王菊青，郭和新，鄧麗

(內(nèi)蒙古北方重工業(yè)集團有限公司計量檢測技術(shù)研究院，內(nèi)蒙古 包頭014033)

0 引言

砂型表面硬度計是用來測定濕模砂型(芯)的表面硬度，為制定造型工藝提供技術(shù)參數(shù)的。產(chǎn)品使用的所有鑄造件的制造工藝規(guī)程都對砂型的硬度指標提出了具體要求。如砂型硬度不準確，會影響砂型的強度指標，令其無法成型或成型不好，從而影響到砂型的形狀尺寸，進而影響到鑄造件的質(zhì)量。砂型硬度計有A，B，C 三種型號，根據(jù)實際工作中生產(chǎn)工藝要求，主要以手工造型為主，故選用B 型砂型表面硬度計。由于該硬度計不是常規(guī)硬度計，沒有現(xiàn)成的校準裝置，所以一直采用出廠設(shè)置，用C 類準用的管理辦法，但這樣無法保證數(shù)據(jù)的準確性。依據(jù)JJG831 －1993 鑄造用濕型表面硬度計(試行)檢定規(guī)程，校準項目包括試驗力、滿刻度和回零、壓頭壓縮行程、壓頭球面半徑、壓頭頂端圓錐角、壓頭表面糙度、壓頭硬度七個項目，壓頭球面半徑、壓頭頂端圓錐角無法進行校準，因其需要加工專用樣板，且試驗力是關(guān)鍵參數(shù)，不過其他項目均有手段校準?；谝陨锨闆r，利用現(xiàn)有的力傳感器擬設(shè)計一套砂型表面硬度計校準裝置，解決砂型表面硬度計試驗力的校準問題。

1 設(shè)計方案

1.1 設(shè)計一套砂型硬度計試驗力校準機構(gòu)

砂型表面硬度計結(jié)構(gòu)的便攜性，使其無法像其他硬度計一樣進行固定，利用力值垂直施加、等值傳遞的原理，設(shè)計一套砂型硬度計試驗力校準機構(gòu)，既能固定硬度計又能準確校準砂型硬度計的硬度值，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1 所示。固定螺釘將砂型硬度計固定，通過調(diào)節(jié)旋鈕進行施力，讓力傳感器感受力值，可以克服由于重力引入的力值誤差;調(diào)節(jié)旋鈕和施力彈簧，解決了緩慢均勻施力的問題，而底座和支撐桿的設(shè)計又保證了垂直施力。根據(jù)圖紙要求送工具中心加工，加工精度達到所需技術(shù)要求。在裝配時，將支撐桿與支撐板進行點焊，保證不下滑且施力行程足夠。

圖1 試驗力校準機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 技術(shù)指標

此砂型硬度計試驗力校準機構(gòu)的測量范圍為0 ～100 HSS，準確度等級為0.3 級。

2 技術(shù)難點

為避免由于重力引入的力值誤差，在裝夾硬度計時，必須要固定成垂直狀態(tài)，因此，在機械設(shè)計時要考慮裝夾位置及方法。本設(shè)計采用了裝夾桿，并在側(cè)面打孔，穿一個固定螺釘，來調(diào)節(jié)裝夾位置和松緊。

力值施加機構(gòu)設(shè)計難度大，既要考慮力值施加保證垂直施力的問題，又要考慮力值施加的過程要緩慢均勻。本設(shè)計經(jīng)過周密考慮，采用調(diào)節(jié)旋鈕在支撐桿上移動從而帶動硬度計下移，來保證垂直度，垂直桿要靠機械加工來保證垂直度。

試驗力校準機構(gòu)加工精度要求高，因為只有保證了加工精度，才能保證垂直施力的要求。

裝配難度大，由于有定位銷，定位比較困難，而定位不準會造成施力行程不夠，無法完成全量程測量。

3 存在的缺陷

由于彈簧選擇的問題，有時會出現(xiàn)壓死現(xiàn)象，因此在選擇彈簧時不但要注意行程，還要注意彈性的好壞。

4 結(jié)束語

砂型硬度計校準裝置經(jīng)設(shè)計已經(jīng)能夠開展對砂型硬度計的硬度值校準工作，為客戶提供準確數(shù)據(jù)。這一校準裝置不僅解決了砂型表面硬度計一直無法校準的問題，而且還拓展了硬度專業(yè)項目的校準能力。

［1］張新玉. 便攜式智能砂型硬度計的設(shè)計與研發(fā)［D］. 武漢:華中科技大學，2009.

［2］砂型表面硬度計的校驗和精度管理辦法［DB/OL］. http://www.docin.com/p－185835177.html.