讀數(shù)式深度塞規(guī)的應(yīng)用提高了工序間檢測(cè)的柔性

朱正德

（大眾動(dòng)力總成（上海）有限公司，上海201807）

讀數(shù)式深度塞規(guī)的應(yīng)用提高了工序間檢測(cè)的柔性

朱正德

（大眾動(dòng)力總成（上海）有限公司，上海201807）

在以批量生產(chǎn)為特征的現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中，用于工件內(nèi)孔、螺紋等相關(guān)參數(shù)測(cè)量的傳統(tǒng)機(jī)械量具——專(zhuān)用塞規(guī)，迄今仍穩(wěn)固地在企業(yè)的工序間檢測(cè)中占有一席之地。盡管這種現(xiàn)象還會(huì)持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，但對(duì)這種傳統(tǒng)機(jī)械量具的功能拓展、推陳出新已然進(jìn)行，近年來(lái)出現(xiàn)的讀數(shù)式深度塞規(guī)已成功地用在國(guó)內(nèi)外不同的機(jī)械行業(yè)，尤其是提高了在批量生產(chǎn)情況下工序間檢測(cè)的柔性。對(duì)其工作原理及在實(shí)際中的應(yīng)用效果做了簡(jiǎn)單的說(shuō)明。

專(zhuān)用塞規(guī)功能拓展讀數(shù)式深度塞規(guī)使用效果

1 傳統(tǒng)專(zhuān)用塞規(guī)的生命力

在現(xiàn)代化的發(fā)動(dòng)機(jī)廠內(nèi)，即使擁有大量數(shù)字化在線檢測(cè)設(shè)備，也仍然會(huì)配置相當(dāng)數(shù)量的置于工序間、排列有序的專(zhuān)用塞規(guī)，見(jiàn)圖1中箭頭所指處。這些用于工件粗加工、半精加工之后內(nèi)孔、螺紋等相關(guān)參數(shù)測(cè)量的傳統(tǒng)機(jī)械量具已存在很多年了，期間，雖然檢測(cè)技術(shù)取得了迅速的發(fā)展，不少新穎量?jī)x已應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)，但上述專(zhuān)用量規(guī)仍穩(wěn)固地在企業(yè)的工序間檢測(cè)中占有一席之地。鑒于這類(lèi)傳統(tǒng)機(jī)械量具、尤其是螺紋量規(guī)的簡(jiǎn)單、直觀、可靠又價(jià)廉，在現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)中所起的作用很大，因此，無(wú)疑上述情況還會(huì)持續(xù)。但這并不意味著100%的一成不變，對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械量具的功能拓展、推陳出新已然進(jìn)行了若干年，所推出的一些新產(chǎn)品已在國(guó)內(nèi)外汽車(chē)行業(yè)獲得了越來(lái)越多的應(yīng)用。本文將介紹的讀數(shù)式螺孔深度規(guī)就是一個(gè)典型例子。

2 傳統(tǒng)螺紋塞規(guī)的局限

工件經(jīng)鉆孔和攻牙（絲）后，必須對(duì)其深度進(jìn)行控制，雖然其公差較大，一般都為數(shù)十絲甚至達(dá)1 mm以上，但測(cè)量很不方便。通常的做法是將專(zhuān)用量（塞）規(guī)通端的桿部部分銑扁，制作出一臺(tái)階，形成孔深的控制界限。但在實(shí)際操作中，這種方式較難有效地發(fā)揮監(jiān)控作用，尤其當(dāng)工件上需檢測(cè)的孔處于不易看清邊界的位置時(shí)。為滿足工藝上對(duì)深度的控制要求，國(guó)內(nèi)外企業(yè)在進(jìn)行鉆孔、攻絲時(shí)往往普遍比額定值深10%甚至更多，從而耗去了更多的成本。

圖1 生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的量規(guī)

傳統(tǒng)塞規(guī)的另一個(gè)局限性是適應(yīng)性差。即使零部件上的被測(cè)孔徑或螺紋完全相同，只要深度各異，就得配備不同的量規(guī)，而在箱體類(lèi)零件中，這種情況是很多的，因此為了滿足生產(chǎn)之需，不得不準(zhǔn)備大量的塞規(guī)，從而增加了投入和管理上的難度。以一種歐洲主流汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)為例，其需要測(cè)量的螺孔為99個(gè)，但只有4種不同的螺紋規(guī)格，可對(duì)應(yīng)的深度卻有10多種，此類(lèi)情況很普遍。

3 傳統(tǒng)螺紋塞規(guī)的突破

丹麥Leitech公司的專(zhuān)利產(chǎn)品是對(duì)傳統(tǒng)螺紋塞規(guī)的一次突破，其最大的特點(diǎn)是能夠方便地讀出孔深的實(shí)測(cè)值，且能利用同一個(gè)量規(guī)檢測(cè)不同深度的螺孔，只要螺紋相同。此系列產(chǎn)品還能方便地拓展，以用于一般的光孔測(cè)量，最常見(jiàn)的就是配合螺紋孔的測(cè)量，檢測(cè)工件的螺紋底孔。此外，這一產(chǎn)品具有組合式的特點(diǎn)，量規(guī)本體與螺紋測(cè)頭呈分體結(jié)構(gòu)，通過(guò)更換測(cè)頭能十分方便地實(shí)現(xiàn)量規(guī)換型或更新。

圖2給出了Leitech公司的3種型號(hào)螺紋塞規(guī)。圖2c其實(shí)只是傳統(tǒng)量規(guī)的延伸，差別僅在于采用分體結(jié)構(gòu)后，可借助更換螺紋測(cè)頭方便地完成量規(guī)的變換，使同一個(gè)量規(guī)本體能適應(yīng)不同的測(cè)量需求，給用戶(hù)帶來(lái)很大方便。圖2b、圖2a才是讀數(shù)式螺紋深度規(guī)，前者是普通型，后者是精密型，二者的工作原理相似：不同于傳統(tǒng)量規(guī)，此時(shí)在螺紋測(cè)頭和本體（手柄）之間有一個(gè)可滑移的刻度筒。測(cè)頭固連在本體上，而在自由狀態(tài)（非測(cè)量情況）下，經(jīng)過(guò)校正、設(shè)置后的刻度筒的前端面將很接近測(cè)頭的頂端。讓量規(guī)的通端旋入被測(cè)螺孔，刻度筒則漸漸地進(jìn)入本體，在測(cè)頭達(dá)到螺紋終點(diǎn)、無(wú)法再進(jìn)入時(shí)，即傳遞出了螺孔的深度信息。這時(shí)，通過(guò)刻度筒上的讀數(shù)就能實(shí)時(shí)地反映出深度來(lái)。如圖2b中的讀數(shù)20mm，即為被測(cè)螺孔的深度（圖中工件沒(méi)示出）。圖2a表示的精密型螺紋塞規(guī)與普通型的區(qū)別主要在于增加了一個(gè)讀數(shù)細(xì)分機(jī)構(gòu)，其工作原理與游標(biāo)卡尺相同，借此該機(jī)構(gòu)，深度讀數(shù)精度可以達(dá)到0.1mm，而普通型精度只能達(dá)到0.5 mm。精密型的另一個(gè)特點(diǎn)是帶有鎖緊裝置，即可以使刻度值鎖定在被測(cè)后的位置，也可以在預(yù)設(shè)的刻度位置事先鎖定。有時(shí)工件上待測(cè)的螺孔處于不易于檢測(cè)和看清讀數(shù)的位置，利用此鎖緊裝置，就可以在測(cè)量結(jié)束后，取出量規(guī)后才讀數(shù)，而不會(huì)丟失測(cè)量數(shù)據(jù)。

4 量規(guī)的變換和校正

如前所述，由于Leitech新穎的量規(guī)采用了分體構(gòu)造，因此當(dāng)生產(chǎn)廠（用戶(hù)）遇到變更測(cè)量對(duì)象時(shí)，只要換以相應(yīng)的螺紋測(cè)頭，并進(jìn)行通端校正

圖2 Leitech公司的螺紋塞規(guī)

后，即可投入使用。只要把Leitech公司提供的套筒套進(jìn)螺紋測(cè)頭的通端，將一螺母擰緊在測(cè)頭上，并貼著套筒端面擰緊，再用扳手將測(cè)頭擰出（見(jiàn)圖3a）。然后用軟面塑料錘將新的螺紋測(cè)頭穿過(guò)刻度筒輕敲入量規(guī)本體內(nèi)，這樣就完成了測(cè)頭的更換（見(jiàn)圖3b）。至于量規(guī)深度值的校正是通過(guò)Leitech公司提供的一個(gè)專(zhuān)用器具來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它是一個(gè)帶校正盤(pán)的圓柱體，根據(jù)的不同需求，端面上制作有多個(gè)圓柱孔，對(duì)應(yīng)不同的螺紋測(cè)頭。旋轉(zhuǎn)撥盤(pán)，讓其上的指針對(duì)準(zhǔn)被校量規(guī)的螺距值，這就設(shè)定了一個(gè)精確的深度值（均定為10 mm）。之后先用小扳手?jǐn)Q松止端一側(cè)的鎖緊螺釘，再將量規(guī)的通端（有GO標(biāo)記一端）放進(jìn)校正器相應(yīng)的孔中，捏緊并旋轉(zhuǎn)量規(guī)的止端（有NOT GO標(biāo)記一端），讓量規(guī)刻度筒上的刻線對(duì)準(zhǔn)10mm位置（見(jiàn)圖3c），即校正深度值一律選用10mm。最后再擰緊止端一側(cè)的鎖緊螺釘，從而完成了對(duì)螺紋量規(guī)深度值得校正（見(jiàn)圖3d）。在操作熟練的情況下，完成上述過(guò)程僅需短短的2~3m in。

不過(guò)，相比之下，Leitech量規(guī)的這項(xiàng)功能更多是用于換新測(cè)頭，即對(duì)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間使用后，業(yè)對(duì)已磨損或發(fā)生其他損壞的螺紋測(cè)頭予以更換。這一種工量具管理模式能大大降低成本，不但減少了報(bào)廢、更新的投入，也減少了管理成本。

5 使用效果

通過(guò)以上介紹可知，使用這種新穎量規(guī)的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在：批量生產(chǎn)情況下，由于提高了在工序間以通止式量規(guī)檢測(cè)內(nèi)孔時(shí)的柔性，從而降低了生產(chǎn)成本，包括工量具的消耗；對(duì)檢驗(yàn)工作則減少了工序間檢測(cè)的時(shí)間；另外，在量規(guī)數(shù)量減少的同時(shí)，也降低了管理成本。

以中小排量?jī)?nèi)燃機(jī)和轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)為例，其缸體、缸蓋等至關(guān)零件的螺紋規(guī)格并不多。如排量為1.4L或1.6L的發(fā)動(dòng)機(jī)，螺紋規(guī)格主要為M6、M8、M10和M12等幾種，但每個(gè)零件上螺孔的深度（包括螺紋底孔）卻有10多種或更多。據(jù)一家企業(yè)所提供的情況，之前采用傳統(tǒng)塞規(guī)時(shí)，一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體上只有4種螺紋規(guī)格，但螺孔數(shù)卻逾百個(gè)，其檢測(cè)時(shí)間達(dá)到71m in；而全面采用了Leitech螺紋量規(guī)之后，在大大減少了量規(guī)數(shù)量的同時(shí)，測(cè)量時(shí)間卻縮短到39m in。

Application of Digital Depth Gauge Improving Flexibility of Inter Process Inspection

Zhu Zhengde (Shanghai Volksw agen Pow ertrain Co.,Ltd.,Shanghai201807)

In the modern manufacture featured w ith scale production,dedicate gauges, traditionalm echanic measuring tools,for hole,thread,etc are still playing their roles in inter process inspection.Despite traditionalmechanic measuring tools w ill continue to be seen for a long tim e,enlargem ent of their function has been under w ay.Digital depth gauge has been successfully applied to variousmachinery industries.In particular,it improves the flexibility of inter process inspection of scale production.Working principle and application effect of the digital depth gauge is explained.

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來(lái)稿日期：2009-02-15

朱正德（1945-），男，教授級(jí)高工，主要研究方向?yàn)橛?jì)量與在線檢測(cè)。