保持架鉚釘孔位置度測量方法

針對深溝球軸承分離型半保持架鉚釘孔孔徑較小，三坐標測量機測頭在孔中移動(dòng)距離受限，無(wú)法測量孔位置度的問(wèn)題，利用三維光學(xué)測量?jì)x，采用1/2最大極角偏差修正方法，在極坐標系實(shí)現了小孔徑孔位置度的測量，并通過(guò)實(shí)例驗證了該方法的可行性。

對于深溝球軸承分離型半保持架，鉚釘孔鉚合的準確程度決定保持架的結構精度，從而影響軸承壽命。隨著(zhù)加工設備的自動(dòng)化以及加工工藝的改進(jìn)，鉚釘孔加工精度也隨之提升，為驗證鉚釘孔加工精度并提供測量數據以指導加工工序，需進(jìn)行鉚釘孔位置度測量。

通常，采用三坐標測量機測量孔位置度，對于鉚釘孔孔徑小于0.9 mm的半保持架，受三坐標測頭直徑與測頭在孔中移動(dòng)距離的限制，無(wú)法測量孔位置度。為解決類(lèi)似的小孔徑孔位置度無(wú)法測量的問(wèn)題，嘗試采用三維光學(xué)測量?jì)x進(jìn)行非接觸測量，并通過(guò)試驗、數據分析驗證了該方法的可行性。

1 測量原理

三維光學(xué)測量?jì)x是集光學(xué)、機械、電子、計算機圖像處理等技術(shù)于一體的測量?jì)x器，可以高精度、高效率地測量各種復雜工件的尺寸、角度及位置等。

1.1  測量方法及過(guò)程

分離型半保持架鉚釘孔采用外徑定位加工且均勻分布在保持架表面，各孔互為基準，通過(guò)夾具將半保持架固定在測量平臺的適當位置。

1.1.1  粗建坐標系

將被測件放在三維光學(xué)測量?jì)x平臺的適當位置固定。根據加工定位方式測量基準圓，將鏡頭移至基準圓中心，清空x,y,z軸坐標，完成工件定位。

1.1.2  精建坐標系

在基準圓上測量一點(diǎn)，根據基準圓直徑的大小陣列此點(diǎn)6~12次并使其均勻覆蓋整個(gè)圓周，自動(dòng)測量其余點(diǎn)數并將測量點(diǎn)擬合為基準圓。選取其中一個(gè)鉚釘孔進(jìn)行全自動(dòng)測量，將得到的基準圓、鉚釘孔圓構造坐標系x,y,z軸，完成精建坐標系，如圖1所示。

圖1 精建坐標系

Fig.1 Refined coordinate system

1.1.3  自動(dòng)測量鉚釘孔

測量其中一個(gè)鉚釘孔，復制此孔測量方式，切換至極坐標并陣列此孔，陣列次數根據實(shí)際孔數決定，自動(dòng)測量所有鉚釘孔。

1.1.4  評價(jià)位置度

在極坐標系下選擇其中一個(gè)孔，點(diǎn)擊Nominal按鍵后出現該孔極坐標下的極徑和極角，根據圖紙要求將理論值與公差輸入相應表格，利用極角和極徑計算位置度。按照該步驟依次計算其余的孔位置度。

1.2  測量過(guò)程中的數據處理

鉚釘孔位置度測量基于極徑和極角的偏差進(jìn)行計算，測量時(shí)若以其中一個(gè)孔為基準，評價(jià)其余孔位置度時(shí)會(huì )導致整體偏離公稱(chēng)值。這是由于所有孔的極角均偏離公稱(chēng)值，而分離型半保持架鉚釘孔加工過(guò)程中各孔互為基準，將其中一個(gè)孔作為基準進(jìn)行評價(jià)不符合實(shí)際要求。

同樣，在三坐標測量機上測量互為基準的孔位置度時(shí)，亦不能以其中一個(gè)孔作為基準進(jìn)行評價(jià)，但由于每個(gè)孔能夠串動(dòng)一定的角度，可以通過(guò)坐標系旋轉進(jìn)行評價(jià)，旋轉原則遵循1/2公差原則。然而，三維光學(xué)測量?jì)x無(wú)法旋轉坐標系，研究后決定采用極角修正的方法進(jìn)行評價(jià)，修正參數為極角偏差最大極差的1/2，如圖2所示。