于光超 劉文超

摘 要：量檢具的測(cè)量水平對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量具有直接影響，本文以發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋閥座跳動(dòng)檢測(cè)為例，說(shuō)明量檢具在閥座制造中的應(yīng)用及其改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：量檢具；氣門(mén)閥座跳動(dòng)檢測(cè)；圓度儀

1 概述

對(duì)于汽車(chē)行業(yè)來(lái)說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)是其中最為核心的零部件，而影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能的核心部件則是缸蓋，尤其是缸蓋閥座部位的加工質(zhì)量，更是影響整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的重要因素之一。這是因?yàn)樵诩庸み^(guò)程中受夾具剛性不足、刀具磨損、切削參數(shù)設(shè)置偏差較大，都可能影響缸蓋閥座的加工質(zhì)量，導(dǎo)致變形或振紋，達(dá)到一定程度后會(huì)引起燃燒室泄漏，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能。

2 量檢具對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響

檢具是根據(jù)不同產(chǎn)品的檢測(cè)要求和特點(diǎn)而設(shè)計(jì)和制造的一種專(zhuān)用檢測(cè)工具，包括專(zhuān)用夾具和測(cè)量附件兩部分，具體則包括定位裝置、夾緊裝置、測(cè)量裝置和輔助裝置等。測(cè)量結(jié)果用以評(píng)定產(chǎn)品是否合格。利用檢具，可對(duì)產(chǎn)品的尺寸、角度、幾何形狀、裝配精度、扭矩等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模較大，某尺寸或參數(shù)檢測(cè)頻次較高時(shí)，工件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用通用量具難以測(cè)量時(shí)；測(cè)量形位公差時(shí)應(yīng)使用檢具測(cè)量。

3 量檢具的應(yīng)用及其控制

氣門(mén)閥座加工質(zhì)量的監(jiān)控可通過(guò)測(cè)量氣門(mén)閥座跳動(dòng)公差來(lái)實(shí)現(xiàn)，跳動(dòng)公差的檢測(cè)方法直觀，一般采用專(zhuān)用的夾具即可實(shí)現(xiàn)，因此閥座跳動(dòng)檢測(cè)技術(shù)發(fā)展較快。

3.1 機(jī)械式閥座跳動(dòng)檢具

第一，測(cè)量原理。機(jī)械式閥座跳動(dòng)檢測(cè)技術(shù)含有人工操作部分，因此測(cè)量誤差較大，但測(cè)量鏈短，結(jié)果便于觀察，成本低，因此仍有廣泛的使用價(jià)值。機(jī)械式閥座跳動(dòng)檢測(cè)原理為：檢具前側(cè)以光滑圓柱心軸對(duì)導(dǎo)管孔軸線(xiàn)進(jìn)行模擬，后側(cè)用杠桿機(jī)構(gòu)和一鋼球（或杠桿千分表的表頭）與閥座錐面進(jìn)行接觸，手工旋轉(zhuǎn)檢具，同時(shí)觀測(cè)檢具上千分表的示值變化。千分表示值在一周內(nèi)的最大差值就是閥座相對(duì)于導(dǎo)管孔的跳動(dòng)誤差。

第二，誤差分析。由機(jī)械式閥座跳動(dòng)測(cè)量檢具的測(cè)量原理可知，測(cè)量精度主要由模擬導(dǎo)管孔軸線(xiàn)的心軸的型式、產(chǎn)品自身的加工精度兩方面因素決定，誤差主要來(lái)自于心軸和導(dǎo)管孔之間的配合度。

第三，改進(jìn)措施。改進(jìn)心軸型式，提高心軸制造精度是降低測(cè)量誤差的有效途徑。將原有的圓柱心軸改為錐度心軸或帶錐組合心軸可降低測(cè)量誤差，但改進(jìn)后的缺點(diǎn)是測(cè)量不方便，若用力過(guò)猛，可能會(huì)發(fā)生錐面與孔卡住的現(xiàn)象。因此，后又改進(jìn)為光滑圓柱心軸分組使用的方案，減少了配合間隙帶來(lái)的誤差。

3.2 氣動(dòng)式閥座跳動(dòng)測(cè)量檢具的使用及控制

氣動(dòng)檢測(cè)閥座跳動(dòng)的測(cè)量檢具發(fā)展較快，至今已經(jīng)歷了單噴嘴-雙噴嘴-三噴嘴-五噴嘴四個(gè)階段的發(fā)展過(guò)程。

單噴嘴氣動(dòng)式跳動(dòng)測(cè)量檢測(cè)原理：將氣動(dòng)噴嘴布置到閥座或?qū)Ч芸锥ㄎ惠S心的截面上，以球冠模擬閥座中心，以光滑圓柱心軸模擬導(dǎo)管孔軸心，以此為測(cè)量基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)檢具一周，指示表上的示值變化量即是閥座跳動(dòng)測(cè)量值。評(píng)價(jià)：與機(jī)械式測(cè)量檢具一樣，仍存在較大的誤差，但讀數(shù)較為方便，減少了讀數(shù)誤差。

雙噴嘴氣動(dòng)跳動(dòng)檢測(cè)原理：兩個(gè)氣動(dòng)噴嘴分別設(shè)置在閥座錐面和導(dǎo)管孔的截面上，并利用布置在導(dǎo)管孔下截面上的定心簧片消除心軸和導(dǎo)管孔的間隙，利用電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)檢具，消除了人為誤差，提高了測(cè)量精度。

三噴嘴氣動(dòng)式閥座跳動(dòng)檢具原理：閥座錐面一個(gè)、導(dǎo)管孔上下截面各一個(gè)，共布置三個(gè)氣動(dòng)噴嘴，其中錐面的噴嘴采用一個(gè)氣動(dòng)傳感器，導(dǎo)管孔上兩個(gè)噴嘴共用一個(gè)氣動(dòng)傳感器。而且導(dǎo)管孔截面上的兩個(gè)噴嘴的直徑不同，采取對(duì)向布置的方式，利用定位銷(xiāo)在零件上進(jìn)行輔助定位，測(cè)量精度進(jìn)一步提升。

五噴嘴氣動(dòng)式閥座跳動(dòng)檢測(cè)原理：閥座布置一個(gè)球形接觸式氣動(dòng)噴嘴，導(dǎo)管部分配兩個(gè)測(cè)量截面，四個(gè)獨(dú)立孔式氣動(dòng)噴嘴，噴嘴180°，配置專(zhuān)用定位板以固定檢具手柄。五噴嘴氣動(dòng)式閥座跳動(dòng)檢具集跳動(dòng)、同軸度、圓度測(cè)量于一體，帶有SPC統(tǒng)計(jì)分析功能，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。測(cè)量時(shí)以閥座部分加工成的一段圓弧面為測(cè)量基準(zhǔn)，通過(guò)掃描閥座所得數(shù)據(jù)計(jì)算其圓度，然后結(jié)合導(dǎo)管孔相對(duì)氣門(mén)閥座的同軸度的測(cè)量值計(jì)算閥座的跳動(dòng)。五噴嘴氣動(dòng)式閥座跳動(dòng)檢具的測(cè)量精度和速度都有了極大的提升，且故障率低，是閥座跳動(dòng)檢測(cè)的發(fā)展方向。

3.3 電感式閥座跳動(dòng)測(cè)量檢具的使用及控制

電感式閥座跳動(dòng)檢測(cè)原理與氣動(dòng)閥座跳動(dòng)檢測(cè)原理一樣，但在檢具錐面上和導(dǎo)管孔上截面布置的是電感測(cè)頭，下截面布置有彈性體的定位中心點(diǎn)，因此測(cè)量精度較高，可達(dá)到0.1μm，該儀器的誤差來(lái)源于導(dǎo)管孔下截面的單邊彈性體。其他誤差來(lái)源為電感式檢具重量較重，需要人工扶持手柄，易產(chǎn)生人為誤差。電感式檢具采用接觸式測(cè)量，容易造成導(dǎo)管孔損害，故障率相對(duì)于氣動(dòng)檢具來(lái)說(shuō)要高一些。

3.4 圓度儀測(cè)量閥座跳動(dòng)

測(cè)量原理：先利用氣門(mén)導(dǎo)管孔調(diào)平工件，然后以導(dǎo)管孔圓柱的測(cè)量結(jié)果作為基準(zhǔn)，對(duì)閥門(mén)圓錐面進(jìn)行掃描，最后計(jì)算閥座的跳動(dòng)和圓度。閥座圓度的好壞對(duì)閥座密封性影響較大，若跳動(dòng)檢具能實(shí)現(xiàn)高精度的閥座圓度的測(cè)量，可有代替閥座氣密性檢查工具的可能。

圓度儀應(yīng)用于測(cè)量閥座跳動(dòng)之初，需要依靠用專(zhuān)用支架靠人工對(duì)零件進(jìn)行調(diào)平，且測(cè)針缺乏專(zhuān)業(yè)性，降低了測(cè)量結(jié)果的效率、精度和可重復(fù)性。控制技術(shù)的應(yīng)用，使圓度儀的調(diào)平實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，專(zhuān)用測(cè)針的制造、測(cè)量軟件的開(kāi)發(fā)，極大的提高了圓度儀測(cè)量的精度、效率和重復(fù)性。

4總結(jié)語(yǔ)

量檢具的發(fā)展對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)測(cè)具有直接影響，閥座是發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋部位的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在加工過(guò)程中一定要做好質(zhì)量監(jiān)測(cè)工作，這就需要高精度、易操作、可重復(fù)的檢具，以便對(duì)加工質(zhì)量進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，從而為后續(xù)工藝的改進(jìn)提供可靠的依據(jù)。量檢具的使用和改進(jìn)，對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量的提升具有十分重要的意義。

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