模具制造中的技术(检测量具)

第7章 模具制造中的测量技术 章
检测手段在模具中应用的意义: 检测手段在模具中应用的意义 验证零部件在加工工艺上的精度要求; 保证模具的装配状态; 严格控制成型件的废品率; 检测测量分类: 检测测量分类 理论数据与实测数据对比判断工件合格与否;(点的检测点 位公差) 理论形状与实测形状对比判断工件合格与否;(线或面的检 测形位公差) 实物数据采样(扫描,抄数)
（2）工具显微镜纵、横向读数装置 ）工具显微镜纵、 在工具显微镜上，工作台纵、横向移动距离的读数装置常用类似千 分尺的测微螺旋机构，分度值为0.01mm或0.005mm。万能工具显微 镜则一般采用阿基米得螺旋显微镜，分度值为1µm。 在显微镜读数镜头中可看到三种刻度：一种是毫米玻璃刻线尺上的 刻度，其间距代表1mm；一种是目镜视野中间隔为0.1mm的刻度； 一种是有十圈多一点的阿基米得螺旋刻度和螺旋线里面圆周上一 摆格圆周刻度，每格圆周刻度代表阿基米得螺旋移动0.001mm
1.角度样板和锥度量块 角度样板和锥度量块 角度样板 常用于检验螺纹车刀、成型刀具及零件上斜面或倒角等,角度 样板是用于检验外锥体，是根据被测角度的两个极限尺寸制成 的，因此有通端和止端之分
角度样板示意图 锥度量块 能在两个具有研合性的平面间形成准确角度的量规。利用角度量 块附件把不同角度的量块组成需要的角度，常用于检定角度样板 和万能角度尺等，也可用于直接测量精密模具零件的角度
7.1.1模具检验常用的样板 模具检验常用的样板 .样板的分类 样板的分类 1）按照用途分类 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）按照空间形状分类 有平面样板、立体样板(样箱)。 3）按制作样板的材料 有木材、薄铁皮、油毡和纸板等。 样板的应用 用塞尺或透光目测法检查样板与型腔表面的间隙 对于大、中型弯曲模的凸、凹模工作表面的曲线和折线用样板控制 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 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） 也可以用于钳工装配修调模具镶块的检验
（1）原理 光源1发出的光，通过狭缝形成一条扁平的带状光束，以45°左右 的角度投射到被测表面上，调整仪器可使此投射光束自被测表面 反射后进入斜置45°的观察光管，于是从目镜中可看到一条凹凸 不平的亮带（A向视图中未打点的部分）。此亮带即工件表面上被 照亮了的狭长部分的放大轮廓。测量出此亮带的高度H（图c）即可 求出被测表面上的实际不平度高度h
7.1.2模具检验常用的三维样型 模具检验常用的三维样型 1.样型和样架 1）主模型 一些复杂三维曲面冲压件设计、加工、检验的原始依 据 2)工艺主模型 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
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 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 检具 它一般是塑料材质，在汽车、拖拉机等领域广泛应用 。 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。
7.2.2形位误差的测量工具 形位误差的测量工具
1.水平仪 水平仪利用重力现象测量微小角度。除了用于测量机床或其它设备 导轨的直线度和工件平面的平面度外﹐也常用在安装机床或其它设 备时检验其水平和垂直位置的正确与否。水平仪主要分为水平泡式 水平仪和电子水平仪两类
水平泡式水平仪
电子水平仪 其工作原理是利用磁芯与绕阻之间的相对偏移角度 而发生电感量产生相应的角度读数
阿基米得螺旋线显微镜的读数
7.3.2万能工具显微镜的基本测量方法 1）影像测量法 2）轴切测量法 3）光学接触法 4）直角坐标测量法 5 5）极坐标测量法 影像法的视场示意
7.3.3万能工具显微镜在模具零件检验中的应用 1.样板与模具轮廓的测量 测量样板或对模具轮廓检验一般采用直角坐标测量法、极坐标 测量法或采用光学接触法测量
2. 双管显微镜 1-底座；2-工作台紧固螺丝； 3、20-工作台纵横百分尺；4-工作台； 5-V形块；6-观察管；7-目镜测微计； 8-紧固螺钉；9-物镜工作距离调节手 轮； 10-镜管支架；11-支臂；12-立柱； 13-支臂锁紧手柄；14-支臂升、降螺母； 15-照明管；16-物镜焦距调节环； 17-光线投射位置调节螺钉； 18、19-可换物镜 双管显微镜是根据光切法原理测量表面粗糙度的仪器，一般按Rz （也可按Rmax）评定Rz（50～1.6）µm级的表面粗糙度。测量范 围决定于物镜的倍率，对大型模具零件与内表面的粗糙度，可采 用印模法复制被测表面模型，再用双管显微镜进行测量
角度量块
2.正弦尺 正弦尺 正弦尺是锥度测量常用量具,也可用于机床，在加工带角度的零件 时用作精密定位。正弦规常用于测量小于45°的角度
sin ＝H /L
7.2.4表面粗糙度测量工具 表面粗糙度测量工具 1.表面粗糙度样块 是以目测比较法来判断工件表面光洁度的工具，表面粗糙度样块 一般用于粗糙度较大的工件表面的近似评定 需要注意： 1）表面粗糙度样块的加工纹理方向及材料应可能与被测零件相同， 否则易发生错误的判断。 2）比较法多为目测，常用于评定低和中等粗糙度值，也可借助于 放大镜Ra（0.4～1.6）µm级用）、显微镜或专用的粗糙度比较 显微镜进行比较（Ra0 .4µm以下）。
7.2模具零件检验用的常规量具 模具零件检验用的常规量具
7.2.1尺寸精度的常规测量工具 尺寸精度的常规测量工具 1.游标量具 游标量具分为游标卡尺、游标深度尺和游标高度尺。 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
2.锥角的测量 用万能工具显微镜测量锥角，一般可以利用仪器附件如分度台、 分度头、测角目镜等进行直接测量
D−d α = 2arctg 2L
对于图a
L1 − L2 α = 2arctg 2H
对于图b
3.多孔凹模位置度误差的测量 采用工具显微镜测量该多孔凹模的方法可用直角坐标测量法
3.测微仪（比较仪） 测微仪（比较仪） 测微仪 分为：机械式比较仪、光学比较仪和电学比较仪 测量时，先用量块研合组成与被测基本尺寸相等的量块组，再用 此量块组使测微仪指针对零，然后换上被测工件，测微仪指针指 示的即为被测尺寸的偏差值。测微仪的测量精度高，主要用于高 精度的圆柱形、球形等零件的测量
4.量规 量规 量规是一种没有刻度的专用检验工具，它的制造精度很高，量规 的测量值是确定的，不可调 有:光滑极限量规,塞规 ,卡规或环规 ，高度量规 等，量规的一端按 被检验零件的最小实体尺寸制造称为止规，标记为Z0；量规的另 一端按被检验零件的最大尺寸制造称为通规，标记为T0
1-双标线;2-刻度筒; 3-可动分划板;4-固定分划板 a)目镜千分尺
b 光切图
c光路图
（2）使用方法步骤 1）选取一对合适的物镜分别安装在两镜管的下端 2）接通光源。 3）把被测件放在工作台上，若被测件不位于物镜的正下方，则调整 工作台，转动支臂11进行对准 4）调整手轮9，使显微镜徐缓下降，直至在被测表面上能看到扁平的 绿色光带为止。光带方向要与表面的加工痕迹垂直。 5 5）调整调节环16和调节螺钉17，使在目镜视场中央出现最窄最清晰 16 17 的亮带 6）测量 5 7）计算 5
∑ a峰 − ∑ a谷 1 1 1 RZ = 2N 5
计算公式 N为物镜放大率
3．电动轮廓仪 又称表面粗糙度检查仪或侧面仪，是 利用针描法来测量表面粗糙度 一般是由传感器、驱动器、指示表、记录器 、工作台等主要部件组成。
原理图 实物图 其原理是触针的针尖沿被测表面以等速读缓慢地滑行，工件表面的 微观不平度使针尖上下移动，其移动量通过传感器等装置，并将信 号加以放大和计算处理或记录下来。轮廓仪按其传感器的工作原理 分为电感式及压电式。
工具显微镜的瞄准机构
工具显微镜的瞄准机构用于测量时瞄准工件。 各种工具显微镜的瞄准机构常用的是显微目 镜，万能工具显微镜还可采用光学接触器
接触瞄准系统 1-光源；2-带双刻线分划板；3-透 镜 4-反转镜；5-放大物镜； 6-主显微镜米字线分划板
工具显微镜的光学系统 1-光源； 2-滤色片；3-可变光阑； 4-反光镜； 5-聚光镜； 6-工作台玻璃板7-物镜组；8-正象棱镜；9- 保护玻璃10-刻度盘； 11-米字线分划板；12-目镜组；13-测角读数显微镜
局部放大图
按工具显微镜的工作台的大小和可移动的距离、测量精度的高低以 及测量范围的宽窄，一般分为小型，大型和万能型及重型。它们的 测量精度和测量范围不同，但基本结构、测量方法大致相同 工作原理 底座12上有互像垂直的纵、横向导轨。纵向滑台2、14；横向滑台9、 16可彼此独立地沿纵、横向粗动、微动和锁紧。纵向滑台2上装有纵 向玻璃刻线尺和安放工件的玻璃工作台10，玻璃刻线尺的移动量， 即被测工件移动量，可由固定在底座上的纵向读数显微镜3读出。横 向滑台9、16上装有横向刻线尺和立柱6，立柱的悬臂上装有瞄准用的 主显微镜7、18。主显微镜在横向的移动可通过横向刻线尺15、17及 固定在底座上另一横向读数显微镜4读出。被测工件放在工作台上或 装在两顶针之间，由玻璃工作台下面射出一平行光束照明。主显微 镜可沿立柱升降以调整焦距，可由此显微镜看到被测工件的轮廓影像
电感式电子水平仪工作原理
2.指示表 指示表 常用的指示表有钟表式百分表（分度值0.01mm）、钟表式千分表 （分度值0.001～ 0.005mm）杠杆百分表（分度值0.01mm）和杠杆 千分表（分度值0.002mm）等类型 它常用于零件形状和位置误差以及小位移的长度测量
7.2.3角度和锥度的测量用具 角度和锥度的测量用具
7.3工具显微镜 工具显微镜