綜合式多用途測量裝置的設計及應用

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

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

1. 現行數顯裝置的狀態與改進思路

圖1 數顯高度儀

在生產檢測中最普遍采用的數顯高度儀如圖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0.001mm，精度可滿足多數精密產品的檢測需求，也具有較好的數顯穩定性，但其測量種類單一，只能用來檢測產品的高度、直徑。對此，我們一方面對其定位平臺部分進行增大尺寸的改進，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，可實現對不同孔徑的孔深進行檢測。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的數量，降低了生產成本，提高了檢測精度，實現了檢測數值的直觀可視。

2. 綜合測量裝置的實現途徑、原理及使用方法

（1）下部平臺測量裝置部分實現途徑、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，實現被測零件的放置、定位。

1）平臺部分。一方面對其長度進行了加長，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，并需進行冷凍處理，以穩定組織，然后進行精密平面磨削加工，兩面平行度達0.003mm以內，再用壓板以一平面為基準，壓持在方箱上，平面磨床磨削寬度側面，保證與平面垂直。

2）設計加工左右兩側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，兩側加定位塊，以實現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V形頂孔支撐塊的上下定位。

圖2 左右兩側V形頂孔支撐塊

3）設計加工兩頂尖。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形頂孔支撐塊側面的螺釘，可實現頂尖頂緊后的定位。

4）使用時，根據被測件的長度，調整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形面架設的被測件，則可直接架放在左右兩V形槽面上進行檢測；對于多臺階的軸類被測件，在架設時，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，以實現被測件中心的等高，最后進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值傳遞部分，測量桿在套中上下的位移量，通過撥叉傳遞到光柵數值傳遞部分。

撥叉按放在本體中部凸塊槽中，通過轉軸連接，并可繞轉軸上下擺動，且轉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值與光柵顯示數值成1∶1的關系，確保數值傳遞的真實性、準確性。

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

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，將光柵數顯數值歸零，然后，用被測零件按壓測量桿，數顯數值即為被測零件實際孔深的正負公差數值。

3. 結語

通過以上兩大部分的設計加工，得到了多用途的綜合式機械測量裝置。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上，由僅能測量高度，發展到同軸、跳動與孔深的延伸檢測，同時，將檢測結果通過光柵顯示裝置讀取，也進一步實現了檢測結果的數字化，如圖5所示。實現了一機多用，提高了檢測精度與效率，降低了生產成本。

圖5 新裝置應用