專利名稱：軸狀部件的表面缺陷檢查方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢查滾軋螺紋的材料即軸狀部件的表面缺陷的方法與裝置。
在滾軋螺栓一類經(jīng)滾軋加工來形成螺紋的情形，構(gòu)成螺栓的材料的軸狀件其外徑的精度對(duì)滾軋螺紋的加工精度有直接影響。為此，例如將按一定長(zhǎng)度切斷的線狀材料鍛造成軸狀材料而以之作為滾軋螺釘?shù)呐髁蠒r(shí)，要在滾軋螺紋之前測(cè)定此種軸狀件的外徑，同時(shí)剔除因縮孔(凹坑)等而存在有表面缺陷的軸狀件。
現(xiàn)來簡(jiǎn)單說明檢查這種軸狀件外徑合格與否的先有技術(shù)的方法，圖7示明采用U字形測(cè)定卡規(guī)1的檢查方法，這里所用的測(cè)定卡規(guī)1具有通過軸狀件2的槽1a。槽1a入口側(cè)(開口端一側(cè))的寬度設(shè)定為軸狀件2外徑公差的上限值b1，而里側(cè)的寬度設(shè)定為公差下限值b2，因此，以大致在中央的部段1b為界限定其寬度在兩個(gè)等級(jí)中變化。于是，當(dāng)軸狀件2通過槽1a中時(shí)，若受阻在中央部段1b處(即圖7處以虛線所示狀態(tài))時(shí)，則可以認(rèn)為軸狀件2外徑的精度在規(guī)格之內(nèi)。
圖8中則示明用激光測(cè)定器3來檢查軸狀件外徑合格與否的方法。在此方法中，當(dāng)把軸狀件2置于發(fā)光部3a與光接收部3b之間時(shí)，激光即為軸狀件2遮擋，通過此軸狀件的影子對(duì)光接收部3b的投影來測(cè)定軸狀件的外徑，根據(jù)此測(cè)定結(jié)果來檢查外徑是否合格。
但在以上所述現(xiàn)有技術(shù)的檢測(cè)軸狀件外徑的方法中，雖然能在前述槽1a的寬度方向測(cè)量軸狀件2的外徑，或在與激光光軸正交的方向測(cè)量軸狀件2的外徑，但在除此之外的方向則不能進(jìn)行外徑的測(cè)定。因此，若對(duì)于一根軸狀件2只測(cè)定一次時(shí)，就只能就圓周方向的某個(gè)方向檢測(cè)外徑，而在外周面的測(cè)定部以外的位置，即使有縮孔等的表面缺陷也不能發(fā)現(xiàn)，這就有可能對(duì)軸狀件外徑的合格性造成誤判。
此外，在滾壓成形前的另外的工位中時(shí)，為了就圓周方向?qū)S狀件的外徑進(jìn)行測(cè)定，必須用夾具將軸狀件2一個(gè)個(gè)地夾住邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊檢查。但是，由于滾壓成形的循環(huán)時(shí)間短至2-3秒以下，一個(gè)軸狀件所能允許的測(cè)定時(shí)間是很短的，結(jié)果就有每個(gè)地方的測(cè)定精度都低，測(cè)定設(shè)備復(fù)雜而使成本也增加等問題。
為了進(jìn)行高精度的檢查，需要進(jìn)行手工操作，但若就整個(gè)滾軋螺栓坯料的軸狀件進(jìn)行檢查，則需用過多的勞力與時(shí)間，使成本大幅度增加，因而用手工作業(yè)來進(jìn)行軸狀件外徑的檢查在實(shí)際上幾乎是不可能的。
另一方面，在圖9中示明了日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_昭57-72743號(hào)公報(bào)中所記載的滾軋成形件的檢查方法。如此圖所示，在此檢查方法中所用的滾軋成形機(jī)11包括有圓筒形的回轉(zhuǎn)模12，以及在此回轉(zhuǎn)模12的外側(cè)隔規(guī)定間隔相對(duì)設(shè)置的圓弧狀固定模13。同時(shí)還配備有使夾持在回轉(zhuǎn)模12與固定模13之間邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊被滾軋的成形件吸向下側(cè)，并加以保持的檢查物體抽出臂14；使此檢查物體抽出臂14轉(zhuǎn)動(dòng)到一止動(dòng)器15的導(dǎo)軸16；以及使碰合上止動(dòng)器15而定位的檢查物體抽出臂14上所保持的檢查物體—滾軋成形件在其回轉(zhuǎn)時(shí)，檢查滾軋形狀有無異常的檢查儀17。
這樣，從滾軋成形機(jī)11順次滾壓成形完而排送出的滾軋成形件10之中，將應(yīng)作為檢查物體的對(duì)象按每規(guī)定數(shù)中選一個(gè)的比例，同時(shí)是在仍保持滾壓成形時(shí)的位置時(shí)，通過臂14的前端吸持取出，使此檢查物體在檢查儀17中邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊檢查其滾軋形狀有無異常。
于是，在此日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_昭57-72743號(hào)公報(bào)所記載的滾軋成形件的檢查方法中，是按每一定數(shù)中取一個(gè)的比例從滾軋成形件10之中取出檢查物體進(jìn)行檢查，即所謂抽樣檢查方法。這雖然能依規(guī)定的概率保證批量全體的質(zhì)量，但與全數(shù)檢查不同，不能逐一保證制品的質(zhì)量，會(huì)有可能混入不合格品。此外，由于檢查儀17是使檢查物體邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊檢查，這固然可以檢查到滾軋成形件的整個(gè)周面，但因?yàn)槭窃陔姶朋w或空氣吸引檢查物體的狀態(tài)下進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，就需要有吸持裝置與轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，從而帶來使檢查裝置復(fù)雜與大型化的問題。
本發(fā)明的目的在于提供一種檢查軸狀材料表面缺陷的方法和裝置，它能夠?qū)S狀部件的全數(shù)檢查由滾軋加工來形成螺紋的軸狀材料的圓周面方向上有無表面缺陷。
根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于夾持在一對(duì)螺紋滾軋模之間轉(zhuǎn)動(dòng)的軸狀材料，可檢測(cè)出由螺紋滾軋模的滾軋引起塑性變形之前軸狀材料的表面凹凸，能夠?qū)νㄟ^此工序的全體軸狀材料檢查它們?cè)趫A周面方向有無表面缺陷。
作為用來解決上述問題的手段，在本發(fā)明的方法中，其特征在于在檢查滾軋螺栓材料的軸狀材料有無表面缺陷的軸狀部件表面缺陷檢查方法中，在把上述軸狀材料夾持于一對(duì)螺紋滾軋模之間的同時(shí)，通過這對(duì)滾軋模的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使軸狀材料轉(zhuǎn)動(dòng)，而在由螺紋滾軋模的滾軋產(chǎn)生塑性變形之前，檢測(cè)出軸狀材料表面的凹凸。
此外，本發(fā)明的裝置中，其特征在于在把軸狀材料夾持于一對(duì)螺紋滾軋模之間并通過這對(duì)螺紋滾軋模的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來邊轉(zhuǎn)動(dòng)軸狀材料邊滾軋螺紋的螺紋滾軋裝置中，在上述這對(duì)螺紋滾軋模之間設(shè)有檢測(cè)裝置，該檢測(cè)裝置用來檢測(cè)由這對(duì)螺紋滾軋模所轉(zhuǎn)動(dòng)的上述軸狀材料的表面凹坑深度。
這樣，根據(jù)本發(fā)明，就能對(duì)于夾持在一對(duì)螺紋滾軋模之間而被轉(zhuǎn)動(dòng)的前述軸狀材料，檢測(cè)在由螺紋滾軋模的滾軋產(chǎn)生塑性變形前的此軸狀材料表面的凹凸，由此而能對(duì)于通過這一滾壓成形工序的全部軸狀材料，檢查軸狀材料的整個(gè)周面上有無表面缺陷。


圖1為示明備有本發(fā)明第一實(shí)施例的檢測(cè)裝置的螺紋滾軋機(jī)中主要部分的、圖3中沿I-I線的剖面?zhèn)纫晥D。
圖2為圖1所示滾軋機(jī)的主要部分的放大圖。
圖3為螺紋滾軋機(jī)的主要部分的俯視圖。
圖4為圖3所示螺紋滾軋機(jī)的正視圖。
圖5為示明備有本發(fā)明第二實(shí)施例的檢測(cè)裝置的螺紋滾軋機(jī)主要部分的正視圖。
圖6為沿圖5中VI-VI線的向視圖。
圖7為先有技術(shù)的軸狀材料外徑測(cè)定方法的說明圖。
圖8為另一種先有技術(shù)的軸狀材料外徑測(cè)定方法的說明圖。
圖9是示明備有先有技術(shù)的檢查裝置的螺紋滾軋機(jī)的主要部分的說明圖。
以下根據(jù)圖1至圖6說明本發(fā)明的實(shí)施例。首先根據(jù)本發(fā)明的螺紋滾軋機(jī)進(jìn)行說明。
在圖1至圖4中，螺紋滾軋機(jī)21包括分別安裝在軸22a、23a之上，依同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)的固定模22與可動(dòng)模23這樣一對(duì)圓材滾軋模；設(shè)于這對(duì)模22與23之間的支承臺(tái)25；以及環(huán)形的軸偏擺檢測(cè)裝置26。
支承臺(tái)25配置在上述這對(duì)模22與23中心連線的下方，其上端的高度和上述連線的距離與滾軋螺栓粗料24的半徑尺寸相同。軸偏擺檢測(cè)裝置26安裝在比前述軸22a上的固定模22的安裝位置更靠前端一側(cè)(圖2中的下側(cè))，并與軸22a成同心圓布置。在支承臺(tái)25的上方，將滾軋螺栓的粗料24裝載于各個(gè)模22、23之間，同時(shí)備有可轉(zhuǎn)動(dòng)地保持此滾軋螺絲粗料24的輸入裝置27。
在支承于前述支承臺(tái)25之上的滾軋螺栓粗料24的螺紋下部24a的上方，配置有檢查滾軋螺栓粗料24表面缺陷的檢查裝置20。
上述檢查裝置20包括具有將下端朝水平方向大致彎成直角而形成的水平部28a的可動(dòng)葉片28，安裝在此可動(dòng)葉片28上方的導(dǎo)向筒28b，以及以上側(cè)部分可滑動(dòng)地插入導(dǎo)向筒28b之內(nèi)的細(xì)棒狀可動(dòng)測(cè)量頭29。上述可動(dòng)葉片28的上端連接到可升降的桿30上。在桿30的外周面上同軸線地配置著螺旋彈簧31，桿30與可動(dòng)葉片28在螺旋彈簧31的作用下，時(shí)刻壓向下方。可動(dòng)葉片28下端部上的水平部28a的下面觸合著載承于模22與23之間的支承臺(tái)25上的滾軋螺栓粗料24的螺紋下部24a的表面。
上述可動(dòng)測(cè)量頭29通過其上端能上下動(dòng)作地插入設(shè)于前述導(dǎo)向筒28b內(nèi)的螺旋彈簧32而推壓向下方。這樣，可動(dòng)測(cè)量頭29的下端便穿過上述可動(dòng)葉片28向下延伸，且時(shí)刻碰觸著滾軋螺栓粗料24的螺紋下部24a的表面。
下面說明上述裝置的作用，也即說明本發(fā)明的檢查方法。首先在固定模22與可動(dòng)模23之間的支承臺(tái)25之上，將滾軋螺栓粗料24以可轉(zhuǎn)動(dòng)的保持狀態(tài)裝載于輸入裝置27的端部上。
按上述方式裝載的滾軋螺栓粗料24由于和固定模22以及可動(dòng)模23依同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)，可以為這對(duì)模22與23所挾持并帶動(dòng)回轉(zhuǎn)。
此時(shí)，檢查裝置20的可動(dòng)葉片28的水平部28a的下面同滾軋螺栓粗料4的螺紋下部24的表面作線狀接觸。同時(shí)，穿過此水平部28a的可動(dòng)測(cè)量頭29的下端，則觸合上前述螺紋下部24a的表面上的與前述水平部28a下面相接觸的直線上的一點(diǎn)。這樣，當(dāng)夾持于模22與23之間而轉(zhuǎn)動(dòng)的滾軋螺栓粗料24的螺紋下部24a的表面上存在有表面缺陷中之一即縮孔(凹坑)24b時(shí)，雖然和螺紋下部24a的表面作線接觸的可動(dòng)葉片28的位置無變化，但和螺紋下部24a的表面作點(diǎn)接觸的可動(dòng)測(cè)量頭29的下端則進(jìn)入縮孔24b內(nèi)(圖2中的狀態(tài))。也就是可動(dòng)測(cè)量頭29相對(duì)于可動(dòng)葉片28向其前端側(cè)突出作相對(duì)移動(dòng)。此時(shí)，當(dāng)可動(dòng)葉片28的下面和可動(dòng)測(cè)量頭29下端的距離較預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)值大時(shí)，亦即可動(dòng)測(cè)頭29的相對(duì)移動(dòng)量大于預(yù)定的基準(zhǔn)值時(shí)，此滾軋螺栓粗料24即落到規(guī)格之外。因此，具有這樣的表面缺陷的螺栓粗料24即作為不合格的淘汰掉。
這樣，根據(jù)這一實(shí)施例的檢查方法，由于是把檢查裝置觸合著轉(zhuǎn)動(dòng)中的滾軋螺栓粗料24的外周面進(jìn)行檢查，就能對(duì)此外周面的整體檢查其表面缺陷。
此外，在滾壓成形工序中，由于是對(duì)夾持在一對(duì)模22與23之間被帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的滾軋螺栓粗料24進(jìn)行檢查，就不需要另外設(shè)置用于驅(qū)動(dòng)檢查物轉(zhuǎn)動(dòng)體的驅(qū)動(dòng)裝置。因而在用上述方法檢查滾軋螺栓粗料等軸狀件時(shí)，可以降低檢查中所需的成本。
還由于是在螺紋滾壓成形過程中來檢查表面缺陷，就不需要多余的用于檢查的時(shí)間，從而不會(huì)延長(zhǎng)循環(huán)時(shí)間，這樣就能對(duì)于進(jìn)行滾壓成形作業(yè)的全體滾軋螺栓粗料24作表面缺陷檢查。
再有，由于是對(duì)滾軋螺栓粗料24剛要進(jìn)行滾壓成形之前或是在剛剛開始滾壓成形之后的初期加工階段進(jìn)行表面缺陷檢查，就能在存在表面缺陷處因滾壓成形加工致使其形狀有大的變化之前作出檢查，故在粗料階段就能基本上可靠地查出表面缺陷。
下面參看圖5與圖6說明另一實(shí)施例。此實(shí)施例是構(gòu)成在使用平模滾軋來滾壓成形螺紋時(shí)檢查表面缺陷的方法的例子。
上述實(shí)施例中所用的平輥軋機(jī)包括具有相互平行的側(cè)壁41a與41b的導(dǎo)槽41；沿著一面(在圖5中為左面)的側(cè)壁41a作往復(fù)移動(dòng)的楔形的第一平模42；以及沿另一面的側(cè)壁41a作往復(fù)移動(dòng)的第二平模42。在上述平模41a與41b的相互相對(duì)的側(cè)緣上分別形成有模具的刃面42a與43a。
在上述導(dǎo)槽41的大致中央設(shè)有圓筒形的支座46。支座46是由內(nèi)徑可允許將滾軋螺栓粗料44的螺紋下部44a能自由轉(zhuǎn)動(dòng)地插入的管材形成，在此管材的一端附近(圖6中的右端附近)形成有相對(duì)的滾軋用窗口46a-46a，由此可使上述各平模41與42從兩側(cè)夾住支座內(nèi)的滾軋螺栓粗料44的螺紋下部44a，滾軋出外螺紋。在從滾軋用窗口46a的位置轉(zhuǎn)過90°的位置(圖5中的上側(cè))上，和導(dǎo)槽41的兩側(cè)壁41a、41b相平行地形成有測(cè)定用狹縫46b，該狹縫46b中能插入前述第一實(shí)施側(cè)所示檢查裝置20的可動(dòng)葉片28和可動(dòng)測(cè)量頭各自的下端。也就是說，測(cè)定用狹縫46b是沿支座46的軸線方向形成。
下面說明圖5與圖6所示裝置的作用，也即說明本發(fā)明的檢查方法，首先將滾軋螺栓粗料44以可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的方式插入圓筒狀的支座46的內(nèi)部。此滾軋螺栓粗料44的螺紋下部44a即成了可從支座46的滾軋用窗口46a、46a接近的位置。然后將各平模42、43依圖5的箭頭所示方向移動(dòng)，它們之間的間隔便逐漸變窄，而模具的刃面42a、43a便從滾軋用窗口46a、46a進(jìn)入支座46的內(nèi)部，而螺紋下部44a即為平模42、43所夾持(參看圖6)。同時(shí)，所動(dòng)葉片28與可動(dòng)測(cè)量頭29各自的下端即進(jìn)入測(cè)定用狹縫46b之中，而可動(dòng)葉片28的下部下表面與可動(dòng)測(cè)量頭29的下端便同上述螺紋下部44a的表面接觸。
隨后使第一平模42、第二平模43依圖5中箭頭所示方向進(jìn)一步移動(dòng)，模具的刃面42a、43a便一面使?jié)L軋螺栓粗料44轉(zhuǎn)動(dòng)，一面逐漸地切入外周面內(nèi)，漸次深切入而形成外螺紋。
此時(shí)，由于插入于支座46測(cè)定用狹縫46b中的可動(dòng)葉片28和可動(dòng)測(cè)量頭29各自的下端與螺紋下部44a相融合，因而當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)的滾軋螺栓粗料44的螺紋下部44a上存在有氣孔(凹坑)等表面缺陷時(shí)，就可與第一實(shí)施例的情形相同，使可動(dòng)葉片28不作移動(dòng)，而只是可動(dòng)測(cè)量頭29進(jìn)入縮孔的內(nèi)部。這樣，可動(dòng)測(cè)量頭29相對(duì)于可動(dòng)葉片28的相對(duì)移動(dòng)量便可以作為縮孔的深度來測(cè)定。測(cè)定的結(jié)果，當(dāng)可動(dòng)葉片28的下表面與可動(dòng)測(cè)量頭29的下端的距離比預(yù)定的基準(zhǔn)值大時(shí)，這樣的滾軋螺栓粗料24便屬于規(guī)格之外。于是，具有此種表面缺陷的滾軋螺栓粗料24便作為不合格品剔除。
在上述這種滾壓成形作業(yè)開始時(shí)，在滾軋螺栓粗料24轉(zhuǎn)動(dòng)之際，使可動(dòng)葉片28與可動(dòng)測(cè)頭29融合此粗料的外周面來測(cè)定縮孔時(shí)，可以獲得與前述第一實(shí)施例相同的效果。
此外，在以上各實(shí)施例中，作為檢測(cè)滾軋螺栓粗料即軸狀件的表面缺陷的傳感器，作為例釋，是用備有恒定地以一端觸合此軸狀件表面而成彈性加壓形式的棒狀測(cè)量頭的檢查裝置進(jìn)行說明的，但作為另外的傳感器，例如也可采用以光照射軸狀件的表面，根據(jù)其反射光來檢查有無表面缺陷的光導(dǎo)傳感器等非接觸式傳感器，而能具有相同的作用和取得相同的效果。
權(quán)利要求
1.一種軸狀材料表面缺陷的檢查方法，該檢查方法用于檢查滾軋螺紋材料的軸狀部件表面有無缺陷，其特征在于把上述軸狀材料夾于一對(duì)螺紋滾軋模之間，同時(shí)通過這對(duì)滾軋模的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使此軸狀材料轉(zhuǎn)動(dòng)，而在由這對(duì)螺紋滾軋模的滾軋產(chǎn)生塑性變形之前，檢測(cè)出軸狀材料表面的凹凸變化。
2.一種軸狀材料表面缺陷的檢查裝置，把軸狀材料夾持于一對(duì)螺紋滾軋模之間，并通過這對(duì)螺紋滾軋模的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來邊轉(zhuǎn)動(dòng)此軸狀材料邊滾壓成形螺紋，其特征在于在上述這對(duì)螺紋滾軋模之間設(shè)置檢測(cè)裝置，該檢測(cè)裝置用來檢測(cè)由這對(duì)螺紋滾軋模所驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的上述軸狀材料表面上的凹坑深度。
3.如權(quán)利要求2所述的軸狀材料表面缺陷檢查裝置，其特征在于，上述檢測(cè)裝置備有與上述軸狀材料外周面相接觸的第一觸合部件；以及可相對(duì)于此第一觸合部件作相對(duì)的前后移動(dòng)，并以其前端部從上述第一觸合部件突出的第二觸合部件。
4.如權(quán)利要求3所述的軸狀材料表面缺陷檢測(cè)裝置，其特征在于，該檢測(cè)裝置包括能將上述軸狀材料可轉(zhuǎn)動(dòng)地插入其中的圓筒狀支座；形成在該支座徑向上相對(duì)的位置上且能允許前述這對(duì)滾軋模進(jìn)入的滾軋用窗口；以及形成在與這對(duì)滾軋用窗口的聯(lián)結(jié)線大致正交的位置上且可插入前述檢測(cè)裝置的狹縫。
全文摘要
一種軸狀材料表面缺陷的檢查方法及裝置。在本發(fā)明中，在滾軋螺紋作業(yè)開始時(shí)于軸狀材料的外周面上對(duì)局部的凹坑進(jìn)行測(cè)定，當(dāng)此凹坑的深度超過預(yù)定量時(shí)，即將此軸狀材料作為不合格品剔除。在本發(fā)明中，由于是在滾軋開始時(shí)滾軋模帶動(dòng)軸狀材料一邊轉(zhuǎn)動(dòng)一邊進(jìn)行檢查，故能高效地在整個(gè)周面上進(jìn)行檢查，因而能對(duì)被檢對(duì)象進(jìn)行全數(shù)檢查。
文檔編號(hào)B21H3/00GK1154468SQ96100238
公開日1997年7月16日 申請(qǐng)日期1996年4月30日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月30日
發(fā)明者稻田剛士 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社