讀數式深度塞規的應用提高了工序間檢測的柔性

朱正德

（大眾動力總成（上海）有限公司，上海201807）

讀數式深度塞規的應用提高了工序間檢測的柔性

朱正德

（大眾動力總成（上海）有限公司，上海201807）

在以批量生產為特征的現代機械制造業中，用于工件內孔、螺紋等相關參數測量的傳統機械量具——專用塞規，迄今仍穩固地在企業的工序間檢測中占有一席之地。盡管這種現象還會持續很長時間，但對這種傳統機械量具的功能拓展、推陳出新已然進行，近年來出現的讀數式深度塞規已成功地用在國內外不同的機械行業，尤其是提高了在批量生產情況下工序間檢測的柔性。對其工作原理及在實際中的應用效果做了簡單的說明。

專用塞規功能拓展讀數式深度塞規使用效果

1 傳統專用塞規的生命力

在現代化的發動機廠內，即使擁有大量數字化在線檢測設備，也仍然會配置相當數量的置于工序間、排列有序的專用塞規，見圖1中箭頭所指處。這些用于工件粗加工、半精加工之后內孔、螺紋等相關參數測量的傳統機械量具已存在很多年了，期間，雖然檢測技術取得了迅速的發展，不少新穎量儀已應用于實際生產，但上述專用量規仍穩固地在企業的工序間檢測中占有一席之地。鑒于這類傳統機械量具、尤其是螺紋量規的簡單、直觀、可靠又價廉，在現場快速檢測中所起的作用很大，因此，無疑上述情況還會持續。但這并不意味著100%的一成不變，對傳統機械量具的功能拓展、推陳出新已然進行了若干年，所推出的一些新產品已在國內外汽車行業獲得了越來越多的應用。本文將介紹的讀數式螺孔深度規就是一個典型例子。

2 傳統螺紋塞規的局限

工件經鉆孔和攻牙（絲）后，必須對其深度進行控制，雖然其公差較大，一般都為數十絲甚至達1 mm以上，但測量很不方便。通常的做法是將專用量（塞）規通端的桿部部分銑扁，制作出一臺階，形成孔深的控制界限。但在實際操作中，這種方式較難有效地發揮監控作用，尤其當工件上需檢測的孔處于不易看清邊界的位置時。為滿足工藝上對深度的控制要求，國內外企業在進行鉆孔、攻絲時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 生產現場的量規

傳統塞規的另一個局限性是適應性差。即使零部件上的被測孔徑或螺紋完全相同，只要深度各異，就得配備不同的量規，而在箱體類零件中，這種情況是很多的，因此為了滿足生產之需，不得不準備大量的塞規，從而增加了投入和管理上的難度。以一種歐洲主流汽車發動機為例，其需要測量的螺孔為99個，但只有4種不同的螺紋規格，可對應的深度卻有10多種，此類情況很普遍。

3 傳統螺紋塞規的突破

丹麥Leitech公司的專利產品是對傳統螺紋塞規的一次突破，其最大的特點是能夠方便地讀出孔深的實測值，且能利用同一個量規檢測不同深度的螺孔，只要螺紋相同。此系列產品還能方便地拓展，以用于一般的光孔測量，最常見的就是配合螺紋孔的測量，檢測工件的螺紋底孔。此外，這一產品具有組合式的特點，量規本體與螺紋測頭呈分體結構，通過更換測頭能十分方便地實現量規換型或更新。

圖2給出了Leitech公司的3種型號螺紋塞規。圖2c其實只是傳統量規的延伸，差別僅在于采用分體結構后，可借助更換螺紋測頭方便地完成量規的變換，使同一個量規本體能適應不同的測量需求，給用戶帶來很大方便。圖2b、圖2a才是讀數式螺紋深度規，前者是普通型，后者是精密型，二者的工作原理相似：不同于傳統量規，此時在螺紋測頭和本體（手柄）之間有一個可滑移的刻度筒。測頭固連在本體上，而在自由狀態（非測量情況）下，經過校正、設置后的刻度筒的前端面將很接近測頭的頂端。讓量規的通端旋入被測螺孔，刻度筒則漸漸地進入本體，在測頭達到螺紋終點、無法再進入時，即傳遞出了螺孔的深度信息。這時，通過刻度筒上的讀數就能實時地反映出深度來。如圖2b中的讀數20mm，即為被測螺孔的深度（圖中工件沒示出）。圖2a表示的精密型螺紋塞規與普通型的區別主要在于增加了一個讀數細分機構，其工作原理與游標卡尺相同，借此該機構，深度讀數精度可以達到0.1mm，而普通型精度只能達到0.5 mm。精密型的另一個特點是帶有鎖緊裝置，即可以使刻度值鎖定在被測后的位置，也可以在預設的刻度位置事先鎖定。有時工件上待測的螺孔處于不易于檢測和看清讀數的位置，利用此鎖緊裝置，就可以在測量結束后，取出量規后才讀數，而不會丟失測量數據。

4 量規的變換和校正

如前所述，由于Leitech新穎的量規采用了分體構造，因此當生產廠（用戶）遇到變更測量對象時，只要換以相應的螺紋測頭，并進行通端校正

圖2 Leitech公司的螺紋塞規

后，即可投入使用。只要把Leitech公司提供的套筒套進螺紋測頭的通端，將一螺母擰緊在測頭上，并貼著套筒端面擰緊，再用扳手將測頭擰出（見圖3a）。然后用軟面塑料錘將新的螺紋測頭穿過刻度筒輕敲入量規本體內，這樣就完成了測頭的更換（見圖3b）。至于量規深度值的校正是通過Leitech公司提供的一個專用器具來實現的，它是一個帶校正盤的圓柱體，根據的不同需求，端面上制作有多個圓柱孔，對應不同的螺紋測頭。旋轉撥盤，讓其上的指針對準被校量規的螺距值，這就設定了一個精確的深度值（均定為10 mm）。之后先用小扳手擰松止端一側的鎖緊螺釘，再將量規的通端（有GO標記一端）放進校正器相應的孔中，捏緊并旋轉量規的止端（有NOT GO標記一端），讓量規刻度筒上的刻線對準10mm位置（見圖3c），即校正深度值一律選用10mm。最后再擰緊止端一側的鎖緊螺釘，從而完成了對螺紋量規深度值得校正（見圖3d）。在操作熟練的情況下，完成上述過程僅需短短的2~3m in。

不過，相比之下，Leitech量規的這項功能更多是用于換新測頭，即對經過一段時間使用后，業對已磨損或發生其他損壞的螺紋測頭予以更換。這一種工量具管理模式能大大降低成本，不但減少了報廢、更新的投入，也減少了管理成本。

5 使用效果

通過以上介紹可知，使用這種新穎量規的優越性主要體現在：批量生產情況下，由于提高了在工序間以通止式量規檢測內孔時的柔性，從而降低了生產成本，包括工量具的消耗；對檢驗工作則減少了工序間檢測的時間；另外，在量規數量減少的同時，也降低了管理成本。

以中小排量內燃機和轎車發動機為例，其缸體、缸蓋等至關零件的螺紋規格并不多。如排量為1.4L或1.6L的發動機，螺紋規格主要為M6、M8、M10和M12等幾種，但每個零件上螺孔的深度（包括螺紋底孔）卻有10多種或更多。據一家企業所提供的情況，之前采用傳統塞規時，一個發動機缸體上只有4種螺紋規格，但螺孔數卻逾百個，其檢測時間達到71m in；而全面采用了Leitech螺紋量規之后，在大大減少了量規數量的同時，測量時間卻縮短到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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來稿日期：2009-02-15

朱正德（1945-），男，教授級高工，主要研究方向為計量與在線檢測。