楊興厚

摘 要：圓弧端齒是一種精密端面花鍵，用于工件之間端面聯(lián)結(jié)，起定心和傳扭作用。圓弧端齒量規(guī)專用于圓弧端齒工件的檢驗(yàn)。文章對(duì)圓弧端齒量規(guī)的檢定方法進(jìn)行了較為詳細(xì)的論述。

關(guān)鍵詞：圓弧端齒；圓弧端齒量規(guī)；著色檢查

1 概述

圓弧端齒是用于構(gòu)成軸系結(jié)構(gòu)的精密端面聯(lián)結(jié)，它實(shí)際上是一種精密的端面花鍵聯(lián)軸器。它具有嚙合精度高、自動(dòng)定心好、能傳遞較大扭矩，并能將復(fù)雜的整體結(jié)構(gòu)分成幾部分簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，便于設(shè)計(jì)、制造、安裝等一系列優(yōu)點(diǎn)。圓弧端齒量規(guī)是保證圓弧端齒加工精度和互換性的標(biāo)準(zhǔn)量具，它通過建立三級(jí)實(shí)物傳遞體系，以實(shí)物傳遞的方式保證工件端齒加工質(zhì)量和互換性。根據(jù)使用頻率的不同，端齒量規(guī)分為三個(gè)級(jí)別，由低到高依次為原始量規(guī)、校對(duì)量規(guī)和工作量規(guī)。其中，原始量規(guī)只有一套，僅用于校準(zhǔn)校對(duì)量規(guī)；校對(duì)量規(guī)僅用于校準(zhǔn)工作量規(guī)；工作量規(guī)用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)工件。

2 圓弧端齒量規(guī)的校準(zhǔn)

2.1 校準(zhǔn)周期

圓弧端齒量規(guī)應(yīng)定期進(jìn)行檢測(cè)，其中校對(duì)量規(guī)的校準(zhǔn)周期為24個(gè)月，工作量規(guī)的校準(zhǔn)周期為12個(gè)月。

2.2 校準(zhǔn)程序

圓弧端齒量規(guī)應(yīng)按照校準(zhǔn)周期要求，定期送往具有資質(zhì)的專業(yè)計(jì)量部門進(jìn)行校準(zhǔn)并標(biāo)識(shí)。圓弧端齒量規(guī)應(yīng)成對(duì)校準(zhǔn)。在校準(zhǔn)周期內(nèi)，原始量規(guī)與校對(duì)量規(guī)由計(jì)量部門保存，工作量規(guī)由使用單位保存和使用。

2.3 校準(zhǔn)項(xiàng)目

圓弧端齒量規(guī)的檢測(cè)由單件檢查和配對(duì)檢查兩部分組成，共計(jì)六項(xiàng)。其中單件檢查包括三項(xiàng)：（1）基準(zhǔn)形位公差檢查；（2）齒形檢查；（3）齒面支撐率檢查。配對(duì)檢查包括三項(xiàng)：（1）著色檢查；（2）齒頂高及疊加尺寸檢查；（3）組合跳動(dòng)檢查。

2.4 標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)

2.4.1 清洗及目視檢查

圓弧端齒量規(guī)在進(jìn)行每項(xiàng)檢查前都應(yīng)對(duì)其進(jìn)行清洗和目視檢查。圓弧端齒量規(guī)的清洗介質(zhì)為干凈的汽油。目視檢查主要利用輔助光源和放大鏡檢查表面有無劃傷、磕傷、毛刺、突起、凹下等缺陷。

2.4.2 圓弧端齒量規(guī)的基準(zhǔn)檢查

圓弧端齒量規(guī)的基準(zhǔn)檢查主要包括軸向基準(zhǔn)端面的平面度、徑向基準(zhǔn)面的圓柱度、徑向基準(zhǔn)對(duì)軸向基準(zhǔn)的垂直度三項(xiàng)。檢測(cè)設(shè)備為圓度儀。具體步驟如下：（1）將夾具安裝在圓度儀回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，粗找正夾具；（2）將圓弧端齒量規(guī)安裝在夾具上；（3）使用圓柱度儀自動(dòng)調(diào)心找正功能找正量規(guī)基準(zhǔn)面；（4）測(cè)量三項(xiàng)技術(shù)要求，記錄實(shí)際值。

2.4.3 圓弧端齒量規(guī)的齒形檢查

圓弧端齒量規(guī)的齒形檢查主要包括壓力角、齒全高、齒根圓角、山形底高四項(xiàng)。檢測(cè)設(shè)備為輪廓儀。具體步驟如下：（1）按磨端齒時(shí)砂輪與量規(guī)的中心距參數(shù)調(diào)整輪廓儀測(cè)量方向沿齒面法向；（2）測(cè)頭放置在齒頂面上，啟動(dòng)輪廓儀自動(dòng)測(cè)量程序；（3）在輪廓儀控制軟件上放大20-40倍，測(cè)量規(guī)定的四項(xiàng)技術(shù)要求，打印輸出。

2.4.4 圓弧端齒量規(guī)支撐率的檢查

圓弧端齒量規(guī)支撐率的檢查主要檢測(cè)齒面接觸區(qū)支撐率。檢測(cè)設(shè)備為輪廓儀。具體步驟如下：（1）將夾具安放在輪廓儀工作臺(tái)上；（2）將圓弧端齒量規(guī)安裝在夾具上，調(diào)整夾具使輪廓度儀測(cè)頭與齒側(cè)面基本垂直；（3）測(cè)頭放置在齒側(cè)面上，啟動(dòng)輪廓度儀自動(dòng)測(cè)量程序；（4）在輪廓度儀控制軟件上分析齒面支撐率，打印輸出。

2.4.5 圓弧端齒量規(guī)的著色檢查

著色檢查是一種綜合檢查方法，主要用于表征圓弧端齒的配合接觸情況。此外，著色檢驗(yàn)還表征端齒沿周均布的情況。如果圓弧端齒存在較大的齒距誤差，沿周著色率就會(huì)降低很多。圓弧端齒的均分誤差也可以在齒輪測(cè)量?jī)x上定量檢查，但這只是一個(gè)輔助分析方法，不能取代綜合著色檢查。

圓弧端齒量規(guī)的著色檢查主要檢測(cè)每齒著色率和沿周著色率。具體步驟如下：（1）被測(cè)量規(guī)沿周基本均布標(biāo)記4個(gè)齒，分別是1、2、3、4；上級(jí)（配對(duì)）量規(guī)標(biāo)記一個(gè)位置，為A；（2）使用雙刷系統(tǒng)涂藍(lán)油。用植物刷將著色藍(lán)油均勻涂在被測(cè)量規(guī)全部齒面上，保證著色均勻；（3）使用雙刷系統(tǒng)涂黃油。用植物刷將著色黃油均勻涂在上級(jí)量規(guī)齒面上，保證著色均勻；（4）用干凈的壓縮空氣清理兩個(gè)量規(guī)的著色齒面；（5）被測(cè)量規(guī)端齒一面向上放置在平臺(tái)上，按標(biāo)記A對(duì)標(biāo)記1對(duì)正，小心地將上級(jí)量規(guī)與被測(cè)量規(guī)嚙合；（6）用膠錘敲打上級(jí)量規(guī)的大端面，擊打部位在端齒直徑上，沿周均布；（7）小心地將一對(duì)端齒副分離開；（8）在強(qiáng)光源下，整體觀察分析著色情況；（9）使用帶標(biāo)尺放大裝置，測(cè)量著色條帶長(zhǎng)度和寬度，逐齒記錄著色情況，統(tǒng)計(jì)每齒著色率和沿周著色率；（10）按標(biāo)記A對(duì)2、A對(duì)3、A對(duì)4，重復(fù)（2）-（9）操作三次；（11）取四次當(dāng)中最小值記錄在專用表格上。

2.4.6 圓弧端齒量規(guī)齒頂高及疊加尺寸的檢查

齒頂高及疊加尺寸用于確定圓弧端齒節(jié)平面在量規(guī)上的軸向位置。齒頂高和疊加尺寸的檢查是利用上級(jí)量規(guī)校準(zhǔn)確定下級(jí)量規(guī)的齒頂高和疊加尺寸。其方法是將上級(jí)量規(guī)的齒頂高和疊加尺寸作為已知理論值使用，按照最簡(jiǎn)捷的線性尺寸加減路徑來標(biāo)定量規(guī)的齒頂高實(shí)際值和疊加尺寸實(shí)際值。

圓弧端齒量規(guī)齒頂高及疊加尺寸的檢查主要在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上完成。具體步驟如下：（1）將被測(cè)量規(guī)端齒向上放置在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)工作臺(tái)上；（2）以三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)工作臺(tái)面為參考建立坐標(biāo)系，工作臺(tái)面為XY平面；（3）檢查被測(cè)量規(guī)齒頂面對(duì)測(cè)量機(jī)臺(tái)面的平行度不大于0.003；（4）在被測(cè)量規(guī)齒頂面上基本均布采集四點(diǎn)，測(cè)量記錄四點(diǎn)對(duì)XY平面的高度值z(mì)1、z2、z3、z4；（5）分析高度值z(mì)1、z2、z3、z4的離散度不大于0.003。計(jì)算量規(guī)總高度值A(chǔ)=（z1+z2+z3+z4）/4；（6）將上級(jí)量規(guī)端齒向下，各齒頂面相對(duì)，放置在被測(cè)量規(guī)齒頂面上；（7）檢查上級(jí)量規(guī)軸向基準(zhǔn)面對(duì)測(cè)量機(jī)臺(tái)面的平行度不大于0.005；（8）在上級(jí)量規(guī)軸向基準(zhǔn)面上基本均布采集四點(diǎn)，測(cè)量記錄四點(diǎn)對(duì)XY平面的高度值z(mì)11、z12、z13、z14；（9）分析高度值z(mì)11、z12、z13、z14的離散度不大于0.005。計(jì)算疊加總高度值B=（z11+z12+z13+z14）/4；（10）將上級(jí)量規(guī)端齒向下，與被測(cè)量規(guī)嚙合；（11）檢查上級(jí)量規(guī)軸向基準(zhǔn)面對(duì)測(cè)量機(jī)臺(tái)面的平行度不大于0.005；（12）在上級(jí)量規(guī)軸向基準(zhǔn)面上基本均布采集四點(diǎn)，測(cè)量記錄四點(diǎn)對(duì)XY平面的高度值z(mì)21、z22、z23、z24；（13）分析高度值z(mì)21、z22、z23、z24的離散度不大于0.005。計(jì)算疊加總高度值C=（z21+z22+z23+z24）/4；（14）計(jì)算被測(cè)量規(guī)的疊加尺寸X=C-X1。計(jì)算被測(cè)量規(guī)的齒頂高S=A-X；（15）校核B-C=S+S1，差值應(yīng)不大于0.002。

2.4.7 圓弧端齒量規(guī)組合跳動(dòng)的檢查

圓弧端齒量規(guī)組合跳動(dòng)的檢查主要檢測(cè)徑向跳動(dòng)和軸向跳動(dòng)兩項(xiàng)。檢測(cè)設(shè)備為圓度儀。具體步驟如下：（1）按沿周基本均布，在被測(cè)量規(guī)上標(biāo)記四個(gè)端齒，分別為a、b、c、d，在上級(jí)量規(guī)上標(biāo)記一個(gè)齒槽A；（2）將夾具安裝在圓度儀回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，粗找正夾具；（3）將上級(jí)量規(guī)安裝在夾具上；（4）按照標(biāo)記a對(duì)A對(duì)正，小心地將被測(cè)量規(guī)與上級(jí)量規(guī)嚙合；（5）使用圓柱度儀自動(dòng)找正功能找正上級(jí)量規(guī)基準(zhǔn)面；（6）測(cè)量?jī)身?xiàng)技術(shù)要求，記錄實(shí)際值；（7）分別按b對(duì)A、c對(duì)A、d對(duì)A重復(fù)（4）-（6）操作；（8）取四次測(cè)量結(jié)果的最大值記錄在專用表格上。