于光超 刘文超
保定长城内燃机制造有限公司河北保定072650摘要 量检具的测量水平对产品的质量具有直接影响，本文以发动机缸盖阀座跳动检测为例，说明量检具在阀座制造中的应用及其改进。
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关键词 量检具；气门阀座跳动检测；圆度仪
1 概述
对于汽车行业来说，发动机是其中最为核心的零部件，而影响发动机性能的核心部件则是缸盖，尤其是缸盖阀座部位的加工质量，更是影响整个发动机性能的重要因素之一。这是因为在加工过程中受夹具刚性不足、刀具磨损、切削参数设置偏差较大，都可能影响缸盖阀座的加工质量，导致变形或振纹，达到一定程度后会引起燃烧室泄漏，影响发动机的工作性能。
2 量检具对产品质量的影响
检具是根据不同产品的检测要求和特点而设计和制造的一种专用检测工具，包括专用夹具和测量附件两部分，具体则包括定位装置、夹紧装置、测量装置和辅助装置等。测量结果用以评定产品是否合格。利用检具，可对产品的尺寸、角度、几何形状、装配精度、扭矩等参数进行测量。当产品生产规模较大，某尺寸或参数检测频次较高时，工件结构复杂，使用通用量具难以测量时；测量形位公差时应使用检具测量。
3 量检具的应用及其控制
气门阀座加工质量的监控可通过测量气门阀座跳动公差来实现，跳动公差的检测方法直观，一般采用专用的夹具即可实现，因此阀座跳动检测技术发展较快。
3.1 机械式阀座跳动检具
第一，测量原理。机械式阀座跳动检测技术含有人工操作部分，因此测量误差较大，但测量链短，结果便于观察，成本低，因此仍有广泛的使用价值。机械式阀座跳动检测原理为：检具前侧以光滑圆柱心轴对导管孔轴线进行模拟，后侧用杠杆机构和一钢球（或杠杆千分表的表头）与阀座锥面进行接触，手工旋转检具，同时观测检具上千分表的示值变化。千分表示值在一周内的最大差值就是阀座相对于导管孔的跳动误差。
第二，误差分析。由机械式阀座跳动测量检具的测量原理可知，测量精度主要由模拟导管孔轴线的心轴的型式、产品自身的加工精度两方面因素决定，误差主要来自于心轴和导管孔之间的配合度。第三，改进措施。改进心轴型式，提高心轴制造精度是降低测量误差的有效途径。将原有的圆柱心轴改为锥度心轴或带锥组合心轴可降低测量误差，但改进后的缺点是测量不方便，若用力过猛，可能会发生锥面与孔卡住的现象。因此，后又改进为光滑圆柱心轴分组使用的方案，减少了配合间隙带来的误差。
3.2 气动式阀座跳动测量检具的使用及控制
气动检测阀座跳动的测量检具发展较快，至今已经历了单喷嘴-双喷嘴-三喷嘴-五喷嘴四个阶段的发展过程。
单喷嘴气动式跳动测量检测原理：将气动喷嘴布置到阀座或导管孔定位轴心的截面上，以球冠模拟阀座中心，以光滑圆柱心轴模拟导管孔轴心，以此为测量基准旋转检具一周，指示表上的示值变化量即是阀座跳动测量值。评价：与机械式测量检具一样，仍存在较大的误差，但读数较为方便，减少了读数误差。
双喷嘴气动跳动检测原理：两个气动喷嘴分别设置在阀座锥面和导管孔的截面上，并利用布置在导管孔下截面上的定心簧片消除心轴和导管孔的间隙，利用电动机旋转检具，消除了人为误差，提高了测量精度。
三喷嘴气动式阀座跳动检具原理：阀座锥面一个、导管孔上下截面各一个，共布置三个气动喷嘴，其中锥面的喷嘴采用一个气动传感器，导管孔上两个喷嘴共用一个气动传感器。而且导管孔截面上的两个喷嘴的直径不同，采取对向布置的方式，利用定位销在零件上进行辅助定位，测量精度进一步提升。
五喷嘴气动式阀座跳动检测原理：阀座布置一个球形接触式气动喷嘴，导管部分配两个测量截面，四个独立孔式气动喷嘴，喷嘴180毅，配置专用定位板以固定检具手柄。五喷嘴气动式阀座跳动检具集跳动、同轴度、圆度测量于一体，带有SPC 统计分析功能，可实现实时监测。测量时以阀座部分加工成的一段圆弧面为测量基准，通过扫描阀座所得数据计算其圆度，然后结合导管孔相对气门阀座的同轴度的测量值计算阀座的跳动。五喷嘴气动式阀座跳动检具的测量精度和速度都有了极大的提升，且故障率低，是阀座跳动检测的发展方向。
3.3 电感式阀座跳动测量检具的使用及控制
电感式阀座跳动检测原理与气动阀座跳动检测原理一样，但在检具锥面上和导管孔上截面布置的是电感测头，下截面布置有弹性体的定位中心点，因此测量精度较高，可达到0.1滋m，该仪器的误差来源于导管孔下截面的单边弹性体。其他误差来源为电感式检具重量较重，需要人工扶持手柄，易产生人为误差。电感式检具采用接触式测量，容易造成导管孔损害，故障率相对于气动检具来说要高一些。
3.4 圆度仪测量阀座跳动
测量原理：先利用气门导管孔调平工件，然后以导管孔圆柱的测量结果作为基准，对阀门圆锥面进行扫描，最后计算阀座的跳动和圆度。阀座圆度的好坏对阀座密封性影响较大，若跳动检具能实现高精度的阀座圆度的测量，可有代替阀座气密性检查工具的可能。
圆度仪应用于测量阀座跳动之初，需要依靠用专用支架靠人工对零件进行调平，且测针缺乏专业性，降低了测量结果的效率、精度和可重复性。控制技术的应用，使圆度仪的调平实现了自动化，专用测针的制造、测量软件的开发，极大的提高了圆度仪测量的精度、效率和重复性。
4 总结语
量检具的发展对产品质量的监测具有直接影响，阀座是发动机缸盖部位的关键环节，在加工过程中一定要做好质量监测工作，这就需要高精度、易操作、可重复的检具，以便对加工质量进行准确的判断，从而为后续工艺的改进提供可靠的依据。量检具的使用和改进，对于产品质量的提升具有十分重要的意义。
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