編碼器切換片專用檢具的設(shè)計(jì)

李 靈

（廣西機(jī)械高級(jí)技工學(xué)校，廣西 柳州545005)

圖1所示的切換片是旋轉(zhuǎn)式編碼器中的一個(gè)高精密沖壓零件，采用彈性較好0.15 mm厚度的磷銅材料，為了提高生產(chǎn)效益，通常采用多排高速?zèng)_壓生產(chǎn)，但由于在測(cè)量65±0.5°時(shí)，傳統(tǒng)的測(cè)量方法存在測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)和測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的缺點(diǎn)，從而限制了生產(chǎn)效率，因此，在模具設(shè)計(jì)時(shí)最多只能采用一出二排樣，沖壓生產(chǎn)速度最高為150次/min，模具的有效利用率小于25%，即模具維修和產(chǎn)品檢測(cè)占用了大量時(shí)間。

圖1 切換片

對(duì)圖1進(jìn)行分析，3-Ф1.2 mm為定位基準(zhǔn)孔，當(dāng)壓爪從自由高度1.7±0.1 mm被壓緊至作用高度為1±0.1 mm時(shí)，壓爪的作用角度公差要求為±0.5°，換算成位置公差為±0.04 mm，由于公差要求非常高，如何精確、快速地測(cè)量作用角度65±0.5°至關(guān)重要。傳統(tǒng)的測(cè)量方法是采用20倍率投影儀，把切換片壓爪朝下放置于工作臺(tái)后，在兩側(cè)放置厚度1±0.1 mm的墊片，再蓋上透明玻璃板，使切換片處于作用高度。由于反光作用，壓爪與工作臺(tái)的接觸處會(huì)在投影屏上顯示出一個(gè)模糊的小的亮點(diǎn)，根據(jù)此亮點(diǎn)，就可以粗略地測(cè)量出作用角度。此檢測(cè)方法不僅隨機(jī)性大，且效率極低，每次測(cè)量耗時(shí)約12分鐘，難以承擔(dān)最低12PCS/H要求的抽樣檢驗(yàn)工作量。而且測(cè)量時(shí)容易受到人為因素影響，因此測(cè)量數(shù)據(jù)存在不確定性，如以此數(shù)據(jù)作為模具維修的依據(jù)，維修模具時(shí)容易造成困擾，這是生產(chǎn)廠家目前最需解決的難題。而本文所提供的編碼器切換片專用檢具卻可以徹底有效地解決上述難題。

1 專用檢具的結(jié)構(gòu)

圖2所示為專用檢具的結(jié)構(gòu)圖，檢具主體由檢具底座1、固定板9、定位板10、蓋板11和擺臂20組成，相互之間用圓柱銷精密連接定位，擺臂20安裝在定位板10內(nèi)，可以前后擺動(dòng)。擺桿3與擺臂20用螺絲連接，起杠桿放大作用。校正指針時(shí)，需將校正銷釘12安裝到擺臂20和檢具底座1，再校正角度標(biāo)尺2，使其校正基線與指針13對(duì)齊，實(shí)際測(cè)量時(shí)需拆除校正銷釘12。接觸片17、絕緣片18和擺臂20用定位銷精確導(dǎo)正后，分別用膠水粘合，然后拆下定位銷，用三根細(xì)導(dǎo)線通過定位孔引出，并把線頭焊接在接觸片17上，最后把接觸片17在凹槽處分割成3片，確保相互絕緣。工件導(dǎo)正銷19起到對(duì)工件精確定位作用。支架4上的三個(gè)發(fā)光二極管5分別和三塊接觸片17用細(xì)導(dǎo)線16分別連接，即對(duì)應(yīng)于待測(cè)量工件15不同的壓爪。

圖2 檢具結(jié)構(gòu)圖

當(dāng)開始測(cè)量時(shí)，壓緊塊14在壓緊片6的作用下使工件15向下壓，處于作用高度。然后用手細(xì)心緩慢撥動(dòng)擺桿3，綜合觀察記錄角度標(biāo)尺2和各個(gè)發(fā)光二極管5的狀態(tài)，就可以測(cè)量出每個(gè)壓爪的作用角度。

2 專用檢具的檢測(cè)原理

檢具的檢測(cè)原理如圖3所示，三塊接觸片作為電極用導(dǎo)線分別連接到支架上的三個(gè)發(fā)光二極管，工件作為另一個(gè)公共電極，只要工件的壓爪與接觸片有接觸，電流就會(huì)導(dǎo)通，發(fā)光二極管就會(huì)發(fā)光。接觸片上開有夾角為7°的絕緣槽，絕緣槽邊線與工件共圓心，目的是模擬切換片的實(shí)際工作狀態(tài)。開始檢測(cè)時(shí)工件固定不動(dòng)，指針指向零刻度，壓爪與接觸片的作用切線大約位于絕緣槽中間位置，電流不能導(dǎo)通，所有發(fā)光二極管都不亮。隨著擺臂的緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)其中的一個(gè)壓爪作用切線與絕緣區(qū)的邊線接觸，工件與接觸片電流導(dǎo)通，則相對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管發(fā)光，此時(shí)需觀察并記錄角度標(biāo)尺的讀數(shù)，以此類推，最終得到六個(gè)讀數(shù)（正向和反向轉(zhuǎn)動(dòng)各三個(gè)），再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化換算，即可獲得精確的作用角度。整個(gè)測(cè)量過程90秒內(nèi)即可完成，做到又快又好。

圖3 檢具檢測(cè)原理圖

由于是多模腔生產(chǎn)，需對(duì)各模腔的工件進(jìn)行壓印標(biāo)識(shí)區(qū)別，并對(duì)各壓爪編號(hào)，如圖4所示，壓印標(biāo)識(shí)可以是方形、圓形和三角形等。

圖4 工件壓印標(biāo)識(shí)及壓爪編號(hào)

為簡(jiǎn)化程序，應(yīng)采用圖5所示的角度標(biāo)尺，其中間的校正基線用于校正指針，校正基線兩側(cè)有正向和反向兩組角度刻線，兩條零度刻線之間的夾角為7°，與接觸片的絕緣區(qū)的夾角相同，刻度讀數(shù)為0.2°，最小讀數(shù)0.1°，讀數(shù)為正數(shù)時(shí)表示作用角度增大，負(fù)數(shù)表示減小。圖中R值為擺臂旋轉(zhuǎn)中心到標(biāo)尺的距離，根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定，它決定了檢具的放大倍率，即放大倍率=R/壓爪半徑。實(shí)例中R=190 mm，壓爪半徑為4.9 mm，則放大倍率=190/4.9≈39倍，完全達(dá)到精密檢測(cè)要求。

圖5 角度標(biāo)尺

在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，采用檢測(cè)表單的方式記錄數(shù)據(jù)，如表1所示的表單，不符合公差要求±0.5°的數(shù)據(jù)標(biāo)記出來，表單清晰明了，非常實(shí)用。

表1 65°切換片作用角度檢測(cè)表

3 結(jié)束語

生產(chǎn)實(shí)踐表明，采用了新的檢測(cè)技術(shù)后，極大地提高了產(chǎn)品檢測(cè)和模具維修效率，因而獲得了極大的生產(chǎn)效益，值得在企業(yè)中推廣應(yīng)用。

[1]陳炎嗣，郭景儀.沖壓模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)[M].北京：北京出版社，1991.

[2]謝 誠(chéng).檢驗(yàn)夾具設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.

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