一種快速測量環形槽深度的檢測工具研究

胡軍鋒

（慈溪匯麗機電股份有限公司，浙江慈溪315333）

0 引言

我們有時會遇到機械零件端面需要加工成環形槽的情況，如圖1所示，因產品密封需要，這種加工端面環形槽深度過深或過淺都會對密封性能產生影響，導致產品漏油，因此，嚴格控制環形槽深度顯得非常重要。我們在實際加工過程中，需要測量此環形槽深度（5±0.1）mm。由于環形槽寬度較小，通用量具的測量部位放不進此環形槽內腔中，無法測量。為此我們先后采取了一下兩種測量方法：

1）對刀法。先試加工一個較淺尺寸的槽，然后看數控機床操作面板中光柵上的數字變化差用來判斷槽的實際深度尺寸。例如，讀數變化差為4.5 mm，再調整數控加工參數，往工件方向進給0.5 mm，確認數字變化差為5 mm后，再用同一把刀加工其它零件。由于通用量具無法測量，依靠數控程序保證。用這種方法存在缺陷，只有操作工通過光柵上的數字變化差檢驗，但生產現場檢驗員無法檢驗。在接下來加工過程中，如果刀具磨損，無法及時調整數控程序，存在質量風險。

2）通規、止規測量法。具體地說就是制作了專用卡板來測量，用鋸片作此專用卡板材料，以線切割機床加工。其原理是通規判斷是否通，止規判斷是否止。參考圖2（卡板HT, 卡板HZ）, 待檢工件需要測量圖1所示的尺寸50.1 mm。我們把卡板HZ做成上極限尺寸5.08～5.10 mm，也即止端，標注“HZ”。 卡板HT做成下極限尺寸4.90～4.92 mm，也即通端，標注“HT”。如果我們測量時，用卡板HZ測量是止的，說明實際值比5.08～5.10 mm小。用卡板HT測量是通的，說明實際值比4.90～4.92 mm大，這兩者條件均附合要求，則我們就判斷此尺寸合格。但在實際加工過程中，此種方法也存在缺陷。我們只知道是否合格，但不知道具體測量數據，在接下來大批量加工過程中，由于無法測量機械零件產品具體的數據，當刀具出現磨損時，由于無法測得具體的實際數據，無法及時調整數控程序，也存在較大質量風險。再者，因卡板制作時有一個加工公差帶，卡板HT做成下偏差公差帶4.90～4.92 mm，卡板HZ做成上偏差公差帶5.08～5.10 mm，這樣就會存在一個漏檢的問題，例如，小槽深度實際值為5.095 mm，也就是合格的，但例如卡板HZ制作成了5.085 mm，這樣，原本為合格的工件，容易判斷為不合格品，造成誤判。

圖1 工件

圖2 卡板測量法

因此，迫切需要設計一種簡易可靠、能快速測量環形小槽深度的檢測工具，以方便在生產現場使用。這種檢測工具的測量頭能放入環形小槽腔內，并顯示其實際測量數值，以方便在機械加工過程中能對刀具磨損情況及時進行加工參數調整，從而提高產品合格率。為此，設計了一種專用檢測工具，并應用于機械加工生產，現對該專用檢測工具結構組成、工作原理及使用方法、精度對比測量試驗等方面加以說明。

1 專用檢測工具結構

2 專用檢測工具工作原理及使用方法

本檢測工具的基本原理：在水平檢測工作臺上放置好測量塊，此測量塊中間帶一通孔，檢具體2端面與測量塊端面完全接觸，測頭11端面與工作臺端面完全接觸，此時調節檢測工具上的百分表到零位，此時測頭11伸出長度為（5±0.002）mm。然后取下測量塊，用待檢工件代替測量塊，讀得實際數值，這兩者的讀數差值進行比較，從而計算得到工件小槽的深度。具體說明如下。

如圖4所示，測量塊零件采用T10A材料，經過熱處理，使硬度在55～60 HRC左右，再經過自然時效14 d，并在上下兩端進過磨削處理，使表面粗糙度在Ra0.4 μm以下，使其具有較好的耐磨性，厚度控制在（5±0.002）mm內。

如圖5所示，測量前，通過測量塊，把檢測工具百分表調整至零位。注意用手護住檢具柄2，靠平工作臺，不能有任何的擺動。

如圖6所示，取下測量塊，再用工件待測位置代替測量塊位置，根據讀數偏差計算得到小槽深度的實際測量值。這樣當刀具磨損時，能方便修改數控加工程序。注意用手護住檢具柄2，靠平工作臺，不能有任何的擺動。

圖3 檢測工具圖

圖4 測量塊

3 精度對比測量試驗

圖5 校正零位圖

圖6 測量工件圖

因環形小槽的深度無法用通用量具測量，本試驗制作較大環形槽槽寬6個零件，目的是使通用量具的測頭部位與本檢測工具的測頭都能放入待檢工件中，并與本論文制作檢測工具進行對比測量試驗。先用通用量具測量，取得6組數據：1號件為5.02 mm；2號件為5.04 mm；3號件為5.06 mm；4號件為5.06 mm；5號件為5.06 mm；6號件為5.04 mm。更換專用檢測工具測量，得到如下實驗數據：1號件為5.02 mm；2號件為5.04 mm；3號件為5.06 mm；4號件為5.06 mm；5號件為5.06 mm；6號件為5.04 mm。兩者測量結果相符，得出結論，該方法可行。

4 結語

利用通用零部件，以較低成本制作出專用檢測工具，通過測量塊，將百分表校正到零位，再測量工件小槽深度的讀數數值，并與校正到零位值進行比較，從而計算得到工件小槽深度實際數據。該方法操作簡單，可靠性好，制造維護成本低，能方便有效地應用于大批量生產，特別是在數控加工中，能方便及時修改數控加工程序，從而提高產品加工合格率，目前取得了良好的經濟效益。