編碼器切換片專用檢具的設計

李 靈

（廣西機械高級技工學校，廣西 柳州545005)

圖1所示的切換片是旋轉式編碼器中的一個高精密沖壓零件，采用彈性較好0.15 mm厚度的磷銅材料，為了提高生產效益，通常采用多排高速沖壓生產，但由于在測量65±0.5°時，傳統(tǒng)的測量方法存在測量時間長和測量數(shù)據(jù)不準確的缺點，從而限制了生產效率，因此，在模具設計時最多只能采用一出二排樣，沖壓生產速度最高為150次/min，模具的有效利用率小于25%，即模具維修和產品檢測占用了大量時間。

圖1 切換片

對圖1進行分析，3-Ф1.2 mm為定位基準孔，當壓爪從自由高度1.7±0.1 mm被壓緊至作用高度為1±0.1 mm時，壓爪的作用角度公差要求為±0.5°，換算成位置公差為±0.04 mm，由于公差要求非常高，如何精確、快速地測量作用角度65±0.5°至關重要。傳統(tǒng)的測量方法是采用20倍率投影儀，把切換片壓爪朝下放置于工作臺后，在兩側放置厚度1±0.1 mm的墊片，再蓋上透明玻璃板，使切換片處于作用高度。由于反光作用，壓爪與工作臺的接觸處會在投影屏上顯示出一個模糊的小的亮點，根據(jù)此亮點，就可以粗略地測量出作用角度。此檢測方法不僅隨機性大，且效率極低，每次測量耗時約12分鐘，難以承擔最低12PCS/H要求的抽樣檢驗工作量。而且測量時容易受到人為因素影響，因此測量數(shù)據(jù)存在不確定性，如以此數(shù)據(jù)作為模具維修的依據(jù)，維修模具時容易造成困擾，這是生產廠家目前最需解決的難題。而本文所提供的編碼器切換片專用檢具卻可以徹底有效地解決上述難題。

1 專用檢具的結構

圖2所示為專用檢具的結構圖，檢具主體由檢具底座1、固定板9、定位板10、蓋板11和擺臂20組成，相互之間用圓柱銷精密連接定位，擺臂20安裝在定位板10內，可以前后擺動。擺桿3與擺臂20用螺絲連接，起杠桿放大作用。校正指針時，需將校正銷釘12安裝到擺臂20和檢具底座1，再校正角度標尺2，使其校正基線與指針13對齊，實際測量時需拆除校正銷釘12。接觸片17、絕緣片18和擺臂20用定位銷精確導正后，分別用膠水粘合，然后拆下定位銷，用三根細導線通過定位孔引出，并把線頭焊接在接觸片17上，最后把接觸片17在凹槽處分割成3片，確保相互絕緣。工件導正銷19起到對工件精確定位作用。支架4上的三個發(fā)光二極管5分別和三塊接觸片17用細導線16分別連接，即對應于待測量工件15不同的壓爪。

圖2 檢具結構圖

當開始測量時，壓緊塊14在壓緊片6的作用下使工件15向下壓，處于作用高度。然后用手細心緩慢撥動擺桿3，綜合觀察記錄角度標尺2和各個發(fā)光二極管5的狀態(tài)，就可以測量出每個壓爪的作用角度。

2 專用檢具的檢測原理

檢具的檢測原理如圖3所示，三塊接觸片作為電極用導線分別連接到支架上的三個發(fā)光二極管，工件作為另一個公共電極，只要工件的壓爪與接觸片有接觸，電流就會導通，發(fā)光二極管就會發(fā)光。接觸片上開有夾角為7°的絕緣槽，絕緣槽邊線與工件共圓心，目的是模擬切換片的實際工作狀態(tài)。開始檢測時工件固定不動，指針指向零刻度，壓爪與接觸片的作用切線大約位于絕緣槽中間位置，電流不能導通，所有發(fā)光二極管都不亮。隨著擺臂的緩慢轉動，當其中的一個壓爪作用切線與絕緣區(qū)的邊線接觸，工件與接觸片電流導通，則相對應的發(fā)光二極管發(fā)光，此時需觀察并記錄角度標尺的讀數(shù)，以此類推，最終得到六個讀數(shù)（正向和反向轉動各三個），再對數(shù)據(jù)進行優(yōu)化換算，即可獲得精確的作用角度。整個測量過程90秒內即可完成，做到又快又好。

圖3 檢具檢測原理圖

由于是多模腔生產，需對各模腔的工件進行壓印標識區(qū)別，并對各壓爪編號，如圖4所示，壓印標識可以是方形、圓形和三角形等。

圖4 工件壓印標識及壓爪編號

為簡化程序，應采用圖5所示的角度標尺，其中間的校正基線用于校正指針，校正基線兩側有正向和反向兩組角度刻線，兩條零度刻線之間的夾角為7°，與接觸片的絕緣區(qū)的夾角相同，刻度讀數(shù)為0.2°，最小讀數(shù)0.1°，讀數(shù)為正數(shù)時表示作用角度增大，負數(shù)表示減小。圖中R值為擺臂旋轉中心到標尺的距離，根據(jù)實際需要設定，它決定了檢具的放大倍率，即放大倍率=R/壓爪半徑。實例中R=190 mm，壓爪半徑為4.9 mm，則放大倍率=190/4.9≈39倍，完全達到精密檢測要求。

圖5 角度標尺

在實際生產時，采用檢測表單的方式記錄數(shù)據(jù)，如表1所示的表單，不符合公差要求±0.5°的數(shù)據(jù)標記出來，表單清晰明了，非常實用。

表1 65°切換片作用角度檢測表

3 結束語

生產實踐表明，采用了新的檢測技術后，極大地提高了產品檢測和模具維修效率，因而獲得了極大的生產效益，值得在企業(yè)中推廣應用。

[1]陳炎嗣，郭景儀.沖壓模具設計與制造技術[M].北京：北京出版社，1991.

[2]謝 誠.檢驗夾具設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001.

[3]何紅華，馬振寶.互換性與技術測量[M].北京：清華大學出版社，2008.