一種可鎖定角度的便捷式斜面量規

□ 郭 茜 □ 俞曉鋒

江蘇聯合職業技術學院無錫立信分院 江蘇無錫 214153

1 設計背景

斜面加工在機械加工中通常用線切割來完成,由于受到線切割機床行程的限制,線切割加工的局限性比較大。此外,在線切割機床上加工斜面,進行慢走絲時加工的成本非常高。若工件斜面尺寸較大,采用磨床磨削加工,則在加工過程中斜面的加工精度受到磨床精度和砂輪性能的影響,加工誤差難以控制,斜面的精度也難以保證。目前,還沒有一種便捷、快速、直接的測量工具能解決以上問題。斜面測量時,一般通過輔助擋板配合精密圓柱來進行間接測量,累積誤差較大。如果使用正弦規測量,那么只能通過打表的方法進行,操作不便,并且不能靈活移動,還需配備精密平板,對設備要求較高。筆者設計了一種可鎖定角度的便捷式斜面量規,能夠對各種不同角度的斜面進行快速精準測量。這一便捷式斜面量規不僅可以解決加工斜面的尺寸測量問題,而且能夠快速精準劃出斜面加工線,提高工作效率。

2 結構

筆者設計的可鎖定角度的便捷式斜面量規由直角模塊、基準平板、擋板等部分組成,如圖1所示。

▲圖1 便捷式斜面量規

直角模塊和擋板如圖2所示,用于放置被測工件。擋板的作用在于使直角模塊90°角度精準,便于加工制造。直角模塊通過精密圓柱與基準平板上的帶槽圓柱孔形成過渡配合,使直角模塊相對基準平板可以做旋轉運動。直角模塊的另一端也固定一個精密圓柱,兩個精密圓柱之間的距離為一個定值。

基準平板如圖3所示。基準平板的上下兩個平面均為精磨平面。上平面放置標準量塊,確定測量角度。

▲圖2 直角模塊和擋板

下平面為千分尺等量具的測量基準面。

▲圖3 基準平板

基準平板上的夾緊裝置一端開槽,可以通過擰緊緊固螺栓將精密圓柱箍緊,從而將角度鎖定。夾緊裝置中圓孔的下母線與基準平板的上平面在同一水平面上,使兩個精密圓柱之間的距離、標椎量塊的高度,以及基準平板形成一個直角三角形。

3 工作原理

便捷式斜面量規工作原理如圖5所示。加工零件斜面角度為30°,便捷式斜面量規兩個精密圓柱之間的距離為80 mm,計算得到標準量塊的高度為40 mm。將標準量塊墊入精密圓柱與基準平板之間,使便捷式斜面量規形成30°角。

將工件放在直角模塊上,此時工件上所需加工的斜面與基準平板平行,如圖6所示。隨后可以用高度量規劃出工件上斜面的加工線。加工過程中,用游標卡尺或千分尺直接對工件進行斜面尺寸測量,如圖7所示。

4 加工

便捷式斜面量規在使用過程中常會受到工件的摩擦與碰撞,自身需要具備極高的尺寸精度和穩定性,因此材料應當具備高硬度、高耐熔性、高尺寸穩定性、高韌性和特殊環境下的耐蝕性，并且具有穩定而精確的尺寸。基于以上分析,便捷式斜面量規選用Cr12MoV冷作模具鋼材料制作。兩個精密圓柱由數控車床半精加工車出輪廓,留出磨削余量。其余零件通過高速走絲線切割機床切割外形輪廓,留出余量。之后進行鉆孔、攻絲等。所有零件經檢驗后進行真空熱處理,洛氏硬度(HRC)達到55～58。兩個精密圓柱由精密外圓磨床磨削至規定尺寸。其余零件采用精密成形磨床加工至規定尺寸,臺階與槽口使用低速走絲線切割機床加工。根據圖8所示便捷式斜面量規裝配圖將所有零件用固定螺栓連接調整,完成加工。

▲圖4 工件▲圖5 便捷式斜面量規工作原理▲圖6 工件放置▲圖7 工件斜面測量

▲圖8 便捷式斜面量規裝配圖

5 應用實例

應用實例中工件如圖9所示,便捷式斜面量規應用時分為四步。

▲圖9 應用實例工件

(1) 兩個精密圓柱中心距為80 mm,當測量角度為15°時,根據正弦原理計算得到標準量塊的高度為20.705 mm。用四塊厚度不同的標準量塊組合拼出高度20.705 mm,如圖10所示。

(2) 將組合好的標準量塊放入精密圓柱與基準平板之間,此時直角模塊與基準平板之間角度為15°,緊固夾緊裝置上的緊固螺栓,將量具角度固定,取出標準量塊。便捷式斜面量規安裝如圖11所示。

(3) 斜面加工線劃線。將需要加工的工件安裝在直角模塊上,用高度尺即可劃出斜面加工線。

(4) 斜面尺寸測量。工件斜面加工線尺寸即測量尺寸,加工過程中可將工件放入測量位置,使用千分尺或游標卡尺直接測量斜面尺寸,如圖12所示。

6 結束語

筆者設計的可鎖定角度的便捷式斜面量規可以作為機械行業中斜面的輔助量具使用,能夠對各種不同角度工件的斜面進行快速精準測量。使用便捷式斜面量規后,能直接用游標卡尺或千分尺對工件的斜面進行尺寸測量。便捷式斜面量規能調整任意銳角,并可精確到分。便捷式斜面量規還能鎖定所需調整的角度,使用靈活方便,不受設備限制。可見,這一便捷式斜面量規實用性強,具有推廣價值。

▲圖10 標準量塊組合▲圖11 便捷式斜面量規安裝▲圖12 斜面尺寸測量