一种热成形筒形件几何参数检测装置与方法
【专利摘要】本发明涉及热成形筒形件几何参数检测装置，它包括底厚测试用尾杆、测底厚LVDT传感器、底厚测试触头及孔深测试装置。其检测方法是将待测工件装在主轴上，定位汽缸松开，使尾顶汽缸动作，将旋转压头前进压住待测工件，测底厚LVDT传感器测试底厚，旋转主轴，测壁厚差LVDT传感器测试壁厚差，测孔深LVDT传感器测量工件内孔孔径，所测值大于规定值，则判断孔深小于规定值，为不合格品，工件底厚、壁厚差、孔深任一值不合格，均在显示触摸屏上显示，并发警报报警。本发明一次装夹，将两点及以上壁厚差、底厚数值都自动测试出，并判断孔深是否合格，自动化程度高，减少了劳动强度，提高了检测效率。
【专利说明】一种热成形筒形件几何参数检测装置与方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种热成形筒形件几何参数检测装置与检测方法。
【背景技术】
[0002]对于热成形筒形件，特别是塑性成形(如反挤压成形、反挤压+拔伸成形)或铸造成形的深盲孔筒形件需要在热态下(有的钢制工件温度达到700-900°C )检测底厚、孔深、壁厚差(壁厚差常要检查两个位置或两个位置以上)。长期以来，检验该种筒形件靠人工利用验具逐一检验其底厚、孔深、壁厚差，有的厂家用专用测量卡钳检验壁厚差，测时需在所需测试位置测四个点的壁厚，再用最大壁厚减去最小壁厚作为壁厚差，一方面测点多，还要计算，另一方面，由于测点不一定是圆周的最大(最小)壁厚位置，结果不是最大壁厚差，结果不准。有的厂家用简易测量装置测试壁厚差，其方法是将工件套在一个芯轴上，旋转芯轴，用一个测头接触筒形件外圆，根据跳动测试壁厚差。由于孔端面不规则，特别是拔伸后外壁高，内壁底，测孔深必须以内壁为准，目前人工测法是用孔深测试专用工装，该工装为在一个杆上装一个直径与待测工件端部孔直径相同的法兰，法兰端面到杆一端的距离为孔深允许最小距离，将该工装插入待测工件孔中，即可观察到弹体孔深是否合格，自动测量难以实现，目前尚无自动测量方法；上述方法逐项检测，劳动效率低，工人劳动强度很大，加之工件温度高，安全性差，测试不方便。“支承轴壁厚差检测仪的设计”(金属加工2011年第22期第57-58页)给出了一种测筒形件支撑轴壁厚差检测仪的设计，壁厚差检测仪由回转和给进测量两部分组成。回转部分实现产品的回转功能。它主要由把手、轴、辊子、固定套、圆螺母等组成。把手的转动带动轴回转，轴通过固定套和螺母带动辊子回转，最终辊子带动被测产品一起实现产品的回转功能。给进测量部分主要由导轨、活动测量座(立柱、滚轮、托板)、测量件(触头、测量杠杆、测杆架、表架)组成。立柱和托板通过螺钉联接成一体，托板放在滚轮之上，推动立柱，带动滚轮在导轨上给进，同时带动测量件一起运动，实现轴向给进的目的。触头与被测产品的内孔接触，回转的被测产品使测量杠杆产生上下摆动，测量杠杆带动百分表转动，得到壁厚差的读数。上述测量仪的不足之处在于操作仍以手动为主，局限于只测壁厚差，缺乏记录装置，对拔伸的产品因外形会出现不规则而影响测试精度。
【发明内容】
[0003]本发明是为了克服现有技术中的不足，提供一种热成形筒形件几何参数检测装置。
[0004]本发明的另一目的在于提供一种采用上述热成形筒形件几何参数的检测装置的检测方法。它能实现一次装夹，将两点及以上壁厚差、底厚数值都自动测试出结果，特别是能判断孔深是否合格，在可编程控制器上记录、显示屏上显示。
[0005]本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种热成形筒形件几何参数检测装置，包括床身、主轴箱、壁厚差测试机构、尾顶、传动系统、带显示触摸屏的可编程控制器，主轴箱固定在床身一侧，传动系统固定在该侧外边，传动系统驱动主轴箱中的主轴，待测工件装在主轴上的芯轴上，尾顶固定在床身另一侧，壁厚差测试装置在主轴上方，该装置设有一固定在床身的固定座，一移动座，移动座上安装两个测壁厚差LVDT传感器，该装置还在固定座上安装了四个移动座驱动汽缸，汽缸活塞杆与移动座连接，尾顶设有尾顶气缸，尾顶气缸活塞杆端部安装旋转压头，带显示触摸屏的可编程控制器固定于主轴箱上方，其特征是:该检测装置还包括底厚测试用尾杆、测底厚LVDT传感器、底厚测试触头及孔深测试装置，尾杆固定于尾顶气缸活塞杆上，从尾顶气缸缸体尾部伸出，测底厚LVDT传感器固定在缸体上，底厚测试触头固定在尾杆上，孔深测试装置安装于主轴伸出部分后部上方，包括定位汽缸、弹性压头、测孔深LVDT传感器、测杆、测杆固定座，其中定位汽缸、弹性压头、测孔深LVDT传感器固定在壁厚差测试装置的固定座上，测杆固定座固定在主轴箱上，测杆为杠杆形，通过中间的孔及固定座上的销装在固定座上，以该销为支点，测杆一端测头接触待测工件内壁，几何尺寸设计使接触点为待测工件孔深最小值的位置，定位汽缸固定于测杆靠近待测工件一侧，汽缸活塞杆与测杆接触，测杆另一端设有槽，测孔深LVDT传感器测头小销轴插入测杆上的槽中，弹性压头固定于测杆靠近测孔深LVDT传感器的一侧，其压头与测杆接触，该检测装置的检测方法是:先按待测工件尺寸机械加工两个标准工件，其尺寸值分别为规定的最大、最小值，其精度比待测工件的最终加工精度高两级，孔深测试装置的定位汽缸将测杆下压，将该标准工件装在主轴上，使尾顶汽缸动作，将旋转压头前进压住标准工件，测底厚LVDT传感器记录底厚值，对底厚标定、记录，定位汽缸松开，旋转主轴，对测试壁厚差、孔深用的LVDT传感器进行测量、标定、记录，其中，测孔深LVDT传感器测量的是孔径，然后，旋转压头后退，取下标准工件，将待测工件装在主轴上，重复上述标准工件测量流程，可完成工件底厚、壁厚差的测量，对于测孔深LVDT传感器测量的内孔孔径，其值大于规定值，则判断孔深小于规定值，为不合格品，工件底厚、壁厚差、孔深任一值不合格，均由显示触摸屏在屏幕上显示，并发警报报警。
[0006]所述的热成形筒形件几何参数检测装置，在主轴箱上安装有工件退料装置，包括两个缸体固定在主轴箱上的工件退料装置汽缸，汽缸轴线与主轴平行，固定在汽缸活塞杆上的退料板。
[0007]所述的热成形筒形件几何参数检测装置，其与热工件接触的LVDT传感器触头加有陶瓷头，该陶瓷头固定在测壁厚差LVDT传感器触头上。
[0008]所述的热成形筒形件几何参数检测装置，在主轴箱上固定有冷却管，冷却管一段在主轴上方与主轴平行，该段上开有出液孔，孔指向主轴。
[0009]所述的热成形筒形件几何参数检测装置，床身下部设有弹性减震装置。
[0010]本发明的有益效果:本发明提供的检测装置与方法，一次装夹，将两点及以上壁厚差、底厚数值都自动测试出结果，特别是能判断孔深是否合格，通过陶瓷头、冷却系统减少了工件热对检测精度的影响，提高了测试元件的寿命，通过减震装置减少了附近成形机床震动对检测装置的影响，自动化程度高，减少了劳动强度，提高了检测效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1的A-A视图； 图4是孔深检测机构结构示意图；
图中，1、主轴箱，1-1、主轴，1-2、芯轴，2、孔深测试装置，2-1、测杆固定座，2-2、测孔深LVDT传感器测头小销轴，2-3、测孔深LVDT传感器测头，2_4、测孔深LVDT传感器，2_5、弹性压头，2-6、定位汽缸，2-7、测杆，2-8、销，3、壁厚差测试装置，3_1、固定座，3_2、移动座驱动汽缸，3-3、移动座，3-4、测壁厚差LVDT传感器，3_5、陶瓷头，4、尾顶，4_1、旋转压头，4_2、尾顶气缸，4-3、测底厚LVDT传感器，4-4、尾杆，4-5、底厚测试触头，5、床身，6、传动系统，7、待测工件或标准工件，8、带显示触摸屏的可编程控制器，9、工件退料装置，9-1、工件退料装置汽缸，9-2、退料板，10、冷却管，11、弹性减震装置
【具体实施方式】
[0012]以下结合较佳实施例，对依据本发明提供的【具体实施方式】详述如下:详见附图，一种热成形筒形件几何参数检测装置，包括床身5、主轴箱1、壁厚差测试机构3、尾顶4、传动系统6、带显示触摸屏的可编程控制器8，主轴箱I固定在床身5 —侧，传动系统6固定在该侧外边，传动系统6驱动主轴箱I中的主轴1-1，待测工件7装在主轴1-1上的芯轴1-2上，尾顶4固定在床身5另一侧，壁厚差测试装置3在主轴1-1上方，该装置设有一固定在床身5的固定座3-1，一移动座3-3，移动座3-3上安装两个测壁厚差LVDT传感器3_4，该装置还在固定座上安装了四个移动座驱动汽缸3-2，该汽缸活塞杆与移动座3-3连接，尾顶4设有尾顶气缸4-2，尾顶气缸活塞杆端部安装旋转压头4-1，带显示触摸屏的可编程控制器8固定于主轴箱I上方，其特征是:该检测装置还包括底厚测试用尾杆4-4、测底厚LVDT传感器4_3、底厚测试触头4-5及孔深测试装置2,尾杆4-4固定于尾顶气缸4_2活塞杆上,从尾顶气缸4-2缸体尾部伸出，测底厚LVDT传感器4-3固定在缸体上，底厚测试触头4_5固定在尾杆4-4上，孔深测试装置2安装于主轴1-1伸出部分后部上方，包括定位汽缸2-6、弹性压头2-5、测孔深LVDT传感器2-4、测杆2_7、测杆固定座2_1，其中定位汽缸2_6、弹性压头
2-5、测孔深LVDT传感器2-4固定在壁厚差测试装置3的固定座3_1上，测杆固定座2_1固定在主轴箱I上，测杆2-7为杠杆形，通过中间的孔及固定座3-1上的销2-8装在固定座
3-1上，以该销2-8为支点，测杆2-7—端测头接触待测工件7内壁，几何尺寸设计使接触点为待测工件7孔深最小值的位置，定位汽缸2-6固定于测杆2-7靠近待测工件7 —侧，汽缸活塞杆与测杆2-7接触，测杆2-7另一端设有槽，测孔深LVDT传感器测头小销轴2_2插入测杆2-7上的槽中，使测杆2-7绕销2-8摆动时驱动测孔深LVDT传感器2_4实现上下运动而实现测量，弹性压头2-5固定于测杆2-7靠近测孔深LVDT传感器2_4的一侧，其压头与测杆2-7接触。
[0013]所述的热成形筒形件几何参数检测装置，在主轴箱I上安装有工件退料装置9，包括两个缸体固定在主轴箱I上的工件退料装置汽缸9-1，汽缸轴线与主轴平行，固定在汽缸活塞杆上的退料板9-2。
[0014]所述的热成形筒形件几何参数检测装置，其与热工件接触的测壁厚差LVDT传感器3-4触头加有陶瓷头3-5，该陶瓷头3-5固定在测壁厚差LVDT传感器3_4触头上。
[0015]所述的热成形筒形件几何参数检测装置，在主轴箱I上固定有冷却管10，冷却管10 一段在主轴1-1上方与主轴1-1平行，该段上开有出液孔，孔指向主轴，在工件取下后，对主轴1-1喷冷却液进行冷却。[0016]所述的热成形筒形件几何参数检测装置，床身下部设有弹性减震装置11，可减少由于挤压、拔伸等设备震动对测试精度的影响。
[0017]检测方法
先按待测工件尺寸机械加工两个标准工件7，其尺寸值分别为规定的最大、最小值，其精度比待测工件7的最终加工精度高两级，孔深测试装置2的定位汽缸2-6将测杆2-7下压，将该标准工件7装在主轴1-1上，使尾顶汽缸4-2动作，将旋转压头4-1前进压住标准工件7，测底厚LVDT传感器4-3记录底厚值，对底厚标定、记录，定位汽缸2-6松开，旋转主轴1-1，对壁厚差、孔径用测壁厚差LVDT传感器3-4、测孔深LVDT传感器2_4进行测量、标定、记录，其中，测孔深LVDT传感器2-4测量的是孔径，然后，旋转压头4-1后退，取下标准工件7，将待测工件7装在主轴1-1上，重复上述标准工件7测量流程，可完成工件底厚、壁厚差的测量，对于测孔深LVDT传感器测量2-4的内孔孔径，其值大于规定值，则判断孔深小于规定值，为不合格品，工件底厚、壁厚差、孔深任一值不合格，均由显示触摸屏在屏幕上显示，并发警报报警。
[0018]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种热成形筒形件几何参数检测装置，包括床身、主轴箱、壁厚差测试装置、尾顶、传动系统、带显示触摸屏的可编程控制器，主轴箱固定在床身一侧，传动系统固定在该侧外边，传动系统驱动主轴箱中的主轴，待测工件装在主轴上的芯轴上，尾顶固定在床身另一侦牝壁厚差测试装置在主轴上方，该装置设有一固定在床身的固定座，一移动座，移动座上安装两个测壁厚差LVDT传感器，该装置还在固定座上安装了四个移动座驱动汽缸，汽缸活塞杆与移动座连接，尾顶设有尾顶气缸，尾顶气缸活塞杆端部安装旋转压头，带显示触摸屏的可编程控制器固定于主轴箱上方，其特征是:该检测装置还包括底厚测试用尾杆、测底厚LVDT传感器、底厚测试触头及孔深测试装置，尾杆固定于尾顶气缸活塞杆上，从尾顶气缸缸体尾部伸出，测底厚LVDT传感器固定在缸体上，底厚测试触头固定在尾杆上，孔深测试装置安装于主轴伸出部分后部上方，包括定位汽缸、弹性压头、测孔深LVDT传感器、测杆、测杆固定座，其中定位汽缸、弹性压头、测孔深LVDT传感器固定在壁厚差测试装置的固定座上，测杆固定座固定在主轴箱上，测杆为杠杆形，通过中间的孔及固定座上的销装在固定座上，以该销为支点，测杆一端测头接触待测工件内壁，几何尺寸设计使接触点为待测工件孔深最小值的位置，定位汽缸固定于测杆靠近待测工件一侧，汽缸活塞杆与测杆接触，测杆另一端设有槽，测孔深LVDT传感器测头小销轴插入测杆上的槽中，弹性压头固定于测杆靠近测孔深LVDT传感器的一侧，其压头与测杆接触。
2.根据权利要求1所述的热成形筒形件几何参数检测装置，其特征在于:在主轴箱上安装有工件退料装置，包括两个缸体固定在主轴箱上的工件退料装置汽缸，汽缸轴线与主轴平行，固定在汽缸活塞杆上的退料板。
3.根据权利要求1所述的热成形筒形件几何参数检测装置，其特征在于:其与热工件接触的LVDT传感器触头加有陶瓷头，该陶瓷头固定在测壁厚差LVDT传感器触头上。
4.根据权利要求1所述的热成形筒形件几何参数检测装置，其特征在于:在主轴箱上固定有冷却管，冷却 管一段在主轴上方与主轴平行，该段上开有出液孔，孔指向主轴。
5.根据权利要求1所述的热成形筒形件几何参数检测装置，其特征在于:床身下部设有弹性减震装置。
6.根据权利要求1-5任一权利要求项所述的热成形筒形件几何参数检测装置的检测方法，其特征在于:先按待测工件尺寸机械加工两个标准工件，其尺寸值分别为规定的最大、最小值，其精度比待测工件的最终加工精度高两级，孔深测试装置的定位汽缸将测杆下压，将标准工件装在主轴上，使尾顶汽缸动作，将旋转压头前进压住标准工件，测底厚LVDT传感器记录底厚值，对底厚标定、记录，定位汽缸松开，旋转主轴，对测试壁厚差、孔深用的LVDT传感器进行测量、标定、记录，其中，测孔深LVDT传感器测量的是孔径，然后，旋转压头后退，取下标准工件，将待测工件装在主轴上，重复上述标准工件测量流程，可完成工件底厚、壁厚差的测量，对于测孔深LVDT传感器测量的内孔孔径，其值大于规定值，则判断孔深小于规定值，为不合格品，工件底厚、壁厚差、孔深任一值不合格，均由显示触摸屏在屏幕上显示，并发警报报警。
【文档编号】G01B21/08GK103900517SQ201210577419
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月27日 优先权日:2012年12月27日
【发明者】黄少东, 金鑫, 张志明, 赵祖德, 赵志翔 申请人:中国兵器工业第五九研究所