读数式深度塞规的应用提高了工序间检测的柔性

朱正德

（大众动力总成（上海）有限公司，上海201807）

读数式深度塞规的应用提高了工序间检测的柔性

朱正德

（大众动力总成（上海）有限公司，上海201807）

在以批量生产为特征的现代机械制造业中，用于工件内孔、螺纹等相关参数测量的传统机械量具——专用塞规，迄今仍稳固地在企业的工序间检测中占有一席之地。尽管这种现象还会持续很长时间，但对这种传统机械量具的功能拓展、推陈出新已然进行，近年来出现的读数式深度塞规已成功地用在国内外不同的机械行业，尤其是提高了在批量生产情况下工序间检测的柔性。对其工作原理及在实际中的应用效果做了简单的说明。

专用塞规功能拓展读数式深度塞规使用效果

1 传统专用塞规的生命力

在现代化的发动机厂内，即使拥有大量数字化在线检测设备，也仍然会配置相当数量的置于工序间、排列有序的专用塞规，见图1中箭头所指处。这些用于工件粗加工、半精加工之后内孔、螺纹等相关参数测量的传统机械量具已存在很多年了，期间，虽然检测技术取得了迅速的发展，不少新颖量仪已应用于实际生产，但上述专用量规仍稳固地在企业的工序间检测中占有一席之地。鉴于这类传统机械量具、尤其是螺纹量规的简单、直观、可靠又价廉，在现场快速检测中所起的作用很大，因此，无疑上述情况还会持续。但这并不意味着100%的一成不变，对传统机械量具的功能拓展、推陈出新已然进行了若干年，所推出的一些新产品已在国内外汽车行业获得了越来越多的应用。本文将介绍的读数式螺孔深度规就是一个典型例子。

2 传统螺纹塞规的局限

工件经钻孔和攻牙（丝）后，必须对其深度进行控制，虽然其公差较大，一般都为数十丝甚至达1 mm以上，但测量很不方便。通常的做法是将专用量（塞）规通端的杆部部分铣扁，制作出一台阶，形成孔深的控制界限。但在实际操作中，这种方式较难有效地发挥监控作用，尤其当工件上需检测的孔处于不易看清边界的位置时。为满足工艺上对深度的控制要求，国内外企业在进行钻孔、攻丝时往往普遍比额定值深10%甚至更多，从而耗去了更多的成本。

图1 生产现场的量规

传统塞规的另一个局限性是适应性差。即使零部件上的被测孔径或螺纹完全相同，只要深度各异，就得配备不同的量规，而在箱体类零件中，这种情况是很多的，因此为了满足生产之需，不得不准备大量的塞规，从而增加了投入和管理上的难度。以一种欧洲主流汽车发动机为例，其需要测量的螺孔为99个，但只有4种不同的螺纹规格，可对应的深度却有10多种，此类情况很普遍。

3 传统螺纹塞规的突破

丹麦Leitech公司的专利产品是对传统螺纹塞规的一次突破，其最大的特点是能够方便地读出孔深的实测值，且能利用同一个量规检测不同深度的螺孔，只要螺纹相同。此系列产品还能方便地拓展，以用于一般的光孔测量，最常见的就是配合螺纹孔的测量，检测工件的螺纹底孔。此外，这一产品具有组合式的特点，量规本体与螺纹测头呈分体结构，通过更换测头能十分方便地实现量规换型或更新。

图2给出了Leitech公司的3种型号螺纹塞规。图2c其实只是传统量规的延伸，差别仅在于采用分体结构后，可借助更换螺纹测头方便地完成量规的变换，使同一个量规本体能适应不同的测量需求，给用户带来很大方便。图2b、图2a才是读数式螺纹深度规，前者是普通型，后者是精密型，二者的工作原理相似：不同于传统量规，此时在螺纹测头和本体（手柄）之间有一个可滑移的刻度筒。测头固连在本体上，而在自由状态（非测量情况）下，经过校正、设置后的刻度筒的前端面将很接近测头的顶端。让量规的通端旋入被测螺孔，刻度筒则渐渐地进入本体，在测头达到螺纹终点、无法再进入时，即传递出了螺孔的深度信息。这时，通过刻度筒上的读数就能实时地反映出深度来。如图2b中的读数20mm，即为被测螺孔的深度（图中工件没示出）。图2a表示的精密型螺纹塞规与普通型的区别主要在于增加了一个读数细分机构，其工作原理与游标卡尺相同，借此该机构，深度读数精度可以达到0.1mm，而普通型精度只能达到0.5 mm。精密型的另一个特点是带有锁紧装置，即可以使刻度值锁定在被测后的位置，也可以在预设的刻度位置事先锁定。有时工件上待测的螺孔处于不易于检测和看清读数的位置，利用此锁紧装置，就可以在测量结束后，取出量规后才读数，而不会丢失测量数据。

4 量规的变换和校正

如前所述，由于Leitech新颖的量规采用了分体构造，因此当生产厂（用户）遇到变更测量对象时，只要换以相应的螺纹测头，并进行通端校正

图2 Leitech公司的螺纹塞规

后，即可投入使用。只要把Leitech公司提供的套筒套进螺纹测头的通端，将一螺母拧紧在测头上，并贴着套筒端面拧紧，再用扳手将测头拧出（见图3a）。然后用软面塑料锤将新的螺纹测头穿过刻度筒轻敲入量规本体内，这样就完成了测头的更换（见图3b）。至于量规深度值的校正是通过Leitech公司提供的一个专用器具来实现的，它是一个带校正盘的圆柱体，根据的不同需求，端面上制作有多个圆柱孔，对应不同的螺纹测头。旋转拨盘，让其上的指针对准被校量规的螺距值，这就设定了一个精确的深度值（均定为10 mm）。之后先用小扳手拧松止端一侧的锁紧螺钉，再将量规的通端（有GO标记一端）放进校正器相应的孔中，捏紧并旋转量规的止端（有NOT GO标记一端），让量规刻度筒上的刻线对准10mm位置（见图3c），即校正深度值一律选用10mm。最后再拧紧止端一侧的锁紧螺钉，从而完成了对螺纹量规深度值得校正（见图3d）。在操作熟练的情况下，完成上述过程仅需短短的2~3m in。

不过，相比之下，Leitech量规的这项功能更多是用于换新测头，即对经过一段时间使用后，业对已磨损或发生其他损坏的螺纹测头予以更换。这一种工量具管理模式能大大降低成本，不但减少了报废、更新的投入，也减少了管理成本。

5 使用效果

通过以上介绍可知，使用这种新颖量规的优越性主要体现在：批量生产情况下，由于提高了在工序间以通止式量规检测内孔时的柔性，从而降低了生产成本，包括工量具的消耗；对检验工作则减少了工序间检测的时间；另外，在量规数量减少的同时，也降低了管理成本。

以中小排量内燃机和轿车发动机为例，其缸体、缸盖等至关零件的螺纹规格并不多。如排量为1.4L或1.6L的发动机，螺纹规格主要为M6、M8、M10和M12等几种，但每个零件上螺孔的深度（包括螺纹底孔）却有10多种或更多。据一家企业所提供的情况，之前采用传统塞规时，一个发动机缸体上只有4种螺纹规格，但螺孔数却逾百个，其检测时间达到71m in；而全面采用了Leitech螺纹量规之后，在大大减少了量规数量的同时，测量时间却缩短到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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来稿日期：2009-02-15

朱正德（1945-），男，教授级高工，主要研究方向为计量与在线检测。