張?zhí)炝?，孔翠翠，孟艷艷，秦昆陽(yáng)

（1. 洛陽(yáng)LYC軸承有限公司，洛陽(yáng) 471039；2. 航空精密軸承國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，洛陽(yáng) 471039；3. 商丘技師學(xué)院，商丘476000）

1 前言

為了防止?jié)櫥瑒┬孤逗碗s質(zhì)進(jìn)入，軸承一般會(huì)設(shè)計(jì)密封結(jié)構(gòu)，密封的效果對(duì)軸承壽命具有重要的影響[1]。因此，軸承套圈的密封槽在加工及測(cè)量的過(guò)程中需要重點(diǎn)控制，以保證成套軸承密封的可靠性、長(zhǎng)壽命。

對(duì)于一些例如圖 1 所示的尺寸較小的密封槽，由于觸針針桿直徑的局限性，無(wú)法使用觸針式輪廓儀進(jìn)行測(cè)量。而使用樣板、量規(guī)等量具只能通過(guò)極限法定性判斷密封槽的尺寸及位置是否合格，無(wú)法進(jìn)行量化測(cè)量確定其實(shí)際尺寸，會(huì)導(dǎo)致成套軸承密封圈或防塵蓋的裝配成套性差、合格率低、追溯性差，產(chǎn)品質(zhì)量無(wú)法保證[2]。本文提出使用復(fù)制膠泥結(jié)合影像測(cè)量?jī)x對(duì)密封槽尺寸進(jìn)行測(cè)量的方法能夠準(zhǔn)確測(cè)量密封槽尺寸，指導(dǎo)加工參數(shù)的調(diào)整及確定，提高加工質(zhì)量及效率，進(jìn)而保證產(chǎn)品質(zhì)量。

圖1 某型軸承外圈密封槽示意圖

2 復(fù)制膠泥

2.1 復(fù)制膠泥的介紹及特點(diǎn)

復(fù)制膠泥是將基料和催化劑充分?jǐn)嚢韬螅止せ蚪柚z槍等工具將其置入待測(cè)量部位，固化成型的一種混合材料[3]。成型后像橡膠一樣的材料，可復(fù)制各種復(fù)雜零件內(nèi)、外表面形狀。其有以下特點(diǎn)：

（1）配制和固化時(shí)間短：易于混合，且兩組成分混合后可在十分鐘內(nèi)凝固。

（2）安全環(huán)保：無(wú)毒無(wú)污染、不蒸發(fā)、無(wú)熱量或氣味放出。

（3）無(wú)變形且取出方便：可精確復(fù)制內(nèi)、外表面形狀并且?guī)缀鯖](méi)有任何變形，固化后形變量極小，不用脫模劑即可取出。

2.2 復(fù)制膠泥的制備

針對(duì)如圖 1 所示的某型軸承外圈密封槽，復(fù)制膠泥的制備步驟如下：（1）在量杯中，按先后順序分別倒入等量的不同顏色的基料和催化劑，使兩種材料按 1:1 的比例進(jìn)行混合；（2）用攪拌棒緩緩攪動(dòng)半分鐘，一邊攪拌一邊慢慢提起攪拌棒，螺旋上升，攪拌至變?yōu)榫鶆虻念伾?；?）手工或使用膠槍將均勻混合物置入清洗后的軸承套圈密封槽的待測(cè)部位，靜置 7~10min直至固化；（4）固化后，可使用鋼針等工具將復(fù)制膠泥挑出待測(cè)。通過(guò)上述步驟即可簡(jiǎn)單快捷地利用混合膠泥精確復(fù)制出待測(cè)部位的形狀及尺寸。

制備好的復(fù)制膠泥成品如圖 2a 所示，圖示的復(fù)制膠泥為環(huán)形件的一部分，還需要使用雙刃刀具及切片臺(tái)座將環(huán)形件的圓周向的截面切取下來(lái)。利用膠泥固化后本身形變量極小的特點(diǎn)，使用影像測(cè)量?jī)x找到環(huán)形件可視邊緣的近似圓心點(diǎn)，并在切片臺(tái)座上做好標(biāo)記，以此作為切取方向，確保膠泥切片后良好的對(duì)心性。切取的厚度一般為 1mm 左右，應(yīng)避免其過(guò)薄或過(guò)厚，以最大限度地保證切取平面的平整度。切取后的復(fù)制膠泥切片如圖 2b 所示。

圖2 復(fù)制膠泥成品及切片

3 密封槽尺寸的測(cè)量

采用德國(guó) werth 的全自動(dòng)影像測(cè)量?jī)x對(duì)制備好的復(fù)制膠泥切片進(jìn)行測(cè)量。儀器使用垂直投影法，自動(dòng)聚焦待測(cè)樣品表面邊緣，通過(guò)捕捉待測(cè)樣品邊緣點(diǎn)、線、圓等元素進(jìn)行測(cè)量分析。該儀器經(jīng)校準(zhǔn)后的 XY 平面尺寸測(cè)量不確定度U = 1.0μm (k = 2)。儀器精度能夠滿足密封槽尺寸測(cè)量要求。

將復(fù)制膠泥切片水平置于影像儀的玻璃平臺(tái)上，使用下光源，自動(dòng)聚焦獲取最佳投影平面，如圖 3a 所示。操作測(cè)量軟件獲取投影平面線元素：端面線 1，密封槽側(cè)面線 2、線 3，臺(tái)階面線 4，密封槽底面線 5，并分析獲取交點(diǎn) 1、交點(diǎn) 2，如圖 3b 所示。

圖3 影像測(cè)量?jī)x測(cè)量分析示意圖

分析交點(diǎn) 1 與交點(diǎn) 2 的距離，線 1 與線 2 的角度，線 1 與線 3 的距離，線 1 與線 4 的距離。使用復(fù)制膠泥多次復(fù)制軸承套圈密封槽同一測(cè)量部位，制備復(fù)制膠泥切片在影像儀上的測(cè)量數(shù)據(jù)如表 1 所示，測(cè)量結(jié)果值符合設(shè)計(jì)要求，且測(cè)量的重復(fù)性較好。

表1 同一測(cè)量部位不同復(fù)制次數(shù)下的影像儀測(cè)量數(shù)據(jù)

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)軸承套圈密封槽同一測(cè)量部位共計(jì)五次的測(cè)量數(shù)據(jù)的整理分析，表明了使用復(fù)制膠泥結(jié)合影像測(cè)量?jī)x對(duì)密封槽尺寸進(jìn)行測(cè)量的方法準(zhǔn)確可靠，測(cè)量重復(fù)性好。解決了此類(lèi)型軸承套圈密封槽無(wú)法使用觸針式輪廓儀直接測(cè)量的問(wèn)題。避免了使用樣板、量規(guī)等量具無(wú)法定量測(cè)量導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量無(wú)法保證的問(wèn)題。且可根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)與產(chǎn)品技術(shù)要求的偏離，同時(shí)測(cè)量定制的加工刀具尺寸，指導(dǎo)加工參數(shù)的調(diào)整及確定，提高了加工質(zhì)量及效率。 的基本概念[M]. 羅繼偉, 等譯. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2009: 263-266.