机械镶嵌电路在产品型腔检测中的设计应用

杜云龙

摘要：介绍了一种型腔干涉检测装置，其结构包括钢架本体、设在钢架本体上表面的电源指示分总成、设在钢架本体下表面的检测分总成以及设在钢架本体内并连通电源指示分总成和检测分总成的导线。钢架本体的下表面能水平置于被测型腔基准面上，检测分总成的下端能与被测型腔内底面接触，以使被测型腔连通钢架本体和检测分总成形成“检测分总成—导线—电源指示分总成—钢架本体—被测型腔”的电流回路，被测型腔能作为电流回路中的导体完成被测型腔干涉与否的检测。该装置将传动机械装置同电路指示结合在一起，同时将被测型腔作为整个检测电路的导体，针对复杂壳体型腔的干涉与否提供了新的检测装置，提高了检测效率，完全能满足工艺检测要求。

关键词：检测装置;导体;检测电路;电流回路

0    引言

在机械行业，箱体类零件内部装配过程中出现的干涉现象在检测手段上体现为深度检测，现有技术中传统测量采用游标卡尺、深度尺或三坐标等。游标卡尺、深度尺检测零件受型腔结构、位置、大小影响，不适合复杂型腔内部的干涉检测作业;采用三坐标测量，测量成本大，不方便现场测量，更不适合复杂型腔内部的干涉检测作业。变速箱是我公司的主要产品，变速箱壳体是变速箱总成的基础件，用以保证变速箱中各零件的正确位置，工作中承受一定的载荷，同时变速器壳体用来安装传动机构、换挡装置和部分操纵机构，并储存润滑油。为了减轻汽车自身的重量，针对重型卡车，变速器壳体和盖常采用铝合金或镁合金制造;而中、重型车辆的变速器壳体和盖一般用铸铁制造，以保证其强度要求。变速箱壳体毛坯在加工后送至装配车间进行装配，在安装倒挡齿轮的过程中会出现干涉，该情况在铸造和机械加工过程中无法发现，因而难免会流入装配车间甚至导致装配停线。

针对现有技术存在的不足，我公司结合自身产品的使用需求，设计了一种将电路镶嵌在机械式传统检测装置之中的机电一体化型腔检测装置，这种装置在我公司变速箱壳体毛坯加工前使用，能提前检测出毛坯铸造质量不稳定导致变速箱安装倒挡齿轮过程中出现的干涉问题，避免产品流入装配车间，导致装配停线。该型腔检测装置解决了复杂型腔类零件干涉部位检测结构受限和范围受限的弊端，检测过程快捷、方便、高效，比较适合在实际生产中推广应用。

1    型腔干涉检测装置的结构和工作原理

针对我公司变速箱壳体的结构和使用性能，设计出了如图1所示的型腔干涉检测装置，其包括钢架本体、设在钢架本体上表面的电源指示分总成、设在钢架本体下表面的检测分总成以及设在钢架本体内并连通电源指示分总成和检测分总成的导线。钢架本体的下表面能水平置于被测型腔基准面上，检测分总成的下端能与被测型腔内底面接触，以使被测型腔连通钢架本体和检测分总成形成“检测分总成—导线—电源指示分总成—钢架本体—被测型腔”的电流回路，被测型腔能作为电流回路中的导体检测被测型腔干涉与否。

钢架本体（我公司选用ZEN-GB4040L-2.0型号）水平置于被测型腔基准面上。

电源指示分总成包括设在钢架本体上表面的第一方法兰型开口导向轴支座、设在第一方法兰型开口导向轴支座开口上的指示灯筒、设在指示灯筒内的电池、连接电池并设在电池上端的指示灯以及设在电池下方的第一方法兰型开口导向轴支座开口内的短绝缘套，电池两极分别连接指示灯和导线，且导线靠近电池的端部外包覆短绝缘套。

检测分总成包括设在钢架本体下表面的第二方法兰型开口导向轴支座、置于第二方法兰型开口导向轴支座开口内的竖向的长绝缘套、设在长绝緣套内的竖向的深度测试连接杆以及分别设在深度测试连接杆上端的紧固螺栓和下端的可调节深度触头单元，紧固螺栓连接导线。

可调节深度触头单元包括检测触头、限位销和弹簧;深度测试连接杆下端设有竖向槽，竖向槽槽壁上开设有相对的横向孔，在检测触头两侧设有与横向孔一一对应的竖向腰型孔;弹簧同轴设在竖向槽和检测触头之间，限位销插在横向孔和竖向腰型孔上，以使检测触头能竖向上下往复运动。其中第二方法兰型开口导向轴支座在钢架本体下表面的位置可调，如图2中圆圈所示。

检测电流回路包括依次连通的检测触头、深度测试连接杆、紧固螺栓、导线、电池、指示灯、指示灯筒、第一方法兰型开口导向轴支座、钢架本体和被测型腔，被测型腔能与检测触头接触后连通电流回路，如图3所示。

2    该装置工作过程

2.1    装置安装

按照检测装置装配图要求，分别装配两个分总成：（1）电源指示分总成;（2）检测分总成。将两个分总成安装在铝材钢架本体上，在铝材钢架本体内布置导线连接，根据零件检测深度尺寸要求，调整检测部分检测触头深度，安装完成，如图4所示。

2.2    电路检测

取导线一根，连接钢架本体与检测触头，指示灯亮起，电路检测合格，方可使用。

2.3    装置使用

将该装置钢架本体放置于被测型腔待检零件基准面上进行检测，若该装置检测触头与被测型腔待检零件（导体）接触，形成闭路，指示灯亮，则检测部位干涉;若检测装置触头与被测型腔待检零件（导体）不接触，电路未形成闭合，指示灯不亮，则检测部位不干涉。通过使用以上检测装置实现型腔干涉与否的检测功能，如图5所示。

3    结语

该装置创造性地将传动机械装置同电路指示结合在一起，同时将被测型腔作为整个检测电路的一部分（导体），针对复杂壳体型腔的干涉与否提供了新的检测装置和手段，且提高了检测效率，完全能满足工艺检测要求，实用性强。同时，该装置将电流回路嵌套于机械检测机构中，将被测型腔作为回路中的导体，通过被测型腔的深度检测，触发电路的闭合，反映为指示灯是否亮起，指示灯通过导向轴支座连接于钢架本体上滑动（可调整位置），检测用深度测试连接杆可根据型腔结构及深度要求调整位置和结构，这样就有效解决了传统量具受结构、范围限制的弊端，测量过程简便、高效、直观。

[参考文献]

[1] 吴国梁.镗工实用技术手册[M].南京：江苏科学技术出版社，2007.