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大直径齿套端跳综合检具设计

时间:2022-02-17来源:

导语:本文专门针对汽车变速箱重要组成部件之一的同步器零件,很多同步器齿套的结构比较特殊,具体如内花键直径大,厚度薄等。

     本文专门针对汽车变速箱重要组成部件之一的同步器零件,很多同步器齿套的结构比较特殊,具体如内花键直径大,厚度薄等。此形状的工件,因其工作特点,都要求以内花键中心为基准,保证工件两端面跳动公差满足要求。目前,各汽车制造公司,对该项参数的测量一般都按使用芯轴在偏摆仪上测量端跳。这种测量方法是最原始的方法。但对大直径内花键或大内径的齿套都不能用此方法测(因芯轴直径太大、太重)所以都在三坐标测量机上测,但又因三坐标测量机测量是取几个测量点,所以不能正确反映该零件的真实端跳数据,质量得不到有效过程监控,不能确保满足用户要求,该种零件的端跳测量是行业内一大难题。 

       下图1所示零件为我公司某量产零件。该件属于典型大直径环状工件,厚度:44mm;成品要求内花键分度圆直径:φ203.32mm;外圆直径:φ246.25mm;端面跳动:0.06mm。该件异于常规零件的是:轴径比0.22,使用原始的检验心轴无法实现检测,且重量超出正常人的承受极限,造成该类件的端面跳动过程监控造成了极大的困难。

  围绕端面跳动测量改善经过与国内外变速器制造公司、量仪制造公司做了长时间交流并做了大量的分析论证实验总结进行设计。

  1、综合检具概述

  检具是工业生产企业为控制产品的各种机械尺寸而特制的一种专用测量工具,适用于大批量生产的产品,如汽车零部件等,以替代卡规、塞规、三坐标测量机等测量工具。游标卡尺,深度尺属于量具,非检具。综合检具是用于对各种零件如盘类零件、轴类零件、箱体类零件等多个尺寸的综合检测。

  TL-82型同步器齿套端面跳动检查仪是在结合生产实践的基础上,将现代仪器的设计理念与同步器生产过程要求的实际需求相结合,同时借鉴齿轮双面啮合的测量原理,最新开发完成的新一代微机控制智能齿套端面跳动综合检具,该产品采用微机数控及误差数据采集智能处理技术,自动完成同步器齿套端面跳动(Ft)检查;做到对同步器齿套的质量状况的快速判定 ,同时可根据产品的需要,继续开发新的功能来满足新的测量要求。

  本综合检具开创性地在内齿轮双啮测量的基础上,通过中心距偏差的判定,通过误差处理,求出同步器齿套端面相对于齿面的跳动误差,测量便捷,装夹方便,结果准确。

  2、 研究该题的意义

  随着现代科学技术的发展,检具作为检查产品的专用设备在工业、汽车、国防、航天、科研以及零部件加工车间等使用日益普遍,现已成为机械制造业的各个领域中不可缺少的通用机械产品。这是因为:适用于大批量生产的产品,如汽车零部件,以替代专业测量工具,如卡规、塞规、位置度检具等,成为了制造业的发展和需求。注要是解决行业内一大难题,填补行业空白。

  3、 综合检具原理

  用的数学原理(图2),用一台数据处理仪器(图3),用标准轮(图4)测量出零件内花键的两端实际圆形状位置再用最小二乘方,最佳拟合两个圆,生成两个拟合圆的连线,该尺寸长度代入公式中,端面直径的大小代入公式,用该数学公式计算出端跳的数值的方法。我们开发出TL-82型同步器齿套端面跳动检查仪,该仪器结构为在一主机主体座上有一丝杠带动移动立柱上支出一个支臂,上面装有一个可平行移动的测量主轴,上可换装所需标准齿轮,支臂在立柱上自动上下移动并装有长度光栅尺。三爪卡盘装在仪器本体上,工件轻轻夹好把标准轮移动至工件所需测量位置后准备测量。再把各种所需齿轮参数输入微机就可进行测量。该产品采用微机数控及误差数据采集、智能处理技术,自动完成同步器齿套端面跳动(Ft)检查,可解决各种齿套、齿圈的端跳公差数据测量。测量结果可在微机上自动显示并自动保存,还有分析统计等功能,准确快捷。对产品质量做到了质的提升,对汽车变速箱的质量和汽车的质量提供了一个保障。

图2

图3

图4

  4、综合检具总体设计

  4.1仪器测量项目及参数

  4.1.1、同步器齿套齿面相对于端面的测量误差:(Ft)

  4.2仪器主要技术参数

  4.2.1、被测同步器齿套模数

  4.2.2、被测齿套最大外径

  4.2.3、微动测量滑架移动量

  4.2.4、测量力可调范围

  4.2.5、被测齿套最大齿宽高度

  4.2.6、仪器精度:参考附表的企业标准的有关规定制定 (见附表一)。

  4.3、仪器主体结构、硬件配置及功能特点

  4.3.1、采用方便齿套安装的中置测量单元的结构布局,优化的机械结构设计,单一手柄控制测量过程;

  4.3.2、软件可设定测量速度、啮合旋转方向;

  4.3.3、主轴电机驱动采用步进电机驱动单元(或同类产品)、通用微机配合运动控制卡完成测量控制、数字式高精度光栅进行误差检测,实现误差项目的全自动测量。

  4.3.4、全新WINDOWS XP 系统下的测量软件,可输入被测齿套、标准齿轮的基本参数(齿数、模数、压力角、变位系数),通过简单操作,快速计算出同步器齿套齿面相对于端面的跳动;

  4.3.5、显示并可打印出测量报告单,具有统计分析功能;

  4.3.6、检测数据(见:仪器测量项目及参数)自动保存,并按被测产品型号、日期统计质量指标(CP、CPK值),同时保存格式实现与Office软件兼容。

  4.3.7、齿圈类产品检测时在整个工件齿宽行程范围内的实现自动升降,配备自动升降立柱(标准轮与产品的轴向位置调节用)。

  4.4、安装要求

  4.4.1、安装场地要求:TL-82系列同步器齿套端面跳动检查仪净重约为200Kg,安装地面需坚实、平整,并应远离振动源。

  4.4.2、安装空间要求:TL-82系列齿圈端面跳动检查仪占地尺寸大约为2X1.5m。为了操作和维护方便,仪器各个方向应再留出至少1米的间距。

  4.4.3、环境要求:TL-82系列同步器齿套端面跳动检查仪保持精度所需的温度为20±1℃。相对湿度40%-60%;为了使同步器齿套端面跳动检查仪能长期保持测量精度,仪器的安装房间应尽量与加工工作区域隔开一定距离,并保证清洁、少尘、无油污。若无法完全分隔,则需为仪器加装防护间隔。

  4.4.4、动力类型:TL-82系列同步器齿套端面跳动检查仪使用的唯一动力为电力,不需要气源、水源等其他动力源。

  4.4.5、电源要求:TL-82系列同步器齿套端面跳动检查仪使用电源为单相交流220±5%V、频率大约50HZ、总功率大约为500W左右、导线截面最小1.5平方毫米。

  5、结论:

  目前,在线实现快速准确检测已成为企业普遍遵循的质量控制模式,是实现序序完检序序合格流转的重要基础,也是缩短检测时间提升效率的条件之一。

  TL-82型同步器齿套端面跳动检查仪,达成了大直径内花键或大内径的齿套端跳测量数据真实可靠,使得制齿过程质量得到有效过程监控,满足用户要求,降低了由于检测造成的时间浪费和对效率的影响。

标签: 大直径齿套

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