綜合式多用途測量裝置的設(shè)計及應(yīng)用

■ 淮海工業(yè)集團(tuán)有限公司十四分廠 （山西長治 046012） 周建民 晉 國 范曉東 劉 希

專用量規(guī)數(shù)字化是我國量具鉗工發(fā)展領(lǐng)域的新課題，也是實現(xiàn)較小的投入，產(chǎn)生較大收益的最直接的方法。在以往的生產(chǎn)過程中，專用量規(guī)在檢測中僅能反映產(chǎn)品是否合格，而不能顯示具體數(shù)值大小、精度等情況，雖然保障了一些產(chǎn)品的檢驗質(zhì)量，但在精密零部件檢測中容易出現(xiàn)公差積累，從而影響產(chǎn)品裝配精度和質(zhì)量。隨著全價值鏈體系化精益管理戰(zhàn)略的深入推進(jìn)，精益生產(chǎn)已滲透到每一個班組，每一個崗位，改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)思路，以最好的質(zhì)量、最少的工具工裝數(shù)量，滿足產(chǎn)品檢測需求，并使操作人員明確自己所加工的每一件產(chǎn)品的具體尺寸狀態(tài)，已成為量具鉗工生產(chǎn)中急需解決的問題。

1. 現(xiàn)行數(shù)顯裝置的狀態(tài)與改進(jìn)思路

圖1 數(shù)顯高度儀

在生產(chǎn)檢測中最普遍采用的數(shù)顯高度儀如圖1所示，其下面部分是測量定位平臺，上面部分是光柵顯示裝置，顯示精度可達(dá)0.001mm，精度可滿足多數(shù)精密產(chǎn)品的檢測需求，也具有較好的數(shù)顯穩(wěn)定性，但其測量種類單一，只能用來檢測產(chǎn)品的高度、直徑。對此，我們一方面對其定位平臺部分進(jìn)行增大尺寸的改進(jìn)，使平臺上能增加V形定位裝置和頂尖頂孔定位裝置，以實現(xiàn)中心與外圓同軸、跳動的檢測，以及外圓相互之間的同軸、跳動檢測。另一方面，在光柵顯示器圓柱定位部分增加孔深測量裝置，可實現(xiàn)對不同孔徑的孔深進(jìn)行檢測。這套綜合測量裝置從以往只能檢測高度1項種類，增加到現(xiàn)在可檢測高度、同軸、跳動及孔深4項種類，大大減少了專用量規(guī)的數(shù)量，降低了生產(chǎn)成本，提高了檢測精度，實現(xiàn)了檢測數(shù)值的直觀可視。

2. 綜合測量裝置的實現(xiàn)途徑、原理及使用方法

（1）下部平臺測量裝置部分實現(xiàn)途徑、原理及使用方法 下部平臺測量裝置部分由平臺、V形頂孔支撐塊及頂尖等部分組成，實現(xiàn)被測零件的放置、定位。

1）平臺部分。一方面對其長度進(jìn)行了加長，由過去的100m m×100m m，改為400mm×100mm，使V形頂孔支撐塊有一定的活動空間，另一方面，在平臺兩端中部加工出長槽，以滿足V形頂孔支撐塊的旋緊定位。材料采用CrWMn，由鉗工劃線、銑床銑出減摩槽、長槽，熱處理淬火58～63HRC，并需進(jìn)行冷凍處理，以穩(wěn)定組織，然后進(jìn)行精密平面磨削加工，兩面平行度達(dá)0.003mm以內(nèi)，再用壓板以一平面為基準(zhǔn)，壓持在方箱上，平面磨床磨削寬度側(cè)面，保證與平面垂直。

2）設(shè)計加工左右兩側(cè)V形頂孔支撐塊。如圖2所示，V形頂孔支撐塊材料采用CrWMn，鉗工劃線，銑床銑削90°V形面，鏜床鏜削φ20mm頂孔，且保證V形面及頂孔左右兩塊大小、高低一致，熱處理淬火58～63HRC，精密平面磨床磨削加工，正弦規(guī)加工90°V形面，保證90°±30″合格，且45°平分，軌跡磨床磨削φ20mm孔，且左右兩件孔徑與中心高度一致，并與90°V形對稱。V形頂孔支撐塊下部定位面的寬度，比平臺寬度略大0.03mm，兩側(cè)加定位塊，以實現(xiàn)V形頂孔支撐塊的移動及左右定位，同時蝶形螺栓通過平臺長槽，與V形頂孔支撐塊下部螺孔旋合，實現(xiàn)V形頂孔支撐塊的上下定位。

圖2 左右兩側(cè)V形頂孔支撐塊

3）設(shè)計加工兩頂尖。材料采用T10A，車工車削外圓留余量0.4～0.5mm，熱處理淬火58～63HRC，外圓磨床進(jìn)行外圓磨削加工，且與支撐塊φ20mm孔小間隙配作，保證頂尖在φ20mm孔中的滑動，通過V形頂孔支撐塊側(cè)面的螺釘，可實現(xiàn)頂尖頂緊后的定位。

4）使用時，根據(jù)被測件的長度，調(diào)整V形頂孔支撐塊在平臺上的位置，然后擰緊蝶形螺栓，固定V形頂孔支撐塊，對于需頂孔頂緊檢測的被測件，可再通過移動兩頂尖頂持，然后檢測其同軸度或跳動；對于能用V形面架設(shè)的被測件，則可直接架放在左右兩V形槽面上進(jìn)行檢測；對于多臺階的軸類被測件，在架設(shè)時，首先將被測件的大直徑端架放在一端V形槽面上，另一小直徑端通過公式（D－d）/2＝h得出的h數(shù)值來配置兩組量塊，并將量塊置放于另一V形兩槽面上，然后將被測件小直徑端架放在量塊上，以實現(xiàn)被測件中心的等高，最后進(jìn)行同軸或跳動的檢測。如圖3所示。

（2）上部綜合測量裝置的實現(xiàn)原理及使用方法 上部綜合測量裝置如圖4所示，其左端截斷面部分是光柵數(shù)值傳遞部分，測量桿在套中上下的位移量，通過撥叉?zhèn)鬟f到光柵數(shù)值傳遞部分。

撥叉按放在本體中部凸塊槽中，通過轉(zhuǎn)軸連接，并可繞轉(zhuǎn)軸上下擺動，且轉(zhuǎn)軸中心到左右兩端支點距離相等，即力臂L1、L2相等，以確保測量桿上下移動數(shù)值與光柵顯示數(shù)值成1∶1的關(guān)系，確保數(shù)值傳遞的真實性、準(zhǔn)確性。

實際使用前，可在套平面上放置一標(biāo)準(zhǔn)量塊，用刀口尺按壓測量桿至與量塊共面，將光柵數(shù)顯數(shù)值歸零，然后，量塊數(shù)值增大0.01mm，用刀口尺再次按壓測量桿至與量塊共面，觀察光柵數(shù)顯數(shù)值的變化，如均在0.01mm范圍內(nèi)，說明L1＝L2得以保證，否則，需對孔距L1、L2進(jìn)行修整。套的孔徑d1為標(biāo)準(zhǔn)8mm，測量桿為兩臺圓結(jié)構(gòu)，下端外圓部分與套d1相配，上端d2則可根據(jù)被測孔深的孔徑進(jìn)行選擇。

圖3 檢測方法示意

圖4 上部綜合測量裝置

實際使用時，以被測孔深數(shù)值配置量塊，放置在套平面上，用刀口尺按壓測量桿至與量塊共面，將光柵數(shù)顯數(shù)值歸零，然后，用被測零件按壓測量桿，數(shù)顯數(shù)值即為被測零件實際孔深的正負(fù)公差數(shù)值。

3. 結(jié)語

通過以上兩大部分的設(shè)計加工，得到了多用途的綜合式機(jī)械測量裝置。其通過對稱的45°等邊三角形特性和杠桿力臂等長的傳遞比例原理，在普通測高儀的基礎(chǔ)上，由僅能測量高度，發(fā)展到同軸、跳動與孔深的延伸檢測，同時，將檢測結(jié)果通過光柵顯示裝置讀取，也進(jìn)一步實現(xiàn)了檢測結(jié)果的數(shù)字化，如圖5所示。實現(xiàn)了一機(jī)多用，提高了檢測精度與效率，降低了生產(chǎn)成本。

圖5 新裝置應(yīng)用