三角槽检测方法

樊强博　王波涛

【摘 要】在生产中，遇到三角槽类零件，用常规的检测方法检测三角槽的深度有三个弊端：（1）无法直接得到测量结果，测量误差大；（2）测量方法稳定性差，易产生系统误差；（3）对测量者技能要求较高，易产生随机误差。而使用专用测量工装具用三个优点：（1）测量结果可控，精度高；（2）操作简单，稳定性好，有效降低测量误差；（3）可应用于加工过程，降低废品率。

【关键词】测量工装；三角型凹槽；深度；测量

1.问题提出

在我单位研制的一批产品过程中，产品上带有如图一所示三角形凹槽，由于该凹槽的作用是保证产品在进行压力爆破时的打开点，而该产品在使用时的爆破压力要求控制在4±0.5MPa，为了控制产品爆破压力的一致性，就要求该批零件上三角形凹槽深度尺寸需保持一致，尺寸精度需控制在0.1mm 以内。在首批零件加工过程中，我们采用两种方法来控制零件上三角形凹槽的深度尺寸，一是单件对刀，以零件上表面为对刀基准，用设备控制进刀深度的方法来控制孔深尺寸；二是采用间接测量法来换算出三角形凹槽深度尺寸（如图一所示），即先使用游标卡尺测量出三角形凹槽上端的宽度尺寸a，然后通过公式：b=a/2÷tan45 ，从而换算出三角形凹槽的深度尺寸。但是采用这两种方法存在以下弊端：

（1）单件对刀时对刀精度要求较高，人为因素对产品加工精度影响较大。

（2）采用间接测量法测量三角形凹槽上端宽度尺寸时由于测量基准不明确，测量出的结果准确性较差，且不同操作者所测量出的尺寸值偏差较大，直接导致加工出的产品尺寸偏差过大，不能满足设计要求。

产品在加工完成后需要随机抽出几件进行水压试验。设计要求零件在水压试验时的爆破压力需控制在在4±0.5MPa。水压结果显示槽深测量尺寸与水压试验爆破压力存在较大差距，且水压试验爆破压力大部分不能满足设计要求，这说明测量的尺寸不够准确，偏差较大，不能反映实际加工情况，产品废品率极高，无法交付用户，生产被迫中断。

2.解决方案

为解决此问题，需要设计一种专用量具，在通过分析此类零件的共同特点后，结合考虑各种量具特点，决定使用百分表进行改进后测量槽深尺寸。

2.1改进思路

依据百分表测量精度高，操作简便等优点，对百分表测量杆进行改进，普通百分表测量精度为0.01mm，可以满足工件测量精度要求；但存在表头过粗不能进入三角形凹槽的问题，经过分析百分表结构，得知百分表测杆与表体为分体式，是通过M3或M2.5螺纹连接成一体，为了测量方便，对百分表的测杆进行了重新加工，使其头部成尖角，可以深入到测量槽的底部。（如图二所示）

2.2测杆材料选择及加工

因测杆作为一种测量量具，必须具有耐磨、耐腐蚀且不受环境温度的影响；综合考虑所有因素决定选择工具钢加表面镀铬处理来满足要求。测杆材料用工具钢T10，调质处理HRC38～42，具有一定硬度可以提高测杆的耐磨度；表面镀铬增强测杆的耐腐蚀度。

测杆设计参数说明：直径φ4mm，长度19mm。因为待测三角形凹槽的角度为90°，因此将测杆前端圆锥角度确定为60°，角度太大则会与三角形凹槽槽壁发生干涉，角度太小则加工时难以保留圆锥尖角。

2.3测杆加工工艺

从测杆零件类型来分，应属于细杆类零件，通过车床加工完成所有尺寸的加工，加工测杆前端60°圆锥时不可能加工出完全尖锐的尖角，会存在约R0.1的圆角，在使用测杆测量时就就有可能存在测量误差，但通过分析产品上凹槽加工过程，发现在加工三角形凹槽所使用的刀具前端也存在R0.2的圆角，因此测杆圆锥端的圆角不会影响尺寸测量结果。测杆加工工艺过程：粗车→调质处理→精车→表面镀铬。

3.使用说明

使用方法如图四所示。使用此方法测量时，需准备平台一件，磁力表座一件。使用过程：首先将百分表测杆压在产品所加工三角槽的槽底，找出最低点，并将表盘调整至“0”位（如图二示意图（a）所示），然后轻轻将测杆抬起放在基准面上（如图二示意图（b）所示），再读取百分表数值，此时读数即为槽深尺寸读数，读数精确，可以满足工件要求精度。

注意事项：

（1）基准面必须在工件表面上合适位置确定，且基准面到槽底尺寸不能过大，以免百分表读数超出量程。

（2）使用磁力表座前必须固定牢靠，不得有松动或移动的情况发生，防止表座移动造成读数误差。

（3）百分表测杆必须与工件表面待测表面垂直，不得有影响测量精度的倾斜。

（4）测量过程中，移动测杆时，工件不得有移动，必须保证测量基准在测杆移动过程中一致。

（5）测杆移动必须轻拿轻放，杜绝猛拉硬拽现象，防止测量杆振动造成百分表读数产生误差。

4.应用情况

4.1在加工的第二批产中品，操作者使用改进后的百分表对加工尺寸进行了检测，解决了三角形凹槽深度尺寸控制难题，在随后对以上加工的10件产品进行水压试验时的实际爆破实验，结果显示测量结果准确，该方法切实可行，可用于后续生产。

4.2改进后的测量方法主要优点有如下：

（1）改进后的测量方法，操作简便，测量值准确，而且精度高。

（2）该测量方法，提高了生产效率，减少加工过程不确定因素。

（3）该测量方法，可以延伸至车床、铣床，在加工过程检测，用源头降低废品率。

（4）该测量方法，对原有量具（百分表）未产生破坏性修改，需要的零件小，加工方便，成本低，而且又提高了量具的测量范围，还可以复原量具原有状态。

5.使用效果

（1）提高生产过程中的检测能力。

（2）解决了工序间的质量争议。

（3）提高了出厂合格率。

（4）提高了检测效率。

（5）解决了生产瓶颈。