发动机缸孔密封槽直径检具的制作方法

本发明涉及一种检具，特别是一种发动机缸孔密封槽直径检具，属于机械工装领域。

背景技术：

对于装配湿式缸套的发动机缸体，缸孔内的水道密封槽的加工尺寸对缸套的最终装配质量有着极其重要的影响。若水道密封槽的直径加工过小，则会导致缸套安装后密封圈变形量较大，影响其寿命；若水道密封槽的直径加工过大，则会使得密封圈与缸套的接触不紧密，更有甚者会导致渗水泄露，最终降低发动机的整体性能参数。

因此需要对缸孔内的水道密封槽进行精密的测量，现有技术中比较常用的测量方式是采用大型的三坐标测量设备对密封槽直径进行检测。但采用三坐标进行检测，周期较长，在一定程度上会造成资源浪费，且由于密封槽位置及形状均较为特殊，故需要配备专用的测针，检测成本也相对较高。故急需研发一款测量精度高且便于操作的专用测量工具。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种发动机缸孔密封槽直径检具，以解决现有技术中的不足，它用于发动机缸孔密封槽直径的检测，具有结构简单、制造成本低、便于操作和测量精度高的优点。

本发明提供了一种发动机缸孔密封槽直径检具，包括检具主体、凸轮调节机构、连接杆机构、测杆机构、支座和百分表，所述检具主体的顶部具有上安装盘，所述支座固定安装在所述上安装盘上，所述百分表和所述凸轮调节机构安装在所述支座上，所述检具主体的底部焊接有下安装盘，所述下安装盘上具有沿水平方向布置的安装槽，所述测杆机构活动安装在所述安装槽内，所述连接杆机构的两端分别与所述上安装盘和所述下安装盘转动连接，所述百分表通过所述连接杆机构与所述测杆机构连接。

前述的发动机缸孔密封槽直径检具中，优选地，所述支座上设有凸轮安装孔和百分表安装孔，所述凸轮安装孔沿竖直方向设置，所述百分表安装孔沿水平方向设置，所述百分表安装孔采用开档孔，靠近所述百分表安装孔的位置设有与其垂直布置的光孔和锁紧螺纹孔；所述百分表的套筒安装在所述百分表安装孔内。

前述的发动机缸孔密封槽直径检具中，优选地，所述凸轮调节机构包括凸轮、弹性卡环和L形手柄，所述凸轮的底部设有安装销轴，所述安装销轴转动安装在所述凸轮安装孔内，所述安装销轴下端的外壁上开设有环形凹槽，所述弹性卡环卡接在所述环形凹槽内；所述凸轮上设有沿水平方向布置的安装孔，所述L形手柄的一端固定安装在所述安装孔内。

前述的发动机缸孔密封槽直径检具中，优选地，所述连接杆机构包括转动轴、上摆臂和下摆臂，所述转动轴沿竖直方向设置，其两端分别与所述上安装盘和所述下安装盘转动连接，所述上摆臂固定安装在所述转动轴的上端，所述下摆臂固定安装在所述转动轴的下端，所述下安装盘上开设有切口槽，所述下摆臂位于所述切口槽内；所述上摆臂与所述百分表搭接连接；所述下摆臂与所述测杆机构搭接连接。

前述的发动机缸孔密封槽直径检具中，优选地，所述转动轴的上端和下端的外壁上均设有安装平面，所述上摆臂和所述下摆臂的形状和结构完全相同，其横截面形状均为“哨子形”，其结构包括一体成型的安装部和长臂，所述安装部上设有摆臂安装孔和垂直于所述摆臂安装孔的侧面螺栓孔，所述上摆臂和所述下摆臂通过所述摆臂安装孔分别插接在所述转动轴的两端，所述侧面螺栓孔内安装有锁紧螺栓，所述锁紧螺栓与所述安装平面相抵接。

前述的发动机缸孔密封槽直径检具中，优选地，所述测杆机构包括测杆、压缩弹簧和连接销，所述测杆插接在所述安装槽内，所述测杆包括轴、测头和轴肩，所述测头与所述轴的一端固定连接，所述轴的另一端设有沿竖直方向布置的通孔，所述连接销的一端固定安装在所述通孔内，所述轴肩设置所述轴与测头的连接位置；所述安装槽内具有台阶限位部，所述压缩弹簧套接在所述轴上，其一端与所述轴肩相抵接，另一端与所述台阶限位部相抵接；所述连接销与所述下摆臂相抵接。

前述的发动机缸孔密封槽直径检具中，优选地，所述检具主体沿圆周方向均布4个大小完全一样的腰型孔。

前述的发动机缸孔密封槽直径检具中，优选地，所述检具主体的顶部安装有安装套，所述安装套与所述检具主体通过螺栓固定连接，所述安装套的外壁上设有2个手柄。

前述的发动机缸孔密封槽直径检具中，优选地，所述检具主体的外壁上套接有上隔套，所述上隔套与所述检具主体之间为过盈配合；所述下安装盘上设有下隔套，所述下隔套与所述下安装盘之间为过盈配合。

与现有技术相比，本发明提供了一种检测发动机缸孔密封槽直径的专用工具，其包括检具主体、凸轮调节机构、连接杆机构、测杆机构、支座和百分表，所述检具主体的顶部具有上安装盘，通过测杆机构与发动机缸孔密封槽内壁的相互作用，将测杆机构上测杆的运动量通过连接杆机构传递给百分表，通过百分表读出发动机缸孔密封槽内径的数据，经过对发动机缸孔密封槽内径不同位置的测量最终计算出误差值，从而判断发动机缸孔密封槽的内径是否合格。

通过凸轮调节机构的设计，便于本检具校零和检测，能够更好的保护测杆机构。

经过实践证明，该检具结构稳定，使用方便，测量精度较高，不仅保证了加工质量，同时降低了对三坐标测量设备的依赖性。另外，还具有结构简单和制造成本低的优点。

附图说明

图1是本发明整体结构的剖视图；

图2是图1的E向视图；

图3是图1的A-A视图；

图4是图3的B-B视图；

图5是上隔套的剖视图；

图6是检具主体与下安装盘的装配全剖视图；

图7是图6的C-C剖面图；

图8是图6的D向视图；

图9是测杆的主视图；

图10是下隔套的全剖视图；

图11是L形手柄的主视图；

图12是支座的俯视图；

图13是支座的侧视图；

图14是凸轮和安装销轴的主视图；

图15是上摆臂的俯视图；

图16是转动轴的主视图；

图17是校零环规的全剖视图；

图18是发动机缸孔密封槽的全剖视图；

图19是垫块的全剖视图。

附图标记说明：1-检具主体，11-上安装盘，12-腰型孔，13-检具主体台阶面，14-检具主体下端面，15-检具主体外圆，16-安装套螺纹孔，17-下安装盘台阶面，101-转动轴上安装孔，102和106-定位光孔，103和105-螺纹孔，104-凸轮销轴容纳孔，2-凸轮调节机构，21-凸轮，211-安装孔，22-弹性卡环，23-L形手柄，231-滚花，24-安装销轴，25-环形凹槽，3-连接杆机构，31-转动轴，311-安装平面，32-上摆臂，321-安装部，322-长臂，323-摆臂安装孔，324-侧面螺栓孔，33-下摆臂，4-测杆机构，41-测杆，411-轴，412-测头，413-轴肩，414-通孔，42-压缩弹簧，43-连接销，5-支座，51-凸轮安装孔，52-百分表安装孔，53-光孔，54-锁紧螺纹孔，55-定位销，56-六内角螺钉，57-定位销孔，58-台阶孔，6-百分表，7-下安装盘，71-安装槽，72-切口槽，73-台阶限位部，74-腰型槽，75-转动轴下安装孔，8-安装套，81-手柄，9-上隔套，91-隔套上端面，92-隔套沉孔，93-隔套轴肩下端面，94-隔套内孔，95-隔套外圆，10-下隔套，1001-下隔套上端面，1002-下隔套内孔，1003-下隔套外圆，110-校零环规，1101-第一环规内孔，1102和1103-退刀槽，1104-减重孔，1105-第二环规内孔，111-发动机缸孔密封槽，112-垫块。

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明的实施例：如图1所示，一种发动机缸孔密封槽直径检具，包括检具主体1、凸轮调节机构2、连接杆机构3、测杆机构4、支座5和百分表6，所述检具主体1的顶部具有上安装盘11，所述支座5固定安装在所述上安装盘11上，所述百分表6和所述凸轮调节机构2安装在所述支座5上，所述检具主体1的底部焊接有下安装盘7，所述下安装盘7上具有沿水平方向布置的安装槽71，所述测杆机构4活动安装在所述安装槽71内，所述连接杆机构3的两端分别与所述上安装盘11和所述下安装盘7转动连接，所述百分表6通过所述连接杆机构3与所述测杆机构4连接。

在使用上述检具检测发动机缸孔密封槽直径时，先将所述凸轮调节机构2沿逆时针方向旋转135°，所述凸轮调节机构2与所述连接杆机构3相互作用，并使所述测杆机构4收进所述安装槽71内，以使所述检具主体1能够顺利进出发动机缸孔密封槽111。当检具放置到位后，再手动将所述凸轮调节机构2拨至初始位置，所述测杆机构4从所述安装槽71内伸出，并与发动机缸孔密封槽111的内壁接触，同时通过所述连接杆机构3压缩所述百分表6，所述百分表6读出的读数便是误差值。

进一步，如图1、图2和图6所示，所述检具主体1的顶部安装有安装套8，所述安装套8与所述检具主体1通过螺栓固定连接，所述安装套8的外壁上设有2个手柄81。所述手柄81用于检具的整体操作，装配时所述安装套8的底面与检具主体台阶面13紧贴，所述安装套8沿圆周方向均布四个光孔，与之一一对应的是所述检具主体1上端面的四个安装套螺纹孔16，二者通过锁紧螺钉连接在一起。

进一步，为了保证检具的测量精度且使其便于维修，优选地，在所述检具主体1的外壁上套接有上隔套9，所述上隔套9与所述检具主体1之间为过盈配合；所述下安装盘7上设有下隔套10，所述下隔套10与所述下安装盘7之间为过盈配合。由于在检测时所述上隔套9和所述下隔套10与发动机缸孔密封槽111的内壁相接触，长期使用会产生磨损，产生磨损后只需更换上隔套9或下隔套10即可，因此设置所述上隔套9和所述下隔套10便于维修和更换，有效保证检具的测量精度。

结合图1、图5、图6、图10和图18，所述上隔套9与所述检具主体1通过过盈配合装配在一起。优选地，其中上隔套9的隔套上端面91与检具主体下端面14紧密贴合在一起，隔套内孔94与检具主体外圆15为小公差过盈配合，此两处需要求精加工，隔套沉孔92内径比检具主体的外径大1mm-2mm，隔套外圆95比发动机缸孔密封槽111的导向孔D3稍小，以便检具主体1能够顺利进出发动机缸孔。为了避免检具对已加工面造成划伤，隔套轴肩下端面93与隔套外圆95需进行精磨及抛光处理。上隔套9轴肩的高度H直接影响到检具主体1与缸孔密封槽的相对位置，故此高度平面需进行精铣，以确保测量位置准确性。检具主体1的外圆直径比检具主体外圆15稍小，此处设计主要是为了减少精加工面长度，降低加工难度和加工成本。检具主体1沿圆周方向均布四个大小完全一样的腰型孔12，用于检具整体减重。检具主体1与下安装盘7通过焊接形式连接，焊接后需进行焊缝打磨和防锈处理。检具主体1的轴向高度是根据缸孔密封槽相对于缸体顶面的距离而定的，需确保检具主体1与下安装盘7焊接后，测杆机构4的测头刚好能落入密封槽内。下隔套10与下安装盘7通过过盈配合连接在一起，下隔套内孔1002及下安装盘7的外圆都要进行精加工，以保证装配质量。下隔套外圆1003作为测量导向，与发动机缸孔密封槽111的孔径D2小间隙配合，故下隔套10外圆面需进行镀铬处理，以增强耐磨性。下隔套上端面1001与下安装盘台阶面17贴合，用于装配限位，避免长期使用过程中下隔套10位置产生轴向窜动。

如图1、图2、图7、图12和图13所示，优选地，所述支座5上设有凸轮安装孔51和百分表安装孔52，所述凸轮安装孔51沿竖直方向设置，所述凸轮安装孔51与所述上安装盘11上的凸轮销轴容纳孔104相对，所述百分表安装孔52沿水平方向设置，所述百分表安装孔52采用开档孔，靠近所述百分表安装孔52的位置设有与其垂直布置的光孔53和锁紧螺纹孔54；所述百分表6的套筒安装在所述百分表安装孔52内。

具体地，为了防止在使用过程中所述支座5的位置发生偏移影响测量精度，在所述支座5上设有两个定位销孔57，分别通过定位销55与所述上安装盘11上的定位光孔102和106过盈配合连接。所述支座5上有两个台阶孔58，与之对应的是所述上安装盘11上的螺纹孔103和105，它们之间采用内六角螺钉56连接。百分表6的套筒安装在支座5的百分表安装孔52内，并使用螺钉通过光孔53和锁紧螺纹孔54将所述百分表6锁紧。

如图1、图2、图11、图12和图14所示，优选地，所述凸轮调节机构2包括凸轮21、弹性卡环22和L形手柄23，所述凸轮21的底部设有安装销轴24，所述安装销轴24转动安装在所述凸轮安装孔51内，所述安装销轴24下端的外壁上开设有环形凹槽25，所述弹性卡环22卡接在所述环形凹槽25内；所述凸轮21上设有沿水平方向布置的安装孔211，所述L形手柄23的一端固定安装在所述安装孔211内。

具体地，所述凸轮21上的所述安装销轴24与支座5的凸轮安装孔51通过中等间隙配合连接在一起，所述凸轮21上设有一处环形凹槽25，使用弹性卡环22将其与所述支座5进行轴向固定限位。实际测量时，凸轮面沿着所述安装销轴24的轴线转动，利用凸轮自锁的结构特点，当所述凸轮21受外力运动到远点时，拨动连接杆机构3，通过所述连接杆机构3驱动所述测杆机构4沿水平方向作直线运动。因此设计时，所述凸轮21的运动行程需满足测头的量程需要，同时预留一定的校零和测量裕量。所述凸轮21上开有一处安装孔211，用于安装L形手柄23，所述L形手柄23设计为直角结构，连接部分与所述安装孔211为过盈配合连接，操纵部分头部设有滚花231，便于抓握。

进一步，如图1、图2、图3、图4、图7、图8、图15和图16所示，所述连接杆机构3包括转动轴31、上摆臂32和下摆臂33，所述转动轴31沿竖直方向设置，其两端分别安装在所述上安装盘11的转动轴上安装孔101内和所述下安装盘7的转动轴下安装孔75内，所述上摆臂32固定安装在所述转动轴31的上端，所述下摆臂33固定安装在所述转动轴31的下端，所述下安装盘7上开设有切口槽72，所述下摆臂33位于所述切口槽72内；所述上摆臂32与所述百分表6搭接连接；所述下摆臂33与所述测杆机构4搭接连接。所述转动轴31的上端和下端的外壁上均设有安装平面311，所述上摆臂32和所述下摆臂33的形状和结构完全相同，其横截面形状均为“哨子形”，其结构包括一体成型的安装部321和长臂322，所述安装部321上设有摆臂安装孔323和垂直于所述摆臂安装孔323的侧面螺栓孔324，所述上摆臂32和所述下摆臂33通过所述摆臂安装孔323分别插接在所述转动轴31的两端，所述侧面螺栓孔324内安装有锁紧螺栓，所述锁紧螺栓与所述安装平面311相抵接。

所述上摆臂32的摆臂安装孔323与转动轴31的外径为小间隙配合，所述上摆臂32的侧面设有侧面螺纹孔324，用于装配螺钉，螺钉旋入后抵住所述转动轴31的安装平面311，从而起到紧固作用。测量时，所述上摆臂32的长臂322的平面与所述百分表6的测头接触，其下端面与检具主体1的上端面接触，因而这几处平面均需精铣并镀铬，以保证平面度、粗糙度和耐磨性要求。所述下摆臂33与所述上摆臂32的结构和设计原则相同，所述下摆臂33的长臂322的平面与所述测杆机构4接触，故该面质量需与所述上摆臂32的平面保持一致。为了保证测量精度，上下摆臂的长臂322在安装时须尽量与附图2中的X方向保持平行。

更进一步，如图1、图3、图4、图8和图9所示，所述测杆机构4包括测杆41、压缩弹簧42和连接销43，所述测杆41插接在所述安装槽71内，所述测杆41包括轴411、测头412和轴肩413，所述测头412与所述轴411的一端固定连接，所述轴411的另一端设有沿竖直方向布置的通孔414，所述连接销43的一端固定安装在所述通孔414内，所述轴肩413设置所述轴411与测头412的连接位置；所述安装槽71内具有台阶限位部73，所述压缩弹簧42套接在所述轴411上，其一端与所述轴肩413相抵接，另一端与所述台阶限位部73相抵接；所述连接销43与所述下摆臂33相抵接。

所述测杆41为多级阶梯轴，所述测头412的直径要略小于缸孔密封槽的宽度，以便能顺利进出。另外由于与所述发动机缸孔密封槽111的内径D1频繁接触，故该面需通过渗碳或渗氮等工艺进行表面处理，以增强其硬度及耐磨性。所述轴肩413用于所述压缩弹簧42的左限位，右限位则依靠安装槽71的台阶限位部73。为保证所述测杆41能在所述安装槽71内自由运动且不发生偏摆，轴411需进行外圆精磨加工，以使所述轴411与所述安装槽71二者处于小间隙装配状态。所述测杆41沿径向开有一处通孔414，用以安装连接销43，二者通过过盈配合连接在一起，安装时所述连接销43的头部应低于所述通孔414的孔口，以确保所述测杆41在运动过程中不发生阻滞。所述下安装盘7的底部开有切口槽72，主要为了预留所述下摆臂33的安装空间。所述腰型槽74宽度比所述连接销43的直径稍大，便于所述连接销43的自由运动，所述安装槽71的长度依据所述测杆41的运动左右止点进行设计，并需预留一定的空间。

为了保证检具的工作精度，本实施例还提供了一种专用的校零工具，其结构如图17所述，包括校零环规110，所述校零环规110内自上而下顺次设有第一环规内孔1101、退刀槽1102、第二环规内孔1105、退刀槽1103和减重孔1104。

所述校零环规110用于检具的初始校零。结合图18，所述第一环规内孔1101为所述发动机缸孔密封槽111的直径D1的校零直径，其公差要求需更高，为D1测量公差的1/10，故该孔需精加工及镀铬处理，以保证精度及耐磨性。所述第二环规内孔1105为导向孔，与所述发动机缸孔密封槽111内径D2为间隙配合关系，该孔也需精加工和表面处理。

本发明的使用方法：检具在使用前需先进行校零，首先将凸轮21沿逆时针方向旋转135°，使凸轮21由近止点达到远止点，此时凸轮21推动上摆臂32逆时针方向旋转，由于上下摆臂通过转动轴31连接，故下摆臂33也会随之逆时针转动，从而推动连接销43沿水平方向向右移动，测头412收缩至下隔套10以内，以使检具主体1能够顺利进出校零环规110。由于凸轮21具有自锁功能，故可克服压缩弹簧42的作用力，进而保持测头412位置不发生改变。当将检具放入校零环规110时，再手动将凸轮21拨至初始位置，由于压缩弹簧力42的作用，上下摆臂开始向原位(X向平行)恢复，摆臂停止后，将百分表6的表盘读数调至为零，然后再将凸轮21拨至远止点，从校零环规110中取出，至此完成校零步骤。

然后便可进行测量环节，将校零完成后的检具放入待测缸体的缸孔内，上隔套9的隔套轴肩下端面93与缸体的顶面紧密贴合，之后参照上述校零步骤完成密封槽的测量，记作直径d1，为了消除测量偶然误差对测量结果的影响，之后手动旋转检具，大约每转90°完成一次测量，依次获得直径d2、d3、d4，求取平均值D11＝(d1+d2+d3+d4)/4，这样就完成了缸孔密封槽的下槽直径测量；接着将图19所示的垫块112套在上隔套9的外圆上，并与其下端面紧密贴合，垫块112的高度是根据两处密封槽的距离设计得到，之后再重复以上测量过程，记录缸孔密封槽下槽的直径数值为D12。这样就完成了两处密封槽的直径测量。

根据本发明的结构特点，只需稍加修改，便可推广至除槽以外的其他常规内孔直径的测量，也可实现对内孔圆度和圆柱度的测量。测量原理如下：在安装套8上焊接一个直角把手，手柄沿轴线方向，将检具插入待测孔内，操纵直角把手，旋转检具一周，记录下其最大值Dmax及最小值Dmin，根据圆度基本定义，可近似计算出该孔的圆度t＝(Dmax-Dmin)/2。为获得更加准确的圆度值，可重复多次测量，分别获得圆度值为t1、t2、t3…、tn，则最终的圆度值t＝(t1+t2+…+tn)/n。另外也可多制作几个不同厚度的垫块112，从而测量出内孔不同截面的直径值，再近似计算出圆柱度数值T＝{MAX(D1、D2、D3…、Dn)-MIN(D1、D2、D3…、Dn)}/2。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。