笔直度测量仪在轿车发动机缸体中的使用

轿车发动机缸体的几许方位精度直接影响发动机的作业功用。为了完成对缸体加工差错的高精度、高效率丈量, 湖北轿车工业学院研发了一台EQ491 发动机缸体笔直度丈量仪,用于检测缸孔轴线相对于曲轴孔轴线的笔直度差错(要求< 0. 05mm) 和方位度差错(要求< 0. 15mm) 。

1 、丈量原理

图1 所示为发动机缸体笔直度丈量仪的丈量示意图。丈量仪首要由基座、立柱、缸体定位部件、水平方向精细翻滚导轨及导轨作业台、笔直方向精细翻滚导轨、电子塞规A、B 等部件组成。丈量时,将被测缸体放入定位部件中,移动电子塞规A 和B ,别离刺进缸孔和曲轴孔中进行丈量。电子塞规A 和B上别离装有8 个(共16 个) 精细电感传感器,它们均匀安置在两个不同的丈量截面上(如图2 所示) ,用于丈量缸孔和曲轴孔四个不同截面的半径值Ri 。

图1 发动机缸体笔直度丈量仪丈量示意图 图2 电感传感器丈量方位散布示意图

依据空间直线度差错的界说, 最小二乘鉴定法的空间直线度差错为

f = 2 ×max{ Ri} ( i = 1 ,2 , …, n)

在实践运用中,为简化核算,进步运算速度, 可用各被测点Oi 至最小二乘直线L 的差错εi 替代各被测点至最小二乘直线L 的间隔Ri ,即

f = 2 ×max{εi } ( i = 1 ,2 , …, n)

这样处理带来的差错很小,对终究核算结果的影响可忽略不计。

2 、丈量精度剖析

依据上述丈量原理,可知仪器的丈量差错首要来源于传感器差错、缸体定位差错、水平方向和笔直方向翻滚导轨的直线度差错、缸体规范件差错等。核算机A/ D 转化及数据处理差错很小,可忽略不计。下面临丈量笔直度差错T1 时的丈量差错作一剖析。

(1) 传感器差错引起的丈量差错

对笔直度差错T1 的核算公式求导后,函数T1的丈量极限差错为

设单个传感器的最大极限差错ΔRilim ≤±1μm ,H/ L = 1/ 4 ,则ΔT1lim ≤±1. 12μm。

(2) 缸体定位差错引起的丈量差错

被测缸体在丈量仪上的定位选用一面两销定位办法。当存在定位差错时,将引起丈量点禁绝,缸孔丈量偏疼。因为传感器的丈量值为孔的弦长,因而缸体定位差错引起的丈量差错为

式中,缸孔半径R = 45mm ,偏疼量e = 0. 1mm。

(3) 水平方向和笔直方向翻滚导轨直线度差错

Δ引起的丈量差错

丈量仪所用翻滚导轨的直线度精度为三级(即15μm/ 2000mm) ，则Δ= 3μm/ 400mm。Δ 引起的丈量差错为

(4) 缸体规范件差错引起的丈量差错

缸体规范件差错是影响整机丈量精度的一项要害目标。经过精心调整和检测批改,终究将规范件差错引起的丈量差错控制在ΔT4lim ≤±3μm。

(5) 差错组成

对上述各项差错进行差错组成,可得缸体笔直度丈量仪的丈量差错为

3、定论

(1) 研发了选用准直激光束作为丈量基准轴线、线阵CCD 光电器材作为传感器、由单片机进行数据收集、处理与显现的直线度主动检查仪,可对大型机床精细导轨副的直线度差错及运动精度进行高精度丈量,整机示值差错可达0.02mm。

(2) 体系光路规划选用反射靶上的角隅棱镜使光线折返,可减小丈量差错,简化整机结构,便于带着及现场运用。

(3) 选用最小二乘鉴定法编制了直线度差错鉴定软件,功用完全,运算速度快,易于把握。

经过对电感传感器测得的Ri 值进行数据处理,可用两个不同截面四点定圆心的办法模拟核算实践缸孔和曲轴孔轴线相对于规范缸孔和曲轴孔轴线的差错,并核算出缸孔轴线相对曲轴孔轴线的笔直度差错和方位度差错。笔直度差错的核算公式为

方位度差错的核算公式为