韓守連

摘 要：為滿足抽油機電動機皮帶輪錐孔加工精度要求，進行了針對錐度檢具在加工過程中精度難以保證的原因分析，確定了相應的解決對策?，F(xiàn)場應用表明：采取相應的對策能確保加工出滿足技術要求、高精度的錐度檢具。

關鍵詞：電動機 皮帶輪 錐度檢具 檢測精度

中圖分類號：TH161 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（b）-0070-02

電動機皮帶輪零件是抽油機的重要組成零件之一，錐孔的尺寸和精度要求是零件的關鍵尺寸，當錐孔加工完畢后，需要用錐度檢具進行檢查，錐度檢具是保證加工出高標準、高精度并符合技術要求的電機皮帶輪零件關鍵量具之一[1]。本文以某型號抽油機電動機皮帶輪為例，對其錐孔在加工過程中運用錐度檢具檢測的情況進行分析。

皮帶輪錐度檢具檢測皮帶輪過程如圖1所示，其圓錐表面為1︰10的錐體，量規(guī)長度為115 mm，錐面大端直徑為100 mm，表面粗糙度值Ra=0.8 pm，圓度為1 pm，直線度為2 pm；同時要求皮帶輪與錐度檢具接觸面達90%以上。

1 削磨加工過程技術問題

1.1 磨削錐度檢具時出現(xiàn)的問題

（1）1︰10圓錐表面出現(xiàn)周期性的振紋。

（2）硬度不均勻（表面色澤不均勻）。

（3）1︰10圓錐母線出現(xiàn)中間凹凸的現(xiàn)象，使圓錐表面直線度超差。

（4）接觸面積達不到技術要求，不均勻（靜置一段時間后會發(fā)生變化）。

1.2 采取的措施

（1）調(diào)整加工機床，以提高機床精度，減少機床誤差。

采取調(diào)整磨頭主軸軸承間隙（或更換精度更高的軸承）；調(diào)整主軸電動機位置及傳動帶緊張度，使磨頭與電動機之間傳動更平穩(wěn)，以減少系統(tǒng)振動而造成零件上產(chǎn)生的振紋。調(diào)整頭架及尾座部分精度，提高傳動機構(gòu)精度及零件在磨削過程中的運動精度。檢測工作臺的運動精度，清除工作臺爬行現(xiàn)象，減少零件軸向運動誤差。檢查機床的潤滑系統(tǒng)及液壓系統(tǒng)是否可靠平穩(wěn)，必要時更換潤滑油和液壓油。

（2）零件在加工前，機床應作30 min以上的空運轉(zhuǎn)，以使機床整個系統(tǒng)達到熱平衡，從而消除或減少由于機床熱變形引起的加工誤差。

（3）合理的選擇和使用工裝。在磨削錐度檢具時選擇尚未磨損過的頂尖（60°固定頂尖）和剛性較好的雞心夾頭，從而保證錐度檢具在磨削時定位良好，回轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠。

（4）注重加工刀具（砂輪）的修整。在粗加工磨削時，采用單顆粒金剛石修整筆進行砂輪的修整，同時給足高速磨削液。在精加工磨削時，采用單顆粒金剛石修整筆及油石進行砂輪的修整，以此在砂輪表面獲得更多等高微刃，此方法可以使錐度檢具錐面精加工磨削表面粗糙度達到：Ra=0.02～0.04 pm。

（5）磨削錐度檢具時首先保證中心孔的精度。研磨錐度檢具兩端中心孔，保證中心孔與頂尖有良好的接觸，這樣可以獲得良好的定位和運動回轉(zhuǎn)精度，消除因中心孔圓度誤差值超差而，不符合加工要求而造成的錐度檢具圓度值超差的問題；選擇適當?shù)拇?、精磨削加工余量，減少加工應力的產(chǎn)生而造成的錐度檢具變形；選擇適當?shù)墓ぷ髋_移動速度（80～100 mm/min），零件的回轉(zhuǎn)速度（8～10 mm/min）；選擇適當?shù)哪ハ鲄?shù)：精磨時砂輪速度為30 n/s、工件速度為10 m/min、磨削厚度為0.02～0.03 mm、無火花磨削次數(shù)為8～10次；在磨削加工過程中給足高速磨削液，粗磨時選用濃度較低的削磨液；精磨時選用濃度較高的削磨液；并密切注意磨削液的清潔變化，否則會因磨削液太臟影響表面粗糙度。

（6）為解決錐度檢具材料硬度不均勻的現(xiàn)象，增加低溫回火熱處理工序，清除熱處理應力，以達到調(diào)整錐度檢具材料內(nèi)部的結(jié)構(gòu)組織，這樣不僅消除硬度不均勻的現(xiàn)象，而且還消除錐面圓度臨床檢測與靜置后儀器檢驗前后檢測數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象[2]。

2 錐度檢具的檢測[3]

由于機床本身的運動精度會與零件的運動精度重合，錐度檢具圓度的檢測不能采用在機床上測量的方法，因為這樣不可能如實反映零件的實際精度，而應在圓度儀上測量。

在加工標準圓錐或其他精度要求較高的圓錐（如錐形錐度檢具和錐形套規(guī)等）時，一般都需進行比較精密的測量。目前常用的圓錐測量方法有以下幾種：

（1）用正弦規(guī)測量圓錐體的錐角（見圖2）。在平板上放一正弦規(guī)，工件放在正弦規(guī)的表面上、下面墊進塊規(guī)，然后用百分表檢查錐形面的兩端高度，如果百分表在兩端的讀數(shù)相同，則可記下正弦規(guī)下面的塊規(guī)高度H值，帶入公式計算出錐角а，將計算結(jié)果與工件所要求的圓錐相比較，便可得出工件的錐角誤差。

錐角α的計算公式為：

sinα=H/L

式中：H為塊規(guī)高度，mm；L為正弦規(guī)兩圓柱間的中心距，mm。

（2）用精密小圓柱測量圓錐體的小端直徑（見圖3）。

測量時把工件放在平板上，在工件小端直徑的左右放2個直徑相等的精密小圓柱，然后用千分尺測量兩圓柱量棒最外端兩點的垂直距離A，帶入公式即可算出圓錐體的小端直徑d0為：

d0=A-d[1+cot（45°-α/4）]

式中：A為千分尺測量讀數(shù)，mm；d為小圓柱直徑，mm；α/2為圓錐體斜角，（°）。

3 結(jié)論

（1）通過采取上述措施，經(jīng)加工磨削后的錐度檢具圓度可以達到0.0015 mm，直線度可以達到0.0010～0.0015 mm，表面粗糙度值為0.2μm，表面接觸面積在90%以上。

（2）運用這種精度較高的錐度檢具對 “電動機皮帶輪”零件錐孔進行檢驗，可確?！半妱訖C皮帶輪”零件錐孔的設計精度要求。

參考文獻

[1] 馮子明，張金東，顧慧彬，等.抽油機用電動機節(jié)電特性試驗研究[J].石油礦場機械，2013，42（7）：55-58.

[2] 儲凱.機械工程材料[M].重慶：重慶大學出版社，1998.

[3] 高喜賢.車工基本技術[M].北京：北京金盾出版社，1996.endprint

摘 要：為滿足抽油機電動機皮帶輪錐孔加工精度要求，進行了針對錐度檢具在加工過程中精度難以保證的原因分析，確定了相應的解決對策。現(xiàn)場應用表明：采取相應的對策能確保加工出滿足技術要求、高精度的錐度檢具。

關鍵詞：電動機 皮帶輪 錐度檢具 檢測精度

中圖分類號：TH161 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（b）-0070-02

電動機皮帶輪零件是抽油機的重要組成零件之一，錐孔的尺寸和精度要求是零件的關鍵尺寸，當錐孔加工完畢后，需要用錐度檢具進行檢查，錐度檢具是保證加工出高標準、高精度并符合技術要求的電機皮帶輪零件關鍵量具之一[1]。本文以某型號抽油機電動機皮帶輪為例，對其錐孔在加工過程中運用錐度檢具檢測的情況進行分析。

皮帶輪錐度檢具檢測皮帶輪過程如圖1所示，其圓錐表面為1︰10的錐體，量規(guī)長度為115 mm，錐面大端直徑為100 mm，表面粗糙度值Ra=0.8 pm，圓度為1 pm，直線度為2 pm；同時要求皮帶輪與錐度檢具接觸面達90%以上。

1 削磨加工過程技術問題

1.1 磨削錐度檢具時出現(xiàn)的問題

（1）1︰10圓錐表面出現(xiàn)周期性的振紋。

（2）硬度不均勻（表面色澤不均勻）。

（3）1︰10圓錐母線出現(xiàn)中間凹凸的現(xiàn)象，使圓錐表面直線度超差。

（4）接觸面積達不到技術要求，不均勻（靜置一段時間后會發(fā)生變化）。

1.2 采取的措施

（1）調(diào)整加工機床，以提高機床精度，減少機床誤差。

采取調(diào)整磨頭主軸軸承間隙（或更換精度更高的軸承）；調(diào)整主軸電動機位置及傳動帶緊張度，使磨頭與電動機之間傳動更平穩(wěn)，以減少系統(tǒng)振動而造成零件上產(chǎn)生的振紋。調(diào)整頭架及尾座部分精度，提高傳動機構(gòu)精度及零件在磨削過程中的運動精度。檢測工作臺的運動精度，清除工作臺爬行現(xiàn)象，減少零件軸向運動誤差。檢查機床的潤滑系統(tǒng)及液壓系統(tǒng)是否可靠平穩(wěn)，必要時更換潤滑油和液壓油。

（2）零件在加工前，機床應作30 min以上的空運轉(zhuǎn)，以使機床整個系統(tǒng)達到熱平衡，從而消除或減少由于機床熱變形引起的加工誤差。

（3）合理的選擇和使用工裝。在磨削錐度檢具時選擇尚未磨損過的頂尖（60°固定頂尖）和剛性較好的雞心夾頭，從而保證錐度檢具在磨削時定位良好，回轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠。

（4）注重加工刀具（砂輪）的修整。在粗加工磨削時，采用單顆粒金剛石修整筆進行砂輪的修整，同時給足高速磨削液。在精加工磨削時，采用單顆粒金剛石修整筆及油石進行砂輪的修整，以此在砂輪表面獲得更多等高微刃，此方法可以使錐度檢具錐面精加工磨削表面粗糙度達到：Ra=0.02～0.04 pm。

（5）磨削錐度檢具時首先保證中心孔的精度。研磨錐度檢具兩端中心孔，保證中心孔與頂尖有良好的接觸，這樣可以獲得良好的定位和運動回轉(zhuǎn)精度，消除因中心孔圓度誤差值超差而，不符合加工要求而造成的錐度檢具圓度值超差的問題；選擇適當?shù)拇?、精磨削加工余量，減少加工應力的產(chǎn)生而造成的錐度檢具變形；選擇適當?shù)墓ぷ髋_移動速度（80～100 mm/min），零件的回轉(zhuǎn)速度（8～10 mm/min）；選擇適當?shù)哪ハ鲄?shù)：精磨時砂輪速度為30 n/s、工件速度為10 m/min、磨削厚度為0.02～0.03 mm、無火花磨削次數(shù)為8～10次；在磨削加工過程中給足高速磨削液，粗磨時選用濃度較低的削磨液；精磨時選用濃度較高的削磨液；并密切注意磨削液的清潔變化，否則會因磨削液太臟影響表面粗糙度。

（6）為解決錐度檢具材料硬度不均勻的現(xiàn)象，增加低溫回火熱處理工序，清除熱處理應力，以達到調(diào)整錐度檢具材料內(nèi)部的結(jié)構(gòu)組織，這樣不僅消除硬度不均勻的現(xiàn)象，而且還消除錐面圓度臨床檢測與靜置后儀器檢驗前后檢測數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象[2]。

2 錐度檢具的檢測[3]

由于機床本身的運動精度會與零件的運動精度重合，錐度檢具圓度的檢測不能采用在機床上測量的方法，因為這樣不可能如實反映零件的實際精度，而應在圓度儀上測量。

在加工標準圓錐或其他精度要求較高的圓錐（如錐形錐度檢具和錐形套規(guī)等）時，一般都需進行比較精密的測量。目前常用的圓錐測量方法有以下幾種：

（1）用正弦規(guī)測量圓錐體的錐角（見圖2）。在平板上放一正弦規(guī)，工件放在正弦規(guī)的表面上、下面墊進塊規(guī)，然后用百分表檢查錐形面的兩端高度，如果百分表在兩端的讀數(shù)相同，則可記下正弦規(guī)下面的塊規(guī)高度H值，帶入公式計算出錐角а，將計算結(jié)果與工件所要求的圓錐相比較，便可得出工件的錐角誤差。

錐角α的計算公式為：

sinα=H/L

式中：H為塊規(guī)高度，mm；L為正弦規(guī)兩圓柱間的中心距，mm。

（2）用精密小圓柱測量圓錐體的小端直徑（見圖3）。

測量時把工件放在平板上，在工件小端直徑的左右放2個直徑相等的精密小圓柱，然后用千分尺測量兩圓柱量棒最外端兩點的垂直距離A，帶入公式即可算出圓錐體的小端直徑d0為：

d0=A-d[1+cot（45°-α/4）]

式中：A為千分尺測量讀數(shù)，mm；d為小圓柱直徑，mm；α/2為圓錐體斜角，（°）。

3 結(jié)論

（1）通過采取上述措施，經(jīng)加工磨削后的錐度檢具圓度可以達到0.0015 mm，直線度可以達到0.0010～0.0015 mm，表面粗糙度值為0.2μm，表面接觸面積在90%以上。

（2）運用這種精度較高的錐度檢具對 “電動機皮帶輪”零件錐孔進行檢驗，可確?！半妱訖C皮帶輪”零件錐孔的設計精度要求。

參考文獻

[1] 馮子明，張金東，顧慧彬，等.抽油機用電動機節(jié)電特性試驗研究[J].石油礦場機械，2013，42（7）：55-58.

[2] 儲凱.機械工程材料[M].重慶：重慶大學出版社，1998.

[3] 高喜賢.車工基本技術[M].北京：北京金盾出版社，1996.endprint

摘 要：為滿足抽油機電動機皮帶輪錐孔加工精度要求，進行了針對錐度檢具在加工過程中精度難以保證的原因分析，確定了相應的解決對策。現(xiàn)場應用表明：采取相應的對策能確保加工出滿足技術要求、高精度的錐度檢具。

關鍵詞：電動機 皮帶輪 錐度檢具 檢測精度

中圖分類號：TH161 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（b）-0070-02

電動機皮帶輪零件是抽油機的重要組成零件之一，錐孔的尺寸和精度要求是零件的關鍵尺寸，當錐孔加工完畢后，需要用錐度檢具進行檢查，錐度檢具是保證加工出高標準、高精度并符合技術要求的電機皮帶輪零件關鍵量具之一[1]。本文以某型號抽油機電動機皮帶輪為例，對其錐孔在加工過程中運用錐度檢具檢測的情況進行分析。

皮帶輪錐度檢具檢測皮帶輪過程如圖1所示，其圓錐表面為1︰10的錐體，量規(guī)長度為115 mm，錐面大端直徑為100 mm，表面粗糙度值Ra=0.8 pm，圓度為1 pm，直線度為2 pm；同時要求皮帶輪與錐度檢具接觸面達90%以上。

1 削磨加工過程技術問題

1.1 磨削錐度檢具時出現(xiàn)的問題

（1）1︰10圓錐表面出現(xiàn)周期性的振紋。

（2）硬度不均勻（表面色澤不均勻）。

（3）1︰10圓錐母線出現(xiàn)中間凹凸的現(xiàn)象，使圓錐表面直線度超差。

（4）接觸面積達不到技術要求，不均勻（靜置一段時間后會發(fā)生變化）。

1.2 采取的措施

（1）調(diào)整加工機床，以提高機床精度，減少機床誤差。

采取調(diào)整磨頭主軸軸承間隙（或更換精度更高的軸承）；調(diào)整主軸電動機位置及傳動帶緊張度，使磨頭與電動機之間傳動更平穩(wěn)，以減少系統(tǒng)振動而造成零件上產(chǎn)生的振紋。調(diào)整頭架及尾座部分精度，提高傳動機構(gòu)精度及零件在磨削過程中的運動精度。檢測工作臺的運動精度，清除工作臺爬行現(xiàn)象，減少零件軸向運動誤差。檢查機床的潤滑系統(tǒng)及液壓系統(tǒng)是否可靠平穩(wěn)，必要時更換潤滑油和液壓油。

（2）零件在加工前，機床應作30 min以上的空運轉(zhuǎn)，以使機床整個系統(tǒng)達到熱平衡，從而消除或減少由于機床熱變形引起的加工誤差。

（3）合理的選擇和使用工裝。在磨削錐度檢具時選擇尚未磨損過的頂尖（60°固定頂尖）和剛性較好的雞心夾頭，從而保證錐度檢具在磨削時定位良好，回轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠。

（4）注重加工刀具（砂輪）的修整。在粗加工磨削時，采用單顆粒金剛石修整筆進行砂輪的修整，同時給足高速磨削液。在精加工磨削時，采用單顆粒金剛石修整筆及油石進行砂輪的修整，以此在砂輪表面獲得更多等高微刃，此方法可以使錐度檢具錐面精加工磨削表面粗糙度達到：Ra=0.02～0.04 pm。

（5）磨削錐度檢具時首先保證中心孔的精度。研磨錐度檢具兩端中心孔，保證中心孔與頂尖有良好的接觸，這樣可以獲得良好的定位和運動回轉(zhuǎn)精度，消除因中心孔圓度誤差值超差而，不符合加工要求而造成的錐度檢具圓度值超差的問題；選擇適當?shù)拇帧⒕ハ骷庸び嗔?，減少加工應力的產(chǎn)生而造成的錐度檢具變形；選擇適當?shù)墓ぷ髋_移動速度（80～100 mm/min），零件的回轉(zhuǎn)速度（8～10 mm/min）；選擇適當?shù)哪ハ鲄?shù)：精磨時砂輪速度為30 n/s、工件速度為10 m/min、磨削厚度為0.02～0.03 mm、無火花磨削次數(shù)為8～10次；在磨削加工過程中給足高速磨削液，粗磨時選用濃度較低的削磨液；精磨時選用濃度較高的削磨液；并密切注意磨削液的清潔變化，否則會因磨削液太臟影響表面粗糙度。

（6）為解決錐度檢具材料硬度不均勻的現(xiàn)象，增加低溫回火熱處理工序，清除熱處理應力，以達到調(diào)整錐度檢具材料內(nèi)部的結(jié)構(gòu)組織，這樣不僅消除硬度不均勻的現(xiàn)象，而且還消除錐面圓度臨床檢測與靜置后儀器檢驗前后檢測數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象[2]。

2 錐度檢具的檢測[3]

由于機床本身的運動精度會與零件的運動精度重合，錐度檢具圓度的檢測不能采用在機床上測量的方法，因為這樣不可能如實反映零件的實際精度，而應在圓度儀上測量。

在加工標準圓錐或其他精度要求較高的圓錐（如錐形錐度檢具和錐形套規(guī)等）時，一般都需進行比較精密的測量。目前常用的圓錐測量方法有以下幾種：

（1）用正弦規(guī)測量圓錐體的錐角（見圖2）。在平板上放一正弦規(guī)，工件放在正弦規(guī)的表面上、下面墊進塊規(guī)，然后用百分表檢查錐形面的兩端高度，如果百分表在兩端的讀數(shù)相同，則可記下正弦規(guī)下面的塊規(guī)高度H值，帶入公式計算出錐角а，將計算結(jié)果與工件所要求的圓錐相比較，便可得出工件的錐角誤差。

錐角α的計算公式為：

sinα=H/L

式中：H為塊規(guī)高度，mm；L為正弦規(guī)兩圓柱間的中心距，mm。

（2）用精密小圓柱測量圓錐體的小端直徑（見圖3）。

測量時把工件放在平板上，在工件小端直徑的左右放2個直徑相等的精密小圓柱，然后用千分尺測量兩圓柱量棒最外端兩點的垂直距離A，帶入公式即可算出圓錐體的小端直徑d0為：

d0=A-d[1+cot（45°-α/4）]

式中：A為千分尺測量讀數(shù)，mm；d為小圓柱直徑，mm；α/2為圓錐體斜角，（°）。

3 結(jié)論

（1）通過采取上述措施，經(jīng)加工磨削后的錐度檢具圓度可以達到0.0015 mm，直線度可以達到0.0010～0.0015 mm，表面粗糙度值為0.2μm，表面接觸面積在90%以上。

（2）運用這種精度較高的錐度檢具對 “電動機皮帶輪”零件錐孔進行檢驗，可確?！半妱訖C皮帶輪”零件錐孔的設計精度要求。

參考文獻

[1] 馮子明，張金東，顧慧彬，等.抽油機用電動機節(jié)電特性試驗研究[J].石油礦場機械，2013，42（7）：55-58.

[2] 儲凱.機械工程材料[M].重慶：重慶大學出版社，1998.

[3] 高喜賢.車工基本技術[M].北京：北京金盾出版社，1996.endprint