张祝等：螺纹插装式溢流阀阀套内锥面制造的误差控制 971· 当下偏差角实际值达到1时，密封圆轴向磨削量 公差值为0.0521mm,而当下偏差角实际值达到 1.3时，密封圆轴向磨削量公差值只有0.0104mm. 由此可见，结合后续的实际制造工艺，通过式(1) 和(2)获得的上下偏差角并不适合直接作为制造 误差的极限值，结合内圆磨加工能力及其他因素 对内锥角α的要求，可对制造误差初步约束为±1°. 3内锥面制造误差控制 L-Length of grinding gauge:d-Sealing circle diameter of detection 3.1误差检测装置 图8磨削量检测装置结构图 Fig.8 Structure of the grinding quantity detection device 在阀套的实际生产过程中，不可能做到用三 坐标测量仪对每个零件都进行内锥角及密封圆轴 鉴于阀套的配合内孔与检具外圆之间存在间 向磨削量的全检，故需要设计专用的快速量具，以 隙，为了消除间隙影响以提高检测精度，采用软过 适用于实际制造的误差检测控制P-2刈 盈的浮动支撑方式.如图9所示，用于浮动支撑的 角度检测装置如图7所示，主要结构包括由一 橡胶圈张紧套装于支撑圆上，橡胶圈设置数量≥2， 组同轴的几何要素组成：①与配合内孔间隙配合 套装后的橡胶圈与阀套的配合内孔处于过盈状 的检具外圆：②用于浮动支撑的环形槽：③用于对 态，浮动支撑过盈量为0.1~0.2mm;挡圈为开口 内锥面测量的大小检测外圆；④检测外圆和端面 式，套装后挡圈外围距检具外圆保持径向间隙，挡 形成的接触锐角.检测大小圆分别位于检具主体 圈间隙量为02~0.3mm 两端，且在主体两端沿回转中心设置有工艺孔.检 具主体机加工完成后进行高硬度处理，热处理后 对工艺孔先行研磨，研磨后精磨检具外圆、环形槽 支撑圆、检测大圆、检测小圆以及两端端面，保证 精加工外圆的同轴度及两端端面相对于检测大小 圆的垂直度，精加工后保持接触锐角的成型锐边， 可采用手工软抛方式去除飞边毛刺 u-Floating support interference;-Amount of clearance of the retaining ring 图9浮动支撑结构图 Fig.9 Floating support structure drawing 检具外圆直径小于配合内孔直径的下偏差 值，以该下偏差值为基础尺寸，公差为0~-0.01mm. 环形槽支撑圆直径根据选型的浮动支撑组件选定 具体尺寸及公差，浮动支撑槽的槽宽及轴向位置， r-Acute angle of contact;Lz-Length of the tool to measure the angle; 根据阀套的配合内孔相对内锥面的轴向位置确 d-Diameter of support circle;d-Diameter of the outer circle of the inspection tool;d-Small circle diameter of detection;d-Large circle 定，让整个槽处于配合内孔的轴向位置内，且位于 diameter of detection 槽两侧的检具外圆保持一段轴向量与配合内孔相 图7角度检测装置结构图 对应配合 Fig.7 Structure of the angle detection device 根据下述的理论误差分析，检测小圆直径逼 磨削量检测装置基本结构和技术要求与角度 近进油通径，检测大圆直径逼近锥面大圆直径.保 检测装置相同，如图8所示，仅检测圆直径不同， 持直径差0.3~0.4mm,以降低检测误差：检测大小 且磨削量检测装置可设置为单头或双头，图示为 圆端、密封圆端置入阀套内接触内锥面时，需限定 单头，设置双头时，两端的检测密封圆直径一致， 检具长度，使其非检测端超出阀套端面3~5mm. 检测密封圆直径与密封外圆直径、接触密封圆直 32误差检测原理 径一致. 将内锥面母线作为斜边置于直角三角形中，当下偏差角实际值达到 1°时，密封圆轴向磨削量 公差值为 0.0521 mm，而当下偏差角实际值达到 1.3°时，密封圆轴向磨削量公差值只有 0.0104 mm. 由此可见，结合后续的实际制造工艺，通过式（1） 和（2）获得的上下偏差角并不适合直接作为制造 误差的极限值，结合内圆磨加工能力及其他因素 对内锥角 α 的要求，可对制造误差初步约束为±1°. 3    内锥面制造误差控制 3.1    误差检测装置 在阀套的实际生产过程中，不可能做到用三 坐标测量仪对每个零件都进行内锥角及密封圆轴 向磨削量的全检，故需要设计专用的快速量具，以 适用于实际制造的误差检测控制[23–24] . 角度检测装置如图 7 所示，主要结构包括由一 组同轴的几何要素组成：①与配合内孔间隙配合 的检具外圆；②用于浮动支撑的环形槽；③用于对 内锥面测量的大小检测外圆；④检测外圆和端面 形成的接触锐角. 检测大小圆分别位于检具主体 两端，且在主体两端沿回转中心设置有工艺孔. 检 具主体机加工完成后进行高硬度处理，热处理后 对工艺孔先行研磨，研磨后精磨检具外圆、环形槽 支撑圆、检测大圆、检测小圆以及两端端面，保证 精加工外圆的同轴度及两端端面相对于检测大小 圆的垂直度，精加工后保持接触锐角的成型锐边， 可采用手工软抛方式去除飞边毛刺. d2 d3 d4 L2 r dt dt r r—Acute angle of contact; L2—Length of the tool to measure the angle; dt—Diameter of support circle; d2—Diameter of the outer circle of the inspection tool; d3—Small circle diameter of detection; d4—Large circle diameter of detection 图 7    角度检测装置结构图 Fig.7    Structure of the angle detection device 磨削量检测装置基本结构和技术要求与角度 检测装置相同，如图 8 所示，仅检测圆直径不同， 且磨削量检测装置可设置为单头或双头，图示为 单头，设置双头时，两端的检测密封圆直径一致， 检测密封圆直径与密封外圆直径、接触密封圆直 径一致. d2 d5 L3 dt r L3—Length of grinding gauge; d5—Sealing circle diameter of detection 图 8    磨削量检测装置结构图 Fig.8    Structure of the grinding quantity detection device 鉴于阀套的配合内孔与检具外圆之间存在间 隙，为了消除间隙影响以提高检测精度，采用软过 盈的浮动支撑方式. 如图 9 所示，用于浮动支撑的 橡胶圈张紧套装于支撑圆上，橡胶圈设置数量≥2， 套装后的橡胶圈与阀套的配合内孔处于过盈状 态，浮动支撑过盈量为 0.1～0.2 mm；挡圈为开口 式，套装后挡圈外围距检具外圆保持径向间隙，挡 圈间隙量为 0.2～0.3 mm. μ ε D0 d2 μ—Floating support interference; ε—Amount of clearance of the retaining ring 图 9    浮动支撑结构图 Fig.9    Floating support structure drawing 检具外圆直径小于配合内孔直径的下偏差 值，以该下偏差值为基础尺寸，公差为 0～–0.01 mm. 环形槽支撑圆直径根据选型的浮动支撑组件选定 具体尺寸及公差，浮动支撑槽的槽宽及轴向位置， 根据阀套的配合内孔相对内锥面的轴向位置确 定，让整个槽处于配合内孔的轴向位置内，且位于 槽两侧的检具外圆保持一段轴向量与配合内孔相 对应配合. 根据下述的理论误差分析，检测小圆直径逼 近进油通径，检测大圆直径逼近锥面大圆直径，保 持直径差 0.3～0.4 mm，以降低检测误差；检测大小 圆端、密封圆端置入阀套内接触内锥面时，需限定 检具长度，使其非检测端超出阀套端面 3～5 mm. 3.2    误差检测原理 将内锥面母线作为斜边置于直角三角形中， 张    祝等： 螺纹插装式溢流阀阀套内锥面制造的误差控制 · 971 ·