CN113732631A - 一种轴类二面角交点尺寸悬空位置量规及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴类二面角交点尺寸悬空位置量规及其加工方法，可以降低轴类二面角交点尺寸悬空位置量规的加工难度，提升生产效率。一种轴类二面角交点尺寸悬空位置量规，包括一体式的支撑块、二面角轴，所述支撑块具有左挡部、支撑部、右挡部，左挡部、支撑部、右挡部之间形成口子，口子的两个相向面为加工基准面A，口子的后端面为加工面c，左挡部/右挡部的背面为加工基准面B，支撑块的底面为加工基准面C，左挡部/右挡部的前端面为加工基准面D，所述左挡部、右挡部为阶梯型，矮端的上端面为加工面b，高端的前端面为加工面a；所述支撑部上沿纵向设有二面角轴的***孔，二面角轴间隙配合于***孔内，二面角轴、支撑块通过销子锁定。

Description

一种轴类二面角交点尺寸悬空位置量规及其加工方法

技术领域

本发明涉及量具技术领域，特别是涉及一种轴类二面角交点尺寸悬空位置量规及其加工方法。

背景技术

图1为改进前量规示意图，该类量规由1二面角轴、2左挡板、3支撑块、4右挡板、5螺钉、6销子六部分组成，其中左挡板2、支撑块3、右挡板4通过螺钉5拉紧组合成一个整体，然后通过销子6固定配作在二面角轴1上。要求二面角轴1中实体圆φA0 -0.005与口子B+0.005 0对称度控制在0.005mm以内，左挡板2、右挡板4的a面与支撑块3的c面装齐平，左挡板2、右挡板4的b面装齐平，且到二面角轴1轴心线距离为C±0.005。二面角轴1虚拟圆φB0-0.005在二面角上轴心线往上偏移距离D形成的悬空点到左挡板2、右挡板4的a面和支撑块3的c面距离为A±0.005。改进前，该类量规二面角轴1、左挡板2、支撑块3、右挡板4均采用10号钢、渗碳深度1～1.2mm、淬火(58～6+5)HRC。对于二面角轴1采用如下工艺流程：下料→车实体外圆φA0 -0.005(注：留0.5mm余量)→铣二面角角度面202→半成品检验→热处理渗碳深度1～1.2mm、淬火(58～65)HRC→外圆磨实体圆φA0 -0.005，光洁度Ra0.2um→工具磨靠磨右端面，光洁度Ra0.4um→用正弦规和角度块配合在平磨上磨二面角角度面202，光洁度Ra0.2um→钳工研压、装配→刻字→成品检验。对于左挡板2、右挡板4采用如下工艺流程：下料→铣六方→划线→铣a、b面→钻螺钉、销子孔→半成品检验→热处理渗碳深度1～1.2mm、淬火(58～65)HRC→平磨磨六方和a、b面，光洁度Ra0.2um。对于支撑块3采用如下工艺流程：下料→铣六方→划线→挖孔φ(A+0.5)H8，留0.5mm余量→钻螺钉孔→半成品检验→热处理渗碳深度1～1.2mm、淬火(58～65)HRC→平磨磨六方，光洁度Ra0.2um→坐标磨孔φ(A+0.5)H8，光洁度Ra0.2um。二面角轴1、左挡板2、支撑块3、右挡板4单独加工合格后，先采用万能工具显微镜检测二面角轴1实体圆φA0 -0.005到右端面距离A′，然后技术员根据实测值A′通过UG三维造型，计算出虚拟圆φB0 -0.005上悬空交点到轴右端面实测值A″，接着在左挡板2、支撑块3、右挡板4三个工件a、b、c面装齐平后，采用专用弯弓夹将其固定，再通过螺钉5拉紧、销子6紧固，装配时保证左挡板2、右挡板4中a面到轴右端面距离为(A″－A)，以此间接保证二面角轴1悬空交点尺寸D和A±0.005。受二面角手工计算难度系数大、二面角实体圆交点尺寸测量误差大、砂轮磨损、装夹误差大等因素的影响，采用上述工艺加工后的量规存在如下缺陷：

1、实体圆φA0 -0.005与口子B+0.005 0对称度一般超差0.001～0.003mm。

2、左挡板2、支撑块3、右挡板4三个件号a、b、c面不齐平，一般超差0.002mm左右。

3、周期校检时，量规二面角虚拟圆上悬空点尺寸A±0.005复测一般出入0.005mm左右。

4、合格率低，返修严重，影响生产效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种轴类二面角交点尺寸悬空位置量规及其加工方法，可以大幅度地降低轴类二面角交点尺寸悬空位置量规的加工难度，提升生产效率。

本发明的目的是这样实现的：

一种轴类二面角交点尺寸悬空位置量规，包括一体式的支撑块、二面角轴，所述支撑块具有左挡部、支撑部、右挡部，左挡部、支撑部、右挡部之间形成口子，口子的两个相向面为加工基准面A，口子的后端面为加工面c，左挡部/右挡部的背面为加工基准面B，支撑块的底面为加工基准面C，左挡部/右挡部的前端面为加工基准面D，基准面B、基准面C、基准面D之间相互垂直，所述左挡部、右挡部为阶梯型，矮端的上端面为加工面b，高端的前端面为加工面a；

所述支撑部上沿纵向设有二面角轴的***孔，二面角轴间隙配合于***孔内，二面角轴、支撑块通过两销子锁定。

一种轴类二面角交点尺寸悬空位置量规的加工方法，

加工支撑块

精加工支撑块的外表面，包括加工基准面A、基准面B、基准面C、基准面D；

以基准面B、基准面C为慢走丝线切割碰丝基准，切割***孔、基准面A、加工面c；

以基准面C、基准面D为慢走丝线切割碰丝基准，切割加工面a、加工面b；

加工二面角轴

精加工二面角轴，再采用慢走丝线切割加工二面角轴前端的角度面；

将二面角轴与支撑块的***孔配作，采用检具装配二面角轴与口子之间的对称度、虚拟圆二面角悬空交点。

优选地，所述检具包括座体，座体的一端设置检筒，所述检筒的端部为检具角度面，该检具角度面与二面角轴的角度面相同，检筒的外径对应量规虚拟圆直径，检筒的通心孔直径对应二面角轴的直径，座体的后端面为检测面a，座体的上端面为检测面b，检测面宽度对应支撑块口子的宽度。

优选地，检具装配二面角轴与口子之间的对称度、虚拟圆二面角悬空交点的方法为：

先将支撑块装配在二面角轴外圆上，接着将检具通心孔与二面角轴外圆进行装配，检具检测面a、支撑块的加工面c配合，然后将块规放置在支撑块的加工面b上，保证块规上平面与检具检测面b齐平，间接保证加工面b到二面角轴轴心线的距离，最后通过水平移动二面角轴，保证检具二面角角度面与量规二面角角度面齐平，再通过销子紧固，防止工件转动，间接保证量规二面角悬空交点尺寸。

优选地，检具的二面角悬空点尺寸偏小1mm以上，检具与工件装配时通过块规间接保证二面角悬空点尺寸，以降低检具制造难度系数。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明方法可以大幅度地降低轴类二面角交点尺寸悬空的位置量规加工难度，生产效率提升3倍以上，寿命提高1倍以上，保证了被测件质量的一致性和稳定性，适用于类似该结构的单件、小批量轴类二面角交点尺寸悬空的位置量规制造与检测。

附图说明

图1为改进前量规示意图；

图2为改进后量规示意图；

图3为支撑块的结构示意图；

图4为检具的结构示意图；

图5为检具的使用示意图。

附图标记

附图中，1-二面角轴，2-左挡板，3-支撑块，4-右挡板，5-螺钉，6-销子，7-座体，8-检筒。

具体实施方式

一种轴类二面角交点尺寸悬空的位置量规加工方法。该方法主要针对如图1所示的量规，按照图2所示的结构，将图1中左挡板2、支撑块3、右挡板4三个件组合成一个一体式支撑块，增加B、C、D三个基准面，两个基准面之间相互垂直，公差控制在±1′，采用慢走丝线切割加工支撑块时，以B、C基准面为慢走丝线切割碰丝基准，切割孔φ(B+0.5)H8和口子B+0.005 0，口子与孔之间对称度控制在0.005mm以内。以C、D基准面为慢走丝线切割碰丝基准，切割a、b面，b面到孔φ(A+0.5)H8距离为C±0.005。二面角轴1中α、β形成的角度面202采用慢走丝线切割加工合格后，与支撑块孔φ(B+0.5)H8配作，采用图4所示的精密检具装配实体圆φA0 -0.005与口子B+0.005 0之间的对称度、虚拟圆φB0 -0.005二面角悬空交点坐标尺寸D和A±0.005。本发明方法可以大幅度地降低轴类二面角交点尺寸悬空位置量规的加工难度，生产效率提升3倍以上，保证了被测件质量的一致性和稳定性，适用于类似该结构的单件、小批量轴类二面角交点尺寸悬空的位置量规制造与检测。(注：悬空交点就是所需要的交点尺寸不在实体上，如该件交点A、D尺寸就在虚拟圆φB上。虚拟圆就是不是实体圆，如该件中φA就是实体圆，φB就是虚拟圆。)

图2为改进后量规结构图，将图1中左挡板2、支撑块3、右挡板4三个件组合成一个一体式支撑块，如图3支撑块结构示意图所示，增加B、C、D三个基准面，两个基准面之间相互垂直，公差控制在±1′，支撑块材料由10号钢改为Cr12MoV、淬火(58～65)HRC，采用如下工艺流程：下料→铣六方→划线→挖穿丝孔，穿丝孔一般为φ(A+0.5)H8的1/3→半成品检验→热处理→平磨磨六方，光洁度Ra0.2um，B、C、D面相互垂直，公差公差控制在±1′→慢走丝线切割加工孔φ(A+0.5)H8、口子B+0.005 0、孔距C±0.005、面abc。慢走丝线切割工艺详解如下：以B、C基准面为慢走丝线切割碰丝基准，切割孔φ(A+0.5)H8和口子B+0.005 0，口子与孔之间对称度控制在0.005mm以内；以C、D基准面为慢走丝线切割碰丝基准，切割a、b面，b面到孔φ(A+0.5)H8距离为C±0.005。二面角轴1材料、热处理工艺不变，采用如下工艺流程：下料→车实体外圆φA0 -0.005(注：留0.5mm余量)→铣二面角角度面202→半成品检验→热处理渗碳深度1～1.2mm、淬火(58～65)HRC→外圆磨实体圆φA0 -0.005，光洁度Ra0.2um→用正弦规和角度块配合采用慢走丝线切割二面角角度面202，光洁度Ra0.2um→钳工研压、装配→刻字→成品检验。

图4为精密夹具示意图，包括座体6、检筒7，二面角角度公差控制在±1′以内，比量规精度高1倍孔和轴外圆精度、悬空交点尺寸精度比量规高一倍。α、β值与量规二面角度角度值一致，通心孔φ(A-0.003)0 -0.003与量规实体圆φA0 -0.005相对应，外圆φB0 -0.003与量规虚拟圆φB0 -0.005相对应，二面角悬空点尺寸A±0.003与量规二面角悬空点尺寸A±0.005相对应，(B+0.003)0 -0.003与量规口子B+0.005 0相对应，即检具尺寸精度均比量规对应尺寸精度提高近一倍，且二面角悬空点尺寸A±0.003可以偏小1mm以上，检具与工件装配时通过拼块规间接保证二面角悬空点尺寸A±0.005，以降低检具制造难度系数。检具采用高速钢类材料制造，硬度≥58HRC，工艺采用研磨机磨内孔φ(A-0.003)0 -0.003、光洁度Ra0.2um，MGBA1420A磨外圆φB0 -0.003、光洁度Ra0.2um，平磨ab面且相互垂直、光洁度Ra0.2um，北京阿奇夏米尔CA30慢走丝线切割工艺保证二面角202角度α、β，光洁度Ra0.2um。然后采用万能工具显微镜检测二面角A±0.003的实际值E，E值等于A±0.003或偏小1mm以上，便于与量规装配时拼块规。将E值刻在检具上，以便再次使用时直接利用数据进行量规装配，减少仪器检测、技术人员换算等辅助时间。建议数据不要直接写在二面角角度面、测量面或基准面上，避免影响制造和检测精度。

二面角轴1、支撑块、精密检具加工合格后，按照图5所示检具与量规装配示意图，先将支撑块装配在二面角轴1圆φ(A+0.5)H8位置上，接着将检具通心孔φ(A-0.003)0 -0.003与二面角轴1实体圆φA0 -0.005进行装配，检具a面与量规支撑块的a、c面之间垫块规厚度(A-E)±0.003，然后拼块规厚度15mm放置在支撑块的b面上，保证块规上平面与检具b面齐平，间接保证量规b面到二面角轴1轴心线距离为C±0.005。最后通过水平移动二面角轴1，保证检具二面角角度面102与量规二面角角度面202齐平，再通过销子3紧固，防止工件转动，即可间接保证量规二面角悬空交点尺寸A±0.005和D。

二面角的构成解释如下：图2量规结构图，为改进后成品量规图，其中图2(a)表示量规201面与轴心线夹角为α，形成的角度面201未向外旋转前的结构示意图，图2(b)表示量规201面向外旋转β角后的结构示意图。图4精密检具示意图，为成品检具图，其中图4(a)表示工件101面与轴心线夹角为α，形成的角度面101未向外旋转前的结构示意图，图4(b)表示工件101面向外旋转β角后的结构示意图。(注：量规、检具的面同时是向外旋转，看图5，这样装配时量规与检具对应面才是平行的)

轴类二面角交点尺寸悬空位置量规加工注意事项如下：①二面角轴1与支撑块配合部位φ(A+0.5)H8，要比实体圆φA0 -0.005大0.5mm及以上，防止装配时，支撑块孔将二面角轴1实体圆φA0 -0.005刮花。②支撑块采用慢走丝线切割工艺时，材料必须更换成与工艺相匹配的材料，控制B、C、D基面平面度、相互间的垂直关系，减少切割时的装夹误差和保证量规表面硬度，确保量规寿命受控。③采用慢走丝线切割工艺加工二面角轴1面202时，可以先不考虑面的方向，但必须保证α、β值。④二面角轴1与支撑块之间必须采用销子进行固定，防止量规使用时转动，导致二面角悬空交点尺寸A±0.005随之发生变化。⑤用于装配或检测轴类二面角悬空交点尺寸的位置量规的精密检具，精度等级原则上比量规高一级。

本发明方法可以大幅度地降低轴类二面角交点尺寸悬空的位置量规加工难度，生产效率提升3倍以上，寿命提高1倍以上，保证了被测件质量的一致性和稳定性，适用于类似该结构的单件、小批量轴类二面角交点尺寸悬空的位置量规制造与检测。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (5)

1.一种轴类二面角交点尺寸悬空位置量规，其特征在于：包括一体式的支撑块、二面角轴，所述支撑块具有左挡部、支撑部、右挡部，左挡部、支撑部、右挡部之间形成口子，口子的两个相向面为加工基准面A，口子的后端面为加工面c，左挡部/右挡部的背面为加工基准面B，支撑块的底面为加工基准面C，左挡部/右挡部的前端面为加工基准面D，基准面B、基准面C、基准面D之间相互垂直，所述左挡部、右挡部为阶梯型，矮端的上端面为加工面b，高端的前端面为加工面a；

所述支撑部上沿纵向设有二面角轴的***孔，二面角轴间隙配合于***孔内，二面角轴、支撑块通过两销子锁定。

2.一种权利要求1所述的轴类二面角交点尺寸悬空位置量规的加工方法，其特征在于：

加工支撑块

精加工支撑块的外表面，包括加工基准面A、基准面B、基准面C、基准面D；

以基准面B、基准面C为慢走丝线切割碰丝基准，切割***孔、基准面A、加工面c；

以基准面C、基准面D为慢走丝线切割碰丝基准，切割加工面a、加工面b；

加工二面角轴

精加工二面角轴，再采用慢走丝线切割加工二面角轴前端的角度面；

将二面角轴与支撑块的***孔配作，采用检具装配二面角轴与口子之间的对称度、虚拟圆二面角悬空交点。

3.根据权利要求2所述的一种轴类二面角交点尺寸悬空位置量规的加工方法，其特征在于：所述检具包括座体，座体的一端设置检筒，所述检筒的端部为检具角度面，该检具角度面与二面角轴的角度面相同，检筒的外径对应量规虚拟圆直径，检筒的通心孔直径对应二面角轴的直径，座体的后端面为检测面a，座体的上端面为检测面b，检测面宽度对应支撑块口子的宽度。

4.根据权利要求3所述的一种轴类二面角交点尺寸悬空位置量规的加工方法，其特征在于，检具装配二面角轴与口子之间的对称度、虚拟圆二面角悬空交点的方法为：

先将支撑块装配在二面角轴外圆上，接着将检具通心孔与二面角轴外圆进行装配，检具检测面a、支撑块的加工面c配合，然后将块规放置在支撑块的加工面b上，保证块规上平面与检具检测面b齐平，间接保证加工面b到二面角轴轴心线的距离，最后通过水平移动二面角轴，保证检具二面角角度面与量规二面角角度面齐平，再通过销子紧固，防止工件转动，间接保证量规二面角悬空交点尺寸。

5.根据权利要求4所述的一种轴类二面角交点尺寸悬空位置量规的加工方法，其特征在于：检具的二面角悬空点尺寸偏小1mm以上，检具与工件装配时通过块规间接保证二面角悬空点尺寸，以降低检具制造难度系数。

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