孔口双倒角深度检具的设计.pdf

902023,61(8)总第7 0 8 期机械制造检测试验孔口双倒角深度检具的设计王冬薛飞周世楠李赢丽沈钰承金少杰上汽大众汽车有限公司上海201805摘要：针对孔口双倒角深度尺寸的检验需求，设计制作了一种孔口双倒角深度检具。介绍了这一检具的结构和原理，分析了这一检具的技术特点。这一检具操作简便，测量准确，能够在一次测量过程中直接读出两个倒角的小端深度，具有一定的推广价值。关键词：孔口倒角深度检具设计中图分类号：TG802文献标志码：A文章编号：1 0 0 0-4 9 9 8（2 0 2 3)0 8-0 0 9 0-0 3Abstract:In view of the inspection need of the double chamfer depth dimension of the orifice,a orificedouble chamfer depth gauge was designed and manufactured.The structure and principle of this gauge wereintroduced,and the technical characteristic of this gauge was analyzed.This gauge is easy to operate,accuratein measurement,and can directly read the small-end depths of two chamfers in one measurement process,which has certain promotion value.Keywords:OrificeChamferingDepthGraugeDesign1设计背景某车型发动机测速传感器和橡胶密封圈一起压人缸体安装孔实现密封。压装过程中，偶尔有橡胶密封圈被缸体孔口挤压，产生切边现象，如图1 所示。因此，在德国大众新型号发动机设计时，将这一孔倒角由45单倒角改为30 和6 0 组成的双倒角，并由此带来了双倒角深度检测的问题。橡胶密封阁图1密封橡胶圈孔口切边EA888发动机缸体4 B203孔是安装测速传感器的安装孔，这一孔的技术要求为18.4mm0.2mm及20.8H9mm阶梯孔，如图2 所示。为避免压装过程中橡胶密封圈被切边，方便导向，在孔口设计有30 4和6 0 4 的双倒角结构。加工过程按照先面后孔的工艺原则，采用钻铰工艺路线。先用面铣刀对安装面进行粗、精铣，再用带倒角的阶梯钻将孔钻成18.4mm及20.3mm阶梯孔，同时加工出双倒角。最后用20.8mm铰刀将20.3mm孔铰至20.8H9mm的图纸要求。由工艺可知，双倒角的深度与铣面尺寸、阶梯钻深度、铰刀直径都有关系。双倒角的角度由阶梯钻倒角刃口尺寸保证，孔径采用光面塞规和内径量表测量,而30 4、2 mm0.5mm和6 0 4 1 mm0.25mm的双倒角深度尺寸却没有随线检具，在批量生产过程中存在一定的质量风险。尤其当更换新刀或者刀具磨损后，都会对倒角深度尺寸产生较大变化。因此，需要一种测量孔口双倒角深度的检具来可靠保证产品的质量。2现有测量技术现有测量技术有两种。第一，采用轮廓仪测量孔口双倒角的截面轮廓，成本较高，并且只能在测量室中使用，不便于生产现场检测，效率较低，不适合用于产品随线抽检。第二，将直径合适的钢球放人倒角处，通过三坐标912023,61(8)总第7 0 8 期机械制造?检测试验A放天t干。0。干。0 910.2520.510.50.5图2EA888发动机缸体4 B203孔测量仪测量钢球尺寸推测加工孔的深度。这一方案尺寸换算较为复杂，需要制作两种不同直径的钢球以适应30 4 和6 0 4 的双倒角测量要求，并且同样存在设备成本高、测量效率低的问题针对缸体安装孔孔口双倒角深度尺寸检测这一难题，笔者设计了孔口双倒角深度检具。3检具设计孔口双倒角深度检具结构如图3所示。内导套与弹簧一起放人外导套，用限位螺钉通过外导套上的螺纹孔卡在内导套的环形槽内，限制内导套的轴向移动。轴与弹簧一起放人内导套，将活动板通过螺栓与轴连接，限制轴的轴向移动。将导杆支架通过螺纹与活板连接，预紧抱箍。将上盖板通过螺栓与外套连接，将导杆支架通过螺纹与上盖板连接，预紧抱箍。将百分表与表架、导杆预装后再装人两处导杆支架上。4检测方法孔口尺寸如图4 所示。使用时，将检具轴前端的圆锥对准发动机缸体上传感器安装孔的倒角，用力按下，使发动机外套的端面与孔口的端面贴紧。当轴前部4 0 圆锥与孔口30 倒角圆锥面小端相接触时，轴克服弹簧力的作用，带动活板和导杆在右侧百分表上显示出孔口端面到30 处2 mm0.5mm尺寸的深度。活板带动导杆支架，与左侧的导杆、表架、百分表向上移动。同时内导套前部50 圆锥面与孔口6 0 倒角大端相接触，克服弹簧压力向上移动压缩导杆，在左侧百分表上显示出1 mm0.25mm尺寸的深度。5技术特点利用轴、内导套、外导套的结构分别拟合30 4、604、孔口表面三处测量要素，并将左侧百分表架固定在拟合30 4 倒角边线的活板上，表头测量在拟合6 0 4 倒角边线的内导套上，直接测出30 4、604两边线的距离。isKW:0.01SKW:0.01MB:0.40MB:+0.8iSI-90SI-18&百分表十+表架导杆抱箍导杆支架上盖活板导杆-M5螺钉外导套一内导套限位螺钉轴弹簧弹簧M6螺栓图3孔口双倒角深度检具结构SOFZWMSTOFIWMWM302WM1525018606840$20.826WM20.8H921.10.0221.930.02图4孔口尺寸利用轴、外导套的结构分别拟合30 4、孔口表面两处测量要素，并将右侧百分表架固定在拟合上盖上，直接测出30 4 到孔口表面的距离。922023,61(8)总第7 0 8 期机械制造日月（编辑上接第6 8 页）罡）（编辑检测试验轴的前部锥度为4 0 0.0 5，直径为2 1.1 mm0.02mm，保证与孔30 4 处小端接触。内套前部锥度为50 0.0 5，直径为2 1.93mm0.02mm，保证与孔6 0 4 处大端接触。6结束语孔口双倒角深度检具实物如图5所示。与现有测量技术中的解决方案相比，这一检具结构简单，制造维护方便，可靠性好，使用操作容易，检测精度高，有较高的推广价值，适合推广使用。参考文献1周砚云，王齐安，高克里.机械加工专用检具图册M.北京：机械工业出版社，1 991.2张辉.钢球式锥孔检测工具 J.机械制造，1 997,35（6）：39.3秦辉敏,袁雪枫.汽车VL外星轮滚道专用检具的研制 J.机械制造,2 0 1 6,54(6):6 2-6 5.4薛飞，黄忠，黄迪.金属切削过程模拟技术在缸体AF240工序提升刀具寿命的应用 J.金属加工（冷加工），2 0 2 2(8):55 60.5薛飞.检验连杆激光涨断位置检具的设计 C/2021年15WU Z,BAO H,LIU L,et al.Numerical Investigation of thePerformance of Cutting Tools in Cutting of Ti-6Al-4VAlloysJ.TheInternational Journal of AdvancedManufacturing Technology,2020,108:463-474.16PANG K,WANG D Z.Study on the Performances of theDrilling Process of Nickel-based Superalloy Inconel 718with Differently Micro-textured Drilling Tools J/OL.International Journal of Mechanical Sciences,2020,180,https:/doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2020.105658.17FEZAI N,CHAABANIIL,NIANGNF,etal.Characterization of Friction for the Simulation of Multi-passOrthogonal Micro-cutting of 316L Stainless SteelJ.Procedia CIRP,2022,108:845-850.18 DEMIRAL M,ABBASSI F,KHATIRKAR R.An Investigationon the Influence of Cutting Speed and Thermal Softening inMicro-cutting of Single Crystal J/OL.Journal of the BrazilianSociety of Mechanical Sciences and Engineering,2022,44,https:/doi.org/10.1007/s40430-021-03333-6.19王浩威.SiCp/Al复合材料微细切削仿真及其可加工性改善工艺研究 D.武汉：华中科技大学,2 0 2 0.20CHAABANI L,PIQUARD R,ABNAY R,et al.Study of theInfluence of Cutting Edge on Micro Cutting of HardenedSteel Using FE and SPH Modeling J/OL.Micromachines,2022,13(7),https:/doi.org/10.3390/mi13071079.八图5孔口双倒角深度检具实物全国金属材料失效分析专题培训研讨会，上海，2 0 2 1.6薛飞.缸体专机铣刀盘辅助装卸装置 J金属加工（冷加工）,2 0 2 2(7)：51-52,55.7薛飞.连杆大孔滚压刀具高效安放滚珠的防错工具.金属加工（冷加工）,2 0 2 1（1 2）：32-34.A收稿时间：2 0 2 3-0 1作者简介：王冬（1 98 6 一），男，工程师，主要研究方向为机械制造。21王帅洁，许金凯，刘启蒙，等.Inconel718微切削最小切削厚度有限元仿真与试验研究 J.工具技术,2 0 2 1,55（1 0)：28-34.22黎宇嘉，黄兵，鲁娟，等.基于有限元模拟的TI6AL4V铣削过程参数多目标优化 J.中国机械工程,2 0 2 1,32（1 3)：1555-1561,1570.23 SARAVANAMURUGAN S,SUNDAR B S,PRANAV R S,et al.Optimization of Cutting Tool Geometry and MachiningParametersinTurningProcessJ.Materialstoday:Proceedings,2021,38(5):3351-3357.24SUMESH C S,RAMESH A.Optimization and Finite ElementModeling of Orthogonal Turning of Ti6Al4V Alloys:AComparative Study of Different Optimization Techniques J.Engineering Solid Mechanics,2023,11(1):11-22.25岳彩旭，刘鑫，刘智博，等.基于有限元仿真的拼接模具铣削用刀具优化 J.中国机械工程，2 0 2 0,31（1 7）：2 0 8 5-2094.26陈良骥，魏子森.7 0 7 5-T651铝合金铣削参数与刀具几何参数的多目标同步优化方法J.表面技术,2 0 2 2,51（4）：263 274,383.A收稿时间：2 0 2 3-0 4作者简介：程格（1 991 一），女，讲师，主要研究方向为先进制造技术。