□ 郭 茜 □ 俞曉鋒

江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院無(wú)錫立信分院 江蘇無(wú)錫 214153

1 設(shè)計(jì)背景

斜面加工在機(jī)械加工中通常用線切割來(lái)完成,由于受到線切割機(jī)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(jī)床上加工斜面,進(jìn)行慢走絲時(shí)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(guò)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(méi)有一種便捷、快速、直接的測(cè)量工具能解決以上問(wèn)題。斜面測(cè)量時(shí),一般通過(guò)輔助擋板配合精密圓柱來(lái)進(jìn)行間接測(cè)量,累積誤差較大。如果使用正弦規(guī)測(cè)量,那么只能通過(guò)打表的方法進(jìn)行,操作不便,并且不能靈活移動(dòng),還需配備精密平板,對(duì)設(shè)備要求較高。筆者設(shè)計(jì)了一種可鎖定角度的便捷式斜面量規(guī),能夠?qū)Ω鞣N不同角度的斜面進(jìn)行快速精準(zhǔn)測(cè)量。這一便捷式斜面量規(guī)不僅可以解決加工斜面的尺寸測(cè)量問(wèn)題,而且能夠快速精準(zhǔn)劃出斜面加工線,提高工作效率。

2 結(jié)構(gòu)

筆者設(shè)計(jì)的可鎖定角度的便捷式斜面量規(guī)由直角模塊、基準(zhǔn)平板、擋板等部分組成,如圖1所示。

▲圖1 便捷式斜面量規(guī)

直角模塊和擋板如圖2所示,用于放置被測(cè)工件。擋板的作用在于使直角模塊90°角度精準(zhǔn),便于加工制造。直角模塊通過(guò)精密圓柱與基準(zhǔn)平板上的帶槽圓柱孔形成過(guò)渡配合,使直角模塊相對(duì)基準(zhǔn)平板可以做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。直角模塊的另一端也固定一個(gè)精密圓柱,兩個(gè)精密圓柱之間的距離為一個(gè)定值。

基準(zhǔn)平板如圖3所示。基準(zhǔn)平板的上下兩個(gè)平面均為精磨平面。上平面放置標(biāo)準(zhǔn)量塊,確定測(cè)量角度。

▲圖2 直角模塊和擋板

下平面為千分尺等量具的測(cè)量基準(zhǔn)面。

▲圖3 基準(zhǔn)平板

基準(zhǔn)平板上的夾緊裝置一端開槽,可以通過(guò)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(zhǔn)平板的上平面在同一水平面上,使兩個(gè)精密圓柱之間的距離、標(biāo)椎量塊的高度,以及基準(zhǔn)平板形成一個(gè)直角三角形。

3 工作原理

便捷式斜面量規(guī)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(guī)兩個(gè)精密圓柱之間的距離為80 mm,計(jì)算得到標(biāo)準(zhǔn)量塊的高度為40 mm。將標(biāo)準(zhǔn)量塊墊入精密圓柱與基準(zhǔn)平板之間,使便捷式斜面量規(guī)形成30°角。

將工件放在直角模塊上,此時(shí)工件上所需加工的斜面與基準(zhǔn)平板平行,如圖6所示。隨后可以用高度量規(guī)劃出工件上斜面的加工線。加工過(guò)程中,用游標(biāo)卡尺或千分尺直接對(duì)工件進(jìn)行斜面尺寸測(cè)量,如圖7所示。

4 加工

便捷式斜面量規(guī)在使用過(guò)程中常會(huì)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(wěn)定性,因此材料應(yīng)當(dāng)具備高硬度、高耐熔性、高尺寸穩(wěn)定性、高韌性和特殊環(huán)境下的耐蝕性，并且具有穩(wěn)定而精確的尺寸?；谝陨戏治?便捷式斜面量規(guī)選用Cr12MoV冷作模具鋼材料制作。兩個(gè)精密圓柱由數(shù)控車床半精加工車出輪廓,留出磨削余量。其余零件通過(guò)高速走絲線切割機(jī)床切割外形輪廓,留出余量。之后進(jìn)行鉆孔、攻絲等。所有零件經(jīng)檢驗(yàn)后進(jìn)行真空熱處理,洛氏硬度(HRC)達(dá)到55～58。兩個(gè)精密圓柱由精密外圓磨床磨削至規(guī)定尺寸。其余零件采用精密成形磨床加工至規(guī)定尺寸,臺(tái)階與槽口使用低速走絲線切割機(jī)床加工。根據(jù)圖8所示便捷式斜面量規(guī)裝配圖將所有零件用固定螺栓連接調(diào)整,完成加工。

▲圖4 工件▲圖5 便捷式斜面量規(guī)工作原理▲圖6 工件放置▲圖7 工件斜面測(cè)量

▲圖8 便捷式斜面量規(guī)裝配圖

5 應(yīng)用實(shí)例

應(yīng)用實(shí)例中工件如圖9所示,便捷式斜面量規(guī)應(yīng)用時(shí)分為四步。

▲圖9 應(yīng)用實(shí)例工件

(1) 兩個(gè)精密圓柱中心距為80 mm,當(dāng)測(cè)量角度為15°時(shí),根據(jù)正弦原理計(jì)算得到標(biāo)準(zhǔn)量塊的高度為20.705 mm。用四塊厚度不同的標(biāo)準(zhǔn)量塊組合拼出高度20.705 mm,如圖10所示。

(2) 將組合好的標(biāo)準(zhǔn)量塊放入精密圓柱與基準(zhǔn)平板之間,此時(shí)直角模塊與基準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)量塊。便捷式斜面量規(guī)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(cè)量。工件斜面加工線尺寸即測(cè)量尺寸,加工過(guò)程中可將工件放入測(cè)量位置,使用千分尺或游標(biāo)卡尺直接測(cè)量斜面尺寸,如圖12所示。

6 結(jié)束語(yǔ)

筆者設(shè)計(jì)的可鎖定角度的便捷式斜面量規(guī)可以作為機(jī)械行業(yè)中斜面的輔助量具使用,能夠?qū)Ω鞣N不同角度工件的斜面進(jìn)行快速精準(zhǔn)測(cè)量。使用便捷式斜面量規(guī)后,能直接用游標(biāo)卡尺或千分尺對(duì)工件的斜面進(jìn)行尺寸測(cè)量。便捷式斜面量規(guī)能調(diào)整任意銳角,并可精確到分。便捷式斜面量規(guī)還能鎖定所需調(diào)整的角度,使用靈活方便,不受設(shè)備限制?？梢?這一便捷式斜面量規(guī)實(shí)用性強(qiáng),具有推廣價(jià)值。

▲圖10 標(biāo)準(zhǔn)量塊組合▲圖11 便捷式斜面量規(guī)安裝▲圖12 斜面尺寸測(cè)量