之間有間隙，測(cè)量精度較低。圖2心軸法測(cè)量連桿平行度誤差(3)連桿校正檢測(cè)儀該校正檢測(cè)儀由兩部分組成，檢測(cè)臺(tái)架和測(cè)量部分。檢測(cè)臺(tái)架部分包括底座、頂針座組件、頂針和定位桿：測(cè)量部分包括測(cè)量表和測(cè)量棒。連桿校正檢測(cè)儀主要用來

7、同時(shí)校正檢測(cè)連桿兩孔兩個(gè)方向的平行度，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。將待測(cè)連桿按要求插入測(cè)量棒4和6裝夾于檢測(cè)儀，并使連桿輕靠在定位桿5上。測(cè)量表7在正反向測(cè)得示值差即為連桿垂直方向平行度數(shù)值，測(cè)量表8和9的示值差即為連桿水平方向的平行度數(shù)值。再與技術(shù)要求比較，若不合格就兼顧水平和垂直兩方向進(jìn)行校正，在校正檢測(cè)儀上直接校正檢測(cè)直至合格。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作調(diào)整方便，裝夾可靠，校正檢測(cè)能同時(shí)完成。圖3校正檢測(cè)儀的結(jié)構(gòu)1一底座12一頂針座；3一頂針：4.6-測(cè)量棒：5一定位桿；7、8、9一千分表；10一待測(cè)連桿(4)連桿位置精度檢驗(yàn)量規(guī)位置量規(guī)是檢驗(yàn)零件關(guān)聯(lián)被測(cè)要素的實(shí)際輪廓是否超越規(guī)定的理想邊界的

8、量規(guī)。位置量規(guī)具有測(cè)量部位和定位部位，測(cè)量部位即檢測(cè)被測(cè)要素的部位，定位部位是模擬體現(xiàn)基準(zhǔn)要素的部位，同時(shí)還可以用于檢驗(yàn)基準(zhǔn)要素。量規(guī)測(cè)量部位和定位部位的形狀分別與零件的被測(cè)要素和基準(zhǔn)要素的形狀相對(duì)應(yīng)，兩者構(gòu)成幾何偶件。該量規(guī)的測(cè)量部位、定位部位均為圓柱體。有時(shí)，量規(guī)還具有導(dǎo)向部位，用于活動(dòng)測(cè)量元件或定位元件。位置量規(guī)的結(jié)構(gòu)有固定式和活動(dòng)式兩類，只有將量規(guī)的測(cè)量部位做成活動(dòng)的，才可測(cè)量一定尺寸范圍內(nèi)的所有零件。量規(guī)工作尺寸的計(jì)算就是確定各組成部位的極限尺寸。量規(guī)可以有同時(shí)檢驗(yàn)和分別檢驗(yàn)兩種情況。量規(guī)在檢驗(yàn)平行度的同時(shí)還可檢驗(yàn)基準(zhǔn)孔的精度，也可以先用光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)基準(zhǔn)孔的精度，再用位置量規(guī)檢驗(yàn)

9、平行度。位置量規(guī)只能控制關(guān)聯(lián)要素的作用尺寸在理想邊界之內(nèi)，不能測(cè)出零件的實(shí)際尺寸和形位誤差的具體數(shù)值。但是它能迅速準(zhǔn)確的反映被測(cè)要素實(shí)際輪廓上定形尺寸與形位公差的綜合結(jié)果，保證零件裝配時(shí)的互換性，因此其檢驗(yàn)效率很高。2.2氣動(dòng)量?jī)x平行度檢測(cè)(1)傳統(tǒng)的氣動(dòng)量?jī)x測(cè)量連桿兩孔的平行度氣動(dòng)測(cè)量?jī)煽自谝粋€(gè)方向平行度的傳統(tǒng)方法，需要有八個(gè)噴嘴組成兩組氣路并接到兩臺(tái)量?jī)x上，若要測(cè)量?jī)蓚€(gè)方向的平行度，則還需要在此方向同樣布置兩組氣路。測(cè)量時(shí)，兩量?jī)x示值差的一半就是連桿兩孔在長(zhǎng)度L上的平行度偏差。該量?jī)x共需要布置八對(duì)噴嘴，共四臺(tái)量?jī)x。這種方法需要用校準(zhǔn)件或借助輔助裝置對(duì)量?jī)x校準(zhǔn)，這樣校準(zhǔn)件或輔助裝置的精度將影

10、響測(cè)量結(jié)果。并且該方法只能定性評(píng)定精度，不能定量評(píng)定誤差大小、方向和位置。(2)比較測(cè)量法測(cè)量連桿兩孔的平行度如圖4所示，不用校準(zhǔn)件，采用一臺(tái)量?jī)x，連桿翻面兩次的比較測(cè)量方法，比起傳統(tǒng)氣動(dòng)測(cè)量方法顯著簡(jiǎn)化，它只用一組氣路和一臺(tái)量?jī)x，將兩測(cè)軸做成可旋轉(zhuǎn)的，便可測(cè)各方向的平行度。圖4比較測(cè)量法氣動(dòng)最饃測(cè)量原埋圖5比較測(cè)量法氣動(dòng)量?jī)x測(cè)被過程比較測(cè)量法氣動(dòng)量?jī)x測(cè)量過程為：連桿先以A面定位，從量?jī)x得到一個(gè)示值，然后翻轉(zhuǎn)連桿以平面B定位，得到另一示值，兩次讀數(shù)差的一半就是兩孔在長(zhǎng)度L上的平行度。由幾何分析知，即使在A、B兩面平行度偏差較大的情況下，其對(duì)測(cè)量精度的影響也可以完全忽略。當(dāng)工件以A面定位時(shí)，連桿

11、兩孔的位置如圖5實(shí)線所示，量?jī)x示值反映間隙（S,十又十凡+凡）;翻轉(zhuǎn)后工件以B面定位，翻轉(zhuǎn)后的孔位置如圖5虛線所示，反映間隙（況+.）+（凡一,+（凡+03）+（凡一4）。若兩孔軸線平行，則二4，3=Oz,量?jī)x示值仍然反映間隙（S,+SZ+S,+S4）;若兩孔軸線不平行，則量?jī)x兩次示值差為（,一'2+A,一'）。2.3連桿大、小頭孔徑及中心距的測(cè)量連桿大、小頭孔徑及中心距的測(cè)量的方法的定位、測(cè)量原理如圖6所示。這種方法主要用于連桿生產(chǎn)線中的工序間檢測(cè)，其測(cè)量的定位基準(zhǔn)是底面和大、小頭孔。底面定位采用4個(gè)6小圓柱的上平面A,A2,A3,A4,前后各2個(gè)。兩孔定位則以大、小頭內(nèi)孔圓柱面定位，設(shè)計(jì)中采用了夾角為900的二鋼球定位，類似于工件外圓表面通過V形塊定位。當(dāng)兩組鋼球?qū)ο驃A緊時(shí)，有自動(dòng)定心作用，使被測(cè)連桿的大、小頭孔中心線穩(wěn)定地處于兩組鋼球的對(duì)稱線上。把4個(gè)球形測(cè)頭布置在與中心線相一致的大、小頭孔直徑方向，每個(gè)測(cè)頭又與一個(gè)獨(dú)立的電感位移傳感器相連，通過組合它們的輸出信號(hào)就能求出大頭孔徑、小頭孔徑和兩孔中心距。圖中D,d