第7章模具零件常用的测量工具

第7章模具零件常用的测量工具

7.1模具零件加工的技术要求和测量技术

对于冲压模、塑料模、锻模、以及金属压铸模，他们在结构上存在较大的差异，而且各类模具的使用功能和装配状态也不一样，精度要求自然也不同。所以各类模具的技术标准都有针对性地制定了相应的模具零件的技术要求、模具的装配要求。有关技术要求的标准参见相应的模具标准。

对模具的检验可划分为对成形零件的检验和模架的检验，也可以按工作型面尺寸检测、非型面尺寸检测来划分。在有的企业中，把模具零件的精度分类进行质量管理，如一类、二类、三类尺寸来划分。它的划分依据是对这些零件尺寸对模具成形产品的质量影响大小而定。

模具制造中的测量技术除采用一般几何量测量工具和测量仪测量各种长度、高度、深度、形状位置误差、表面粗糙度、角度、螺纹等误差外，还包括使用计算机扫描等先进测量技术检测复杂曲面形状。在测量方法上除对模具零件直接测量外，还广泛采用间接测量方法。

测量和检测在计量上是有严格区别的，在模具检验的过程中，由于无法直接测出实物的数据往往会借助测量手段实现。一般可以简单的认为：检测是在已知理论数据的情况下与实物的测量数据比较，可以判断数据超差与否、工件是否合格；而测量是事先对测量物体的尺寸、形位公差等并不知道的情况下，进行实测，得到数据，而这个过程本身并不判断工件的合格与否。

7.1.1模具检验常用的样板

1.样板的分类

1）按照用途有下料样板、加工样板、装配划线样板和装配角度样板等。在模具制造中，用的最多的是加工样板。

2）按照空间形状有平面样板、立体样板(样箱)。中小型冲压模、塑料模、压铸模一般都使用平面样板，但在汽车覆盖件冲压模具领域会用到立体样板，也称作样箱。

3）按制作样板的材料有木材、扁铁、薄铁皮、油毡和纸板等。一般模具制造中使用的样板都是薄铁板。对这种钢板要求：淬火变形小，耐磨。而在汽车覆盖件模具会用到树脂、木材等作为样板，木质样板是按照展开的构件实际形状用木板条(或夹板)钉制而成。

常用的加工样板大都是根据模具零件的一些特殊的截面，由钳工或线切割等工艺方法将薄钢板做成相应截面形状，再经淬火和研磨而成。

轮廓样板，按零件内部轮廓尺寸制造，允许负的偏差。断面轮廓特殊部位形状样板，一般按最大极限尺寸制造，作为特殊形状的验规。

2.样板的应用

1）用塞尺或透光目测法检查样板与型腔表面的间隙，如检验精度要求不高（公差值＞±0.05mm）的锻模模膛形状。

2）对于大、中型弯曲模的凸、凹模工作表面的曲线和拆线，几何形状和尺寸精度要求较高时，需要用样板及样件控制。

3）加工一些回转体的模具零件（如车削），其形状和尺寸可由样板检验，用样板的基面靠零件基面来检查成形表面正确与否。相当于样板作为一条母线，判断回转体是否合格。

4）轮廓样板常常用于常规机械加工前，在复杂型面（压铸模、塑料模）上的划线，也可以用于钳工装配修调模具镶块的检验。

7.1.2模具检验常用的样形

1.样型和样架

用于大型曲面零件制造的大型覆盖件冷冲压模具的工作部分，大多由三维曲面构成，表面粗糙度及精度（特别是汽车外覆盖件的形状精度）等级要求均较高，加工时需采用样型和样架等专用检验工具配合加工。样型实际上是一种检验的模型。

1）主模型主模型是一些复杂三维曲面冲压件设计、加工、检验的原始依据。他可用于检验像生产汽车覆盖件的模具、夹具、以及检验断面形状的样板、立体样箱，或直接检验冲压样件等。

主模型的结构为优质木材或塑料制作制作成的覆盖件内表面形状，并以一定的基准面装配在特制的主架上，构成主模型。在主模型上划有x、y、z三方向的坐标线，表示覆盖件在制品上的位置（如是汽车覆盖件则表示其在汽车坐标系中的位置），塑料主模型与木质主模型相比，在长期的保存和使用期间变形小、保管简单，但制造过程较复杂。

一种大型覆盖件零件，需要数套冲模冲压而成。如汽车覆盖件，完成一个制件的加工平均不同性质的模具要四套（拉深、修边、翻边、冲孔），而这些模具的形状要符合同一主模型，所以，主模型用以进行翻制工艺模型、样板及最后检验，主模型与样板的派生关系如图7.1.1所示。

数据采集产品逆向

、1mm、3mm面工艺处理制成检具

主模型数字元化模型翻边展开、工艺补充投影样板样箱（游离模型）

样架

图7.1.1 典型汽车覆盖件主模型与样板的关系

2）工艺主模型在覆盖件的主模型上补充了翻边展开线（修边线）以外的形状（工艺补充部分），同时按冲模设计的冲压方向改装基准面，即为工艺主模型。工艺主模型的工艺补充部分上划有冲模中心线。工艺主模型是覆盖件冲模制造中所用的各种模型和样板的母模，同时还可作凸模和压边圈仿形加工的靠模。

3）样架样架即研修模型，是检验凸模立体形面与工艺主模型的一致性的量具，还可作凹模的仿铣靠模。其结构与工艺主模型（凸模）形状相反，尺度相等而成凹型。材料采用变形小、强度高、易复制型面的塑料（玻璃钢）或低熔点合金。

4）投影样板和断面样板投影样板是根据所测零件有关轮廓投影到平面上的形状和尺寸制造的。用于凸模（型芯）外轮廓和凹模（型腔）内轮廓加工时的划线、检验及修磨。

5）立体样板立体样板主要用于覆盖件控制修边模的曲面形状和尺寸。

2.检具

它一般是塑料材质，在汽车、拖拉机等领域广泛应用。利用主模型（或数字元化的游离模型）加工出来的。用于检测制件的制造公差、装配状态等工艺内容。分为：单件检具、分总成检具、总成检具，前者检测单个制件的加工状态，后二者检测各个制件之间的装配状态。

7.2模具检验的专用量具和常规量具

一般来讲，模具属于单件生产，但它涉及的零部件繁多，装配复杂，从生产实际和测量成本来讲，尽量采用常规测量工具。

7.2.1尺寸精度的常规测量工具

1.游标量具

这是最为常用的长度测量工具，他综合了卡钳和钢尺的功能。测量时，量值的整数部分从本尺上读出，小数部分从游标尺上读出。是利用光标原理（主尺上的刻线间距和游标尺上的线距之差）来读出小数部分。游标量具分为游标卡尺（图7.1.1）、游标深度尺和游标高度尺。

图7.2.1游标卡尺

2．千分尺

千分尺分为机械式千分尺和电子千分尺两类。

机械式千分尺是利用精密螺纹副原理测长的掌上型通用长度测量工具。精密螺杆在螺母中每转动一圈﹐即沿轴线移动一个螺距。因此可用螺杆转动的角度来表示移动的距离。测量时，转动的整圈数从固定套管上的刻度读出﹐小数部分从微分筒圆周上的50个等分刻度读出。精密螺杆的螺距常采用0.5毫米，转动微分筒上的一个刻度，相当于精密螺杆移动0.01毫米，这就是千分尺的分度值。采用高精度螺杆并利用游标或其它细分读数机构时，可以制成分度值为0.001毫米的千分尺。

数显千分尺也称作电子千分尺，它的原理和机械式千分尺一样，只是在测量系统中应用了光栅测长技术和集成电路等，测量结果用数字显示出来。千分尺的品种很多，如图7.2.2。改变千分尺测量面形状和尺架等就可以制成不同用途的千分尺﹐例如有用于测量内径﹑螺纹中径﹑齿轮公法线或深度等的千分尺。图7..2.3所示为外径千分尺结构。

以上两种测量方法都是直接测量。