趙忠興 王 燕 唐大春

（中國第一汽車集團(tuán)公司教育培訓(xùn)中心，吉林長春 130011）

1 背景技術(shù)

在大批量機(jī)械加工生產(chǎn)線（如:汽車零件生產(chǎn)線）上廣泛使用卡規(guī)、塞規(guī)等專用量具，而測量直徑、厚度等被包容尺寸時(shí)，電子卡規(guī)一直被大量應(yīng)用著。電子卡規(guī)有容柵式和電感式兩種。容柵式電子卡規(guī)測量分辨率為6 μm，很多情況下已經(jīng)不能滿足需求;電感式電子卡規(guī)的分辨率為2 μm，分辨率稍高，缺點(diǎn)是功能單一，裝配調(diào)試難度大，對(duì)環(huán)境的要求較高。

為了克服上述兩種電子卡規(guī)的不足，我們開發(fā)了一種高精度容柵式電子卡規(guī)，通過彈性杠桿變形元件的放大作用，使容柵電子傳感器的分辨率相對(duì)測頭端位移量提高10倍，因而大大提高了它的測量精度。

2 結(jié)構(gòu)與原理

2．1 結(jié)構(gòu)

如圖1所示為高分辨率容柵式電子卡規(guī)的主視圖和側(cè)視圖（局部）:彈性杠桿變形元件的下端裝有金屬陶瓷定點(diǎn)測頭，變形元件上還裝有精確微調(diào)螺釘（通過改變墊片厚度進(jìn)行調(diào)整）。左、右托架用螺釘固定于彈性杠桿變形元件的上部，其位置用彈性限位螺釘和鎖緊螺母調(diào)定。殼體與手柄連接，手柄與卡規(guī)本體用緊固螺釘連接，卡規(guī)本體和彈性杠桿變形元件通過連接螺釘連接。殼體內(nèi)裝有液晶顯示屏、傳感器、發(fā)光二極管和發(fā)聲器。

2．2 原理

將球形或圓柱形工件置于測頭2、輔助測頭3和微調(diào)螺釘4之間即可測得直徑尺寸。原理如圖1和圖2所示，被測工件直徑變化時(shí)，定點(diǎn)測頭測量點(diǎn)的位置相應(yīng)變化，彈性杠桿變形元件以A－A為變形中心面、B－B法平面將工件直徑變化量按1∶10的比例（這個(gè)比例可根據(jù)需要來設(shè)計(jì)）傳到另一端容柵電子傳感器上，并通過發(fā)光二極管將尺寸顯示在液晶顯示屏上，發(fā)聲器會(huì)發(fā)出提示音。

本卡規(guī)影響測量誤差的因素主要是用測頭的直線位移代替弧長變量引起的誤差及工件半徑誤差引起測量點(diǎn)到杠桿支點(diǎn)（A－A與B－B的交點(diǎn)）距離的微小變化，進(jìn)而引起杠桿比例1∶10的變化，但這兩項(xiàng)誤差對(duì)測量精度的影響經(jīng)計(jì)算都小于1 μm。經(jīng)省級(jí)計(jì)量院鑒定本卡規(guī)綜合測量誤差穩(wěn)定在±0.000 1 mm。

3 結(jié)語

大批量生產(chǎn)中精度與效率都很重要。本卡規(guī)用簡單的杠桿原理將工件誤差放大10倍以上進(jìn)行測量，不僅大大提高了量具的分辨率，而且測量精度高、操作方便快捷、不需要太高的環(huán)境條件，很適合在線檢測。稍加改動(dòng)還可以設(shè)計(jì)出高精度容柵式電子塞規(guī)，進(jìn)而可以測量孔、槽等包容尺寸。在線測量過程中獲得了很高的評(píng)價(jià)。

［1］楊正瑛，趙忠興，唐大春，等．一種新開發(fā)的位置誤差檢驗(yàn)夾具［J］．機(jī)械制造，2012（2）．

［2］楊正瑛，趙忠興，陳婷，等．套管或空心軸類零件同軸度誤差檢驗(yàn)夾具［J］．汽車工藝與材料，2012（2）．