一種熱成形筒形件幾何參數(shù)檢測裝置與方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及熱成形筒形件幾何參數(shù)檢測裝置，它包括底厚測試用尾桿、測底厚LVDT傳感器、底厚測試觸頭及孔深測試裝置。其檢測方法是將待測工件裝在主軸上，定位汽缸松開，使尾頂汽缸動作，將旋轉(zhuǎn)壓頭前進壓住待測工件，測底厚LVDT傳感器測試底厚，旋轉(zhuǎn)主軸，測壁厚差LVDT傳感器測試壁厚差，測孔深LVDT傳感器測量工件內(nèi)孔孔徑，所測值大于規(guī)定值，則判斷孔深小于規(guī)定值，為不合格品，工件底厚、壁厚差、孔深任一值不合格，均在顯示觸摸屏上顯示，并發(fā)警報報警。本發(fā)明一次裝夾，將兩點及以上壁厚差、底厚數(shù)值都自動測試出，并判斷孔深是否合格，自動化程度高，減少了勞動強度，提高了檢測效率。
【專利說明】一種熱成形筒形件幾何參數(shù)檢測裝置與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱成形筒形件幾何參數(shù)檢測裝置與檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]對于熱成形筒形件，特別是塑性成形(如反擠壓成形、反擠壓+拔伸成形)或鑄造成形的深盲孔筒形件需要在熱態(tài)下(有的鋼制工件溫度達到700-900°C )檢測底厚、孔深、壁厚差(壁厚差常要檢查兩個位置或兩個位置以上)。長期以來，檢驗該種筒形件靠人工利用驗具逐一檢驗其底厚、孔深、壁厚差，有的廠家用專用測量卡鉗檢驗壁厚差，測時需在所需測試位置測四個點的壁厚，再用最大壁厚減去最小壁厚作為壁厚差，一方面測點多，還要計算，另一方面，由于測點不一定是圓周的最大(最小)壁厚位置，結(jié)果不是最大壁厚差，結(jié)果不準(zhǔn)。有的廠家用簡易測量裝置測試壁厚差，其方法是將工件套在一個芯軸上，旋轉(zhuǎn)芯軸，用一個測頭接觸筒形件外圓，根據(jù)跳動測試壁厚差。由于孔端面不規(guī)則，特別是拔伸后外壁高，內(nèi)壁底，測孔深必須以內(nèi)壁為準(zhǔn)，目前人工測法是用孔深測試專用工裝，該工裝為在一個桿上裝一個直徑與待測工件端部孔直徑相同的法蘭，法蘭端面到桿一端的距離為孔深允許最小距離，將該工裝插入待測工件孔中，即可觀察到彈體孔深是否合格，自動測量難以實現(xiàn)，目前尚無自動測量方法；上述方法逐項檢測，勞動效率低，工人勞動強度很大，加之工件溫度高，安全性差，測試不方便。“支承軸壁厚差檢測儀的設(shè)計”(金屬加工2011年第22期第57-58頁)給出了一種測筒形件支撐軸壁厚差檢測儀的設(shè)計，壁厚差檢測儀由回轉(zhuǎn)和給進測量兩部分組成?；剞D(zhuǎn)部分實現(xiàn)產(chǎn)品的回轉(zhuǎn)功能。它主要由把手、軸、輥子、固定套、圓螺母等組成。把手的轉(zhuǎn)動帶動軸回轉(zhuǎn)，軸通過固定套和螺母帶動輥子回轉(zhuǎn)，最終輥子帶動被測產(chǎn)品一起實現(xiàn)產(chǎn)品的回轉(zhuǎn)功能。給進測量部分主要由導(dǎo)軌、活動測量座(立柱、滾輪、托板)、測量件(觸頭、測量杠桿、測桿架、表架)組成。立柱和托板通過螺釘聯(lián)接成一體，托板放在滾輪之上，推動立柱，帶動滾輪在導(dǎo)軌上給進，同時帶動測量件一起運動，實現(xiàn)軸向給進的目的。觸頭與被測產(chǎn)品的內(nèi)孔接觸，回轉(zhuǎn)的被測產(chǎn)品使測量杠桿產(chǎn)生上下擺動，測量杠桿帶動百分表轉(zhuǎn)動，得到壁厚差的讀數(shù)。上述測量儀的不足之處在于操作仍以手動為主，局限于只測壁厚差，缺乏記錄裝置，對拔伸的產(chǎn)品因外形會出現(xiàn)不規(guī)則而影響測試精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種熱成形筒形件幾何參數(shù)檢測裝置。
[0004]本發(fā)明的另一目的在于提供一種采用上述熱成形筒形件幾何參數(shù)的檢測裝置的檢測方法。它能實現(xiàn)一次裝夾，將兩點及以上壁厚差、底厚數(shù)值都自動測試出結(jié)果，特別是能判斷孔深是否合格，在可編程控制器上記錄、顯示屏上顯示。
[0005]本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)，一種熱成形筒形件幾何參數(shù)檢測裝置，包括床身、主軸箱、壁厚差測試機構(gòu)、尾頂、傳動系統(tǒng)、帶顯示觸摸屏的可編程控制器，主軸箱固定在床身一側(cè)，傳動系統(tǒng)固定在該側(cè)外邊，傳動系統(tǒng)驅(qū)動主軸箱中的主軸，待測工件裝在主軸上的芯軸上，尾頂固定在床身另一側(cè)，壁厚差測試裝置在主軸上方，該裝置設(shè)有一固定在床身的固定座，一移動座，移動座上安裝兩個測壁厚差LVDT傳感器，該裝置還在固定座上安裝了四個移動座驅(qū)動汽缸，汽缸活塞桿與移動座連接，尾頂設(shè)有尾頂氣缸，尾頂氣缸活塞桿端部安裝旋轉(zhuǎn)壓頭，帶顯示觸摸屏的可編程控制器固定于主軸箱上方，其特征是:該檢測裝置還包括底厚測試用尾桿、測底厚LVDT傳感器、底厚測試觸頭及孔深測試裝置，尾桿固定于尾頂氣缸活塞桿上，從尾頂氣缸缸體尾部伸出，測底厚LVDT傳感器固定在缸體上，底厚測試觸頭固定在尾桿上，孔深測試裝置安裝于主軸伸出部分后部上方，包括定位汽缸、彈性壓頭、測孔深LVDT傳感器、測桿、測桿固定座，其中定位汽缸、彈性壓頭、測孔深LVDT傳感器固定在壁厚差測試裝置的固定座上，測桿固定座固定在主軸箱上，測桿為杠桿形，通過中間的孔及固定座上的銷裝在固定座上，以該銷為支點，測桿一端測頭接觸待測工件內(nèi)壁，幾何尺寸設(shè)計使接觸點為待測工件孔深最小值的位置，定位汽缸固定于測桿靠近待測工件一側(cè)，汽缸活塞桿與測桿接觸，測桿另一端設(shè)有槽，測孔深LVDT傳感器測頭小銷軸插入測桿上的槽中，彈性壓頭固定于測桿靠近測孔深LVDT傳感器的一側(cè)，其壓頭與測桿接觸，該檢測裝置的檢測方法是:先按待測工件尺寸機械加工兩個標(biāo)準(zhǔn)工件，其尺寸值分別為規(guī)定的最大、最小值，其精度比待測工件的最終加工精度高兩級，孔深測試裝置的定位汽缸將測桿下壓，將該標(biāo)準(zhǔn)工件裝在主軸上，使尾頂汽缸動作，將旋轉(zhuǎn)壓頭前進壓住標(biāo)準(zhǔn)工件，測底厚LVDT傳感器記錄底厚值，對底厚標(biāo)定、記錄，定位汽缸松開，旋轉(zhuǎn)主軸，對測試壁厚差、孔深用的LVDT傳感器進行測量、標(biāo)定、記錄，其中，測孔深LVDT傳感器測量的是孔徑，然后，旋轉(zhuǎn)壓頭后退，取下標(biāo)準(zhǔn)工件，將待測工件裝在主軸上，重復(fù)上述標(biāo)準(zhǔn)工件測量流程，可完成工件底厚、壁厚差的測量，對于測孔深LVDT傳感器測量的內(nèi)孔孔徑，其值大于規(guī)定值，則判斷孔深小于規(guī)定值，為不合格品，工件底厚、壁厚差、孔深任一值不合格，均由顯示觸摸屏在屏幕上顯示，并發(fā)警報報警。
[0006]所述的熱成形筒形件幾何參數(shù)檢測裝置，在主軸箱上安裝有工件退料裝置，包括兩個缸體固定在主軸箱上的工件退料裝置汽缸，汽缸軸線與主軸平行，固定在汽缸活塞桿上的退料板。
[0007]所述的熱成形筒形件幾何參數(shù)檢測裝置，其與熱工件接觸的LVDT傳感器觸頭加有陶瓷頭，該陶瓷頭固定在測壁厚差LVDT傳感器觸頭上。
[0008]所述的熱成形筒形件幾何參數(shù)檢測裝置，在主軸箱上固定有冷卻管，冷卻管一段在主軸上方與主軸平行，該段上開有出液孔，孔指向主軸。
[0009]所述的熱成形筒形件幾何參數(shù)檢測裝置，床身下部設(shè)有彈性減震裝置。
[0010]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明提供的檢測裝置與方法，一次裝夾，將兩點及以上壁厚差、底厚數(shù)值都自動測試出結(jié)果，特別是能判斷孔深是否合格，通過陶瓷頭、冷卻系統(tǒng)減少了工件熱對檢測精度的影響，提高了測試元件的壽命，通過減震裝置減少了附近成形機床震動對檢測裝置的影響，自動化程度高，減少了勞動強度，提高了檢測效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1的俯視圖；
圖3是圖1的A-A視圖； 圖4是孔深檢測機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中，1、主軸箱，1-1、主軸，1-2、芯軸，2、孔深測試裝置，2-1、測桿固定座，2-2、測孔深LVDT傳感器測頭小銷軸，2-3、測孔深LVDT傳感器測頭，2_4、測孔深LVDT傳感器，2_5、彈性壓頭，2-6、定位汽缸，2-7、測桿，2-8、銷，3、壁厚差測試裝置，3_1、固定座，3_2、移動座驅(qū)動汽缸，3-3、移動座，3-4、測壁厚差LVDT傳感器，3_5、陶瓷頭，4、尾頂，4_1、旋轉(zhuǎn)壓頭，4_2、尾頂氣缸，4-3、測底厚LVDT傳感器，4-4、尾桿，4-5、底厚測試觸頭，5、床身，6、傳動系統(tǒng)，7、待測工件或標(biāo)準(zhǔn)工件，8、帶顯示觸摸屏的可編程控制器，9、工件退料裝置，9-1、工件退料裝置汽缸，9-2、退料板，10、冷卻管，11、彈性減震裝置
【具體實施方式】
[0012]以下結(jié)合較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提供的【具體實施方式】詳述如下:詳見附圖，一種熱成形筒形件幾何參數(shù)檢測裝置，包括床身5、主軸箱1、壁厚差測試機構(gòu)3、尾頂4、傳動系統(tǒng)6、帶顯示觸摸屏的可編程控制器8，主軸箱I固定在床身5 —側(cè)，傳動系統(tǒng)6固定在該側(cè)外邊，傳動系統(tǒng)6驅(qū)動主軸箱I中的主軸1-1，待測工件7裝在主軸1-1上的芯軸1-2上，尾頂4固定在床身5另一側(cè)，壁厚差測試裝置3在主軸1-1上方，該裝置設(shè)有一固定在床身5的固定座3-1，一移動座3-3，移動座3-3上安裝兩個測壁厚差LVDT傳感器3_4，該裝置還在固定座上安裝了四個移動座驅(qū)動汽缸3-2，該汽缸活塞桿與移動座3-3連接，尾頂4設(shè)有尾頂氣缸4-2，尾頂氣缸活塞桿端部安裝旋轉(zhuǎn)壓頭4-1，帶顯示觸摸屏的可編程控制器8固定于主軸箱I上方，其特征是:該檢測裝置還包括底厚測試用尾桿4-4、測底厚LVDT傳感器4_3、底厚測試觸頭4-5及孔深測試裝置2,尾桿4-4固定于尾頂氣缸4_2活塞桿上,從尾頂氣缸4-2缸體尾部伸出，測底厚LVDT傳感器4-3固定在缸體上，底厚測試觸頭4_5固定在尾桿4-4上，孔深測試裝置2安裝于主軸1-1伸出部分后部上方，包括定位汽缸2-6、彈性壓頭2-5、測孔深LVDT傳感器2-4、測桿2_7、測桿固定座2_1，其中定位汽缸2_6、彈性壓頭
2-5、測孔深LVDT傳感器2-4固定在壁厚差測試裝置3的固定座3_1上，測桿固定座2_1固定在主軸箱I上，測桿2-7為杠桿形，通過中間的孔及固定座3-1上的銷2-8裝在固定座
3-1上，以該銷2-8為支點，測桿2-7—端測頭接觸待測工件7內(nèi)壁，幾何尺寸設(shè)計使接觸點為待測工件7孔深最小值的位置，定位汽缸2-6固定于測桿2-7靠近待測工件7 —側(cè)，汽缸活塞桿與測桿2-7接觸，測桿2-7另一端設(shè)有槽，測孔深LVDT傳感器測頭小銷軸2_2插入測桿2-7上的槽中，使測桿2-7繞銷2-8擺動時驅(qū)動測孔深LVDT傳感器2_4實現(xiàn)上下運動而實現(xiàn)測量，彈性壓頭2-5固定于測桿2-7靠近測孔深LVDT傳感器2_4的一側(cè)，其壓頭與測桿2-7接觸。
[0013]所述的熱成形筒形件幾何參數(shù)檢測裝置，在主軸箱I上安裝有工件退料裝置9，包括兩個缸體固定在主軸箱I上的工件退料裝置汽缸9-1，汽缸軸線與主軸平行，固定在汽缸活塞桿上的退料板9-2。
[0014]所述的熱成形筒形件幾何參數(shù)檢測裝置，其與熱工件接觸的測壁厚差LVDT傳感器3-4觸頭加有陶瓷頭3-5，該陶瓷頭3-5固定在測壁厚差LVDT傳感器3_4觸頭上。
[0015]所述的熱成形筒形件幾何參數(shù)檢測裝置，在主軸箱I上固定有冷卻管10，冷卻管10 一段在主軸1-1上方與主軸1-1平行，該段上開有出液孔，孔指向主軸，在工件取下后，對主軸1-1噴冷卻液進行冷卻。[0016]所述的熱成形筒形件幾何參數(shù)檢測裝置，床身下部設(shè)有彈性減震裝置11，可減少由于擠壓、拔伸等設(shè)備震動對測試精度的影響。
[0017]檢測方法
先按待測工件尺寸機械加工兩個標(biāo)準(zhǔn)工件7，其尺寸值分別為規(guī)定的最大、最小值，其精度比待測工件7的最終加工精度高兩級，孔深測試裝置2的定位汽缸2-6將測桿2-7下壓，將該標(biāo)準(zhǔn)工件7裝在主軸1-1上，使尾頂汽缸4-2動作，將旋轉(zhuǎn)壓頭4-1前進壓住標(biāo)準(zhǔn)工件7，測底厚LVDT傳感器4-3記錄底厚值，對底厚標(biāo)定、記錄，定位汽缸2-6松開，旋轉(zhuǎn)主軸1-1，對壁厚差、孔徑用測壁厚差LVDT傳感器3-4、測孔深LVDT傳感器2_4進行測量、標(biāo)定、記錄，其中，測孔深LVDT傳感器2-4測量的是孔徑，然后，旋轉(zhuǎn)壓頭4-1后退，取下標(biāo)準(zhǔn)工件7，將待測工件7裝在主軸1-1上，重復(fù)上述標(biāo)準(zhǔn)工件7測量流程，可完成工件底厚、壁厚差的測量，對于測孔深LVDT傳感器測量2-4的內(nèi)孔孔徑，其值大于規(guī)定值，則判斷孔深小于規(guī)定值，為不合格品，工件底厚、壁厚差、孔深任一值不合格，均由顯示觸摸屏在屏幕上顯示，并發(fā)警報報警。
[0018]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作任何形式上的限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種熱成形筒形件幾何參數(shù)檢測裝置，包括床身、主軸箱、壁厚差測試裝置、尾頂、傳動系統(tǒng)、帶顯示觸摸屏的可編程控制器，主軸箱固定在床身一側(cè)，傳動系統(tǒng)固定在該側(cè)外邊，傳動系統(tǒng)驅(qū)動主軸箱中的主軸，待測工件裝在主軸上的芯軸上，尾頂固定在床身另一偵牝壁厚差測試裝置在主軸上方，該裝置設(shè)有一固定在床身的固定座，一移動座，移動座上安裝兩個測壁厚差LVDT傳感器，該裝置還在固定座上安裝了四個移動座驅(qū)動汽缸，汽缸活塞桿與移動座連接，尾頂設(shè)有尾頂氣缸，尾頂氣缸活塞桿端部安裝旋轉(zhuǎn)壓頭，帶顯示觸摸屏的可編程控制器固定于主軸箱上方，其特征是:該檢測裝置還包括底厚測試用尾桿、測底厚LVDT傳感器、底厚測試觸頭及孔深測試裝置，尾桿固定于尾頂氣缸活塞桿上，從尾頂氣缸缸體尾部伸出，測底厚LVDT傳感器固定在缸體上，底厚測試觸頭固定在尾桿上，孔深測試裝置安裝于主軸伸出部分后部上方，包括定位汽缸、彈性壓頭、測孔深LVDT傳感器、測桿、測桿固定座，其中定位汽缸、彈性壓頭、測孔深LVDT傳感器固定在壁厚差測試裝置的固定座上，測桿固定座固定在主軸箱上，測桿為杠桿形，通過中間的孔及固定座上的銷裝在固定座上，以該銷為支點，測桿一端測頭接觸待測工件內(nèi)壁，幾何尺寸設(shè)計使接觸點為待測工件孔深最小值的位置，定位汽缸固定于測桿靠近待測工件一側(cè)，汽缸活塞桿與測桿接觸，測桿另一端設(shè)有槽，測孔深LVDT傳感器測頭小銷軸插入測桿上的槽中，彈性壓頭固定于測桿靠近測孔深LVDT傳感器的一側(cè)，其壓頭與測桿接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱成形筒形件幾何參數(shù)檢測裝置，其特征在于:在主軸箱上安裝有工件退料裝置，包括兩個缸體固定在主軸箱上的工件退料裝置汽缸，汽缸軸線與主軸平行，固定在汽缸活塞桿上的退料板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱成形筒形件幾何參數(shù)檢測裝置，其特征在于:其與熱工件接觸的LVDT傳感器觸頭加有陶瓷頭，該陶瓷頭固定在測壁厚差LVDT傳感器觸頭上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱成形筒形件幾何參數(shù)檢測裝置，其特征在于:在主軸箱上固定有冷卻管，冷卻 管一段在主軸上方與主軸平行，該段上開有出液孔，孔指向主軸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱成形筒形件幾何參數(shù)檢測裝置，其特征在于:床身下部設(shè)有彈性減震裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一權(quán)利要求項所述的熱成形筒形件幾何參數(shù)檢測裝置的檢測方法，其特征在于:先按待測工件尺寸機械加工兩個標(biāo)準(zhǔn)工件，其尺寸值分別為規(guī)定的最大、最小值，其精度比待測工件的最終加工精度高兩級，孔深測試裝置的定位汽缸將測桿下壓，將標(biāo)準(zhǔn)工件裝在主軸上，使尾頂汽缸動作，將旋轉(zhuǎn)壓頭前進壓住標(biāo)準(zhǔn)工件，測底厚LVDT傳感器記錄底厚值，對底厚標(biāo)定、記錄，定位汽缸松開，旋轉(zhuǎn)主軸，對測試壁厚差、孔深用的LVDT傳感器進行測量、標(biāo)定、記錄，其中，測孔深LVDT傳感器測量的是孔徑，然后，旋轉(zhuǎn)壓頭后退，取下標(biāo)準(zhǔn)工件，將待測工件裝在主軸上，重復(fù)上述標(biāo)準(zhǔn)工件測量流程，可完成工件底厚、壁厚差的測量，對于測孔深LVDT傳感器測量的內(nèi)孔孔徑，其值大于規(guī)定值，則判斷孔深小于規(guī)定值，為不合格品，工件底厚、壁厚差、孔深任一值不合格，均由顯示觸摸屏在屏幕上顯示，并發(fā)警報報警。
【文檔編號】G01B21/08GK103900517SQ201210577419
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月27日
【發(fā)明者】黃少東, 金鑫, 張志明, 趙祖德, 趙志翔 申請人:中國兵器工業(yè)第五九研究所