专利名称：螺纹部件的检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种检测装置，该装置检测滚轧螺栓等螺纹部件在半径方向的变形，也就是轴偏摆。
滚压成形螺栓等螺纹部件时，有必要检测螺纹部件的轴偏摆等，以防止次品的混入。例如，最好是在用螺纹滚轧机在轴状材料上形成外螺纹的同时进行该轴偏摆检测，选出轴偏摆量超过容许范围的次品，加以排除。螺纹的滚压成形如图6所示，在螺纹滚轧机1中有向同一方向回转的一对滚轧模具，即固定模具2和可动模具3，在这对滚轧模具之间的接受台1a上配置有作为螺纹部件4的线状材料，同时使可动模具3向接近固定模具2的方向(箭头A向)移动而把线状材料挟入，由滚轧模具来使其线状材料塑性变形。
从而，随着滚压成形的进行，螺纹部件4被该可动模具3的外周面挤压向箭头B方向移动。因此，如果是在以上述接受台1a上的线状材料的轴心为基准在基台(图中未示出)上安装传感器，使传感器的前端部接触该螺纹部件4来进行轴偏摆检测的话，由于螺纹部件4移动的原因要正确检测出轴偏摆是困难的。
于是，以往使用例如图7及图8所示的检测装置11进行轴偏摆检测。该检测装置11是利用如图9所示的检测原理来进行检测的。首先，根据图9所示的装置来说明轴偏摆的检测原理。
图9所示的装置，是检测滚压成形结束后的螺栓5的轴偏摆的装置。基准螺纹(基准螺母)8以垂直轴线为中心可回转地由轴承7保持在水平基台6上。将上述螺栓5旋入该基准螺纹8直到其前端接触到止动件9。在此状态下，使螺栓5与基准螺纹8一同回转，并使千分表10的测定头10a接触螺栓5的头部5b一侧的外周面(头下部)，头部5b是螺栓5的形成有外螺纹5a的前端侧的相反侧。其测定头10a接触的部分如果在半径方向上有变形，则随着回转测定头10a在半径方向上受压，因此可以根据千分表10来测定轴偏摆量。
这样，为检测螺栓5的轴偏摆就要有一个前提，即螺栓5的中心轴线与基准螺纹8的中心轴线完全一致。可是，由于被加工的螺纹的有效直径存在着公差，螺栓5与基准螺纹8之间产生间隙，有时候螺栓5对于基准螺纹8只倾斜一个间隙量，螺栓5与基准螺纹8的中心轴线就不一致了，从而有时出现不能正确地检测出轴偏摆量的情况。这种问题是由于螺栓5与基准螺纹8的不一致所造成的，因此为使两者一致有必要准备许多种类的基准螺纹8，选择把螺栓5拧进去时所产生间隙最小的基准螺纹8进行检测。
为此，图7及图8所示的现有技术的检测装置11备有四种基准螺纹(基准螺母)13a，14a，15a，16a。该检测装置11是以螺纹的有效直径为基准来测定轴偏摆量。该基准螺纹13a，14a，15a，16a为同一规格的内螺纹，它们有效直径的目标值在公差之内并且互不相同。
也就是说，在旋转工作台12上，以90度的间隔分别可回转地设置了4个圆筒状的测定卡具13，14，15，16，在各测定卡具13，14，15，16的中央，形成有效直径的目标值不同的基准螺纹13a，14a，15a，16a。
然后，把作为轴偏摆检测对象的螺栓17的外螺纹17a依次拧入各测定卡具13，14，15，16的基准螺纹13a，14a，15a，16a中，选择间隙最小的基准螺纹(基准螺母)(例如16a)。接着，使旋转工作台12回转，把选择的基准螺纹16a移动至设有千分表18的检测位置上。进而把千分表18的测定头18a的顶端与拧入上述基准螺纹16a的螺栓17的外周面相接触，在此状态下使螺栓17与测定卡具16一同以其中心轴线为中心回转。
从而，螺栓17的中心轴线大致上与基准螺纹16a的中心轴线一致，因此，以基准螺纹16a的中心轴线为基准配置的千分表18表示螺栓17的轴偏摆量。这样检测出的螺栓17的轴偏摆量若超过容许范围，就可把该螺栓17作为次品选出。
在上述的现有技术中，有必要把作为检测对象的螺栓17依次拧入多个基准螺纹13a，14a，15a，16a中，以寻找间隙最小的基准螺纹(基准螺母)。所以检测一根螺栓17的轴偏摆要用很长时间，要全部检测大量生产的螺栓的轴偏摆，实际上是不可能的。
另外，图中虽未表示，但在滚压成形螺纹前的材料阶段检测轴偏摆是可能的。但是，这种情况下，是把按设定长度切断的线材一端在对中状态夹紧的同时，使其回转来检测其直线性，并把其轴偏摆量超过容许范围的排除，只有直线性检测合格的线状材料才被用作滚压成形的坯料。
可是，滚压成形螺纹前的检测，要在检测装置上把线状材料在对中的状态下夹紧，非常麻烦，而且不能测定轴偏摆量随着滚压成形的变化量，因此有必要在滚压成形后再次检测轴偏摆量，结果是存在有必须进行两次轴偏摆检测的问题。
本发明是以解决上述现有技术的课题为目的。也就是说，本发明的目的在于提供一种装置，该装置能够准确而简单地检测出被滚压成形的螺纹部件的轴偏摆。
此外，本发明的另一目的在于提供一种装置，该装置在把应检测轴偏摆的螺纹部件的外螺纹拧入作为基准的内螺纹来进行检测的情况下，能够消除这些外螺纹与内螺纹之间的间隙，准确地检测出轴偏摆。
本发明的螺纹部件检测装置的第一方案，是将轴状的螺纹部件的一端挟入在相互平行配置的固定侧滚轧模具和可动侧滚轧模具之间来滚轧成形外螺纹，并检测该螺纹部件的另一端的设定部位处的轴偏摆，其特征在于将检测部配置在接近上述螺纹部件的另一端的设定部位处，并且根据该检测部有无与该部位接触检测轴偏摆，该检测部安装在上述固定侧滚轧模具和可动侧滚轧模具的任何一方。
因此，在本发明的装置中，形成螺纹部件的一端被一对滚轧模具保持着并以其轴心为中心被驱动回转，形成外螺纹。在这种情况下，该螺纹部件另一端的轴部处于接近检测部的位置上，相应于形成外螺纹部分的中心轴线的偏离而出现轴偏摆，结果是，与检测部发生接触或不接触。也就是说，如果轴偏摆在容许范围之内，螺纹部件另一端不与检测部接触，而如果轴偏摆超过容许范围，螺纹部件另一端就会接触到检测部。根据这一结果，可从螺纹部件有无接触到检测部来检测出螺纹部件的轴偏摆是否在容许范围之内。并且，在本发明的装置中，检测部是与一个滚轧模具成一体地在半径方向移动的，因此，即使螺纹部件的轴心随滚压成形的进行而移动，检测部与螺纹部件的相对位置也不发生变动。
另外，本发明的螺纹部件的检测装置的第二方案，是把形成于螺纹部件一端的外螺纹拧入基准螺纹中，使该基准螺纹的中心轴线与可回转的框架的回转轴线一致，在使其螺纹部件与上述框架一起回转时，检测螺纹部件的另一端在半径方向上的轴偏摆，其特征在于把上述螺纹部件拧入拉伸用螺纹中，该拉伸用螺纹位于与上述基准螺纹的同一轴线上，并且该拉伸用螺纹可回转地在轴线方向成一体地安装在上述框架上，通过这些基准螺纹和拉伸用螺纹使轴线方向的负荷作用于上述的螺纹部件。
因此，需要检测轴偏摆的螺纹部件，受到基准螺纹和拉伸用螺纹所施加的轴向方向上的拉伸负荷或压缩负荷。因此，消除了螺纹部件与基准螺纹之间的间隙，使螺纹部件与基准螺纹的中心轴线一致。也就是说消除了由于螺纹部件与基准螺纹之间的间隙所产生的对轴偏摆造成的影响，从而可以准确地检测出轴偏摆。
根据本发明的装置，由于即使螺纹部件随滚压成形的进行而在半径方向移动，检测部与螺纹部件的相对位置也不发生变化，所以能够准确地检测出螺纹部件的轴偏摆。并且可以在滚压成形的同时检测轴偏摆，因此能够检测全部螺纹部件的轴偏摆。从而，可以有效地生产制品精度高的螺纹部件。
另外，在本发明中，对于拧入基准螺纹的螺纹部件，由拉伸用螺纹施加轴线方向的负荷，在此状态下，使螺纹部件与基准螺纹一起回转来检测轴偏摆，所以基准螺纹与螺纹部件之间的间隙对轴偏摆不造成影响。从而，可以进行准确的轴偏摆检测。此外，一个基准螺纹可以用于多种类的螺纹部件轴偏摆的检测，所以提高了轴偏摆的检测效率。
图1为表示本发明第1实施例的检测装置主要部位的局部剖面俯视图。
图2为第1实施例的检测装置的正视图。
图3为表示第1实施例的检测装置整体配置的俯视图。
图4为滑槽的侧视图。
图5为表示本发明第2实施例的检测装置的剖面侧视图。
图6为表示滚压成形螺栓时线状材料移动方向的说明图。
图7为表示现有的螺纹部件检测装置的俯视图。
图8为图7所示装置的侧视图。
图9为表示现有的其它螺纹部件检测装置的剖面侧视图。
以下，根据图1至图5就本发明的螺纹部件检测装置的实施例加以说明。
图1至图4所示为装备有本发明第1实施例的检测装置的螺纹滚轧机。该螺纹滚轧机21具有一对圆形滚轧模具和接受台25，上述一对圆形滚轧模具为固定模具22和可动模具23，固定模具22和可动模具23被分别安装在轴22a，23a上，并且被驱动向同一方向旋转，在这对模具22，23之间配设接受台25。该接受台25被配设于上述两个模具22，23的中心连线下侧，其上端部距中心连线的尺寸相当于螺栓24的半径。并且在上述轴23a的可动模具23的前端侧(图1中的下侧)部位处安装着轴偏摆检测装置26。
该轴偏摆检测装置26是个具有法兰状检测部26a的环状部件，该法兰状检测部26a通过接触被滚压成形的螺栓而导电，该轴偏摆检测装置26在其内侧装有绝缘环27的状态下安装在上述轴23a上。该绝缘环27是用陶瓷等绝缘材料做成锥状，即断面呈楔状的部件，由紧固螺母28将其压入在轴23a与轴偏摆检测装置26之间，由此将上述轴偏摆检测装置26牢固地固定在轴23a的外周上，并且将法兰状的检测部26a保持在与可动模具23的同一轴线上。
在此状态下，法兰状检测部26a的外周面保持在接近滚轧螺栓24的头下部24b的外周面的位置上，该滚轧螺栓24是正在被滚轧外螺纹24a的螺栓。这两个外周面的间隔S为滚轧螺栓24的容许轴偏摆量的一半(S＝容许轴偏摆量×1/2)。
另外，在螺纹滚轧机21的滚轧螺栓24的排出方向(图1中的下向)上，如图3所示，设有合格门31(OK gate)和不合格门32(NGgate)，合格门收取轴偏摆量在容许范围内(轴偏摆量＜间隔S×2)的合格品，不合格门收取轴偏摆量在容许范围以上(轴偏摆量≥间隔S×2)的次品。并且设有切换门用的油缸33，它使这两个门31、32在图3的左右方向上移动。此外，在这些门31，32对面隔过上述模具22，23的相对侧(图3的上侧)配置有顶出装置34，该装置将滚轧螺栓24顶出到门31，32一侧。
就上述切换门用的油缸33做进一步说明，该油缸33在非动作状态下，合格门31处在收取螺栓24的位置，也就是保持在图3实线所示的位置。在上述螺栓24的头下部24b接触到上述检测部26a的情况下，螺栓24和轴偏摆检测装置26通电，于是根据电信号动作，将不合格门32保持在收取螺栓24的位置。并且在不合格门32的下流侧连接有通过次品滑槽32a接收轴偏摆次品用的箱子35。
另一方面，合格门31的下流侧连接于排出口37，在通向排出口37的途中，配置有加工不良传感器36，它具有检测螺纹外径不合格的卡具和判别拉张部外径的卡具等。进而，在上述排出口37的合格品排出部37a处安装有制品排出滑槽38(参照图4)，当加工不良传感器36没有检测出不良的情况下，通过滑槽38将制品送往成品堆放场所等。另外，在上述制品排出滑槽38的途中设有次品排出装置39，用来把没有对作为制品的滚轧螺栓24的头下部进行加工的制品和被切屑缠绕的制品等次品排除出去，并且把被该排出装置39排出的次品由外滑槽40送往次品接收箱41存放起来。
另外，根据加工不良传感器36的输出信号而动作的切换板37b设在排出口37处。并且，当由上述加工不良传感器36检测出滚轧螺栓24加工不良时，该切换板37b堵塞合格品排出部37a，同时打开次品排出部37c，使加工不良品从该次品排出部37c排出投入进次品袋(图中未示出)中。
图1至图3中的符号29是模具套环(dies color)，30是防振轴承。
以下就上述那样构成的装置的作用加以说明。将线状材料(坯料)挟入螺纹滚轧机21的固定模具22和可动模具23中间，使可动模具23向固定模具22侧移动进行外螺纹24a的滚压成形。让可动模具23移动预定的量，在刚刚大致上完成了外螺纹24a的滚压成形之后，为校正弹性变形的影响，让各模具22，23在原状态下回转。
此时，由于在外螺纹24a进行滚压成形的同时可动模具23向固定模具22的方向移动，所以被挟入在固定模具22和可动模具23中间的滚轧螺栓24被该可动模具23的外周面挤压向斜上方有若干移动。可是，轴偏摆检测装置26是环状的，并且设在与可动模具23的同一轴线上，所以如上述那样，滚轧螺栓24即使被该可动模具23的外周面挤压向斜上方有若干移动，也不会产生滚轧螺栓24与轴偏摆检测装置26的相对位置变化，因此能够正确地检测出轴偏摆量。而当被滚轧成形外螺纹24a的滚轧螺栓24的轴偏摆量在容许范围(间隔S×2)内时，由于滚轧螺栓24与轴偏摆检测装置26没有接触，所以不输出导通信号。由该非导通状态可以判定轴偏摆量在容许范围之内，于是滚轧螺栓24被顶出装置34顶出收取到合格门31内。当轴偏摆量超出容许范围时，由于滚轧螺栓24与轴偏摆检测装置26相接触而输出导通信号，所以上述切换门用的油缸33动作而将不合格门32配置在收取螺栓24的位置，被顶出装置34顶出的螺栓24被收取到该不合格门32内。从而，当次品发生时，即在滚压成形阶段一旦检测出次品，就会将次品与合格品区别排出至不同的地方，因而能够防止轴偏摆的次品混入合格品中。因此，根据这一实施例的装置，对于滚轧完了的螺栓没有必要再重新检测轴偏摆，这就可以大幅度地节省工时。
另外，在本实施例的检测装置中，经轴偏摆检测装置26检测轴偏摆合格的滚轧螺栓24要进一步由加工不良传感器36进行检测。也就是说，对于被送入合格门31内的滚轧螺栓还要检测其被镦锻加工的螺栓头部的厚度是否合适、被滚压成形的外螺纹24a的小直径加工部的外径是否合适、外螺纹24a的螺纹外径的尺寸是否合适，或者拉伸部的轴径是否合适等。并且任何一种外径被检测出不合格时，使上述切换板37b动作，次品从次品排出部37c排出到次品袋中。
与此相对应，没有被检测出加工不良的滚轧螺栓24，从排出口37的合格品排出部37a处被排出到制品排出滑槽38上。
如上所述，由该实施例的螺纹部件的轴偏摆检测装置26，通过滚压成形中的螺栓24与法兰状检测部26a的接触来检测出超出容许范围的轴偏摆，并把超出容许范围的轴偏摆的螺栓24与合格品区别开来排出。
以下参照图5来说明本发明的其它实施例。图5所示的检测装置51是测定由滚压成形加工形成外螺纹55a的螺栓55的轴偏摆量的装置，带底的圆筒状卡具框54通过轴承53以垂直轴线为中心回转的形式被安装在水平基台52上。在该卡具框54内，固定有能够拧入螺栓55的外螺纹55a的基准螺纹(基准螺母)56。另外，在该卡具框54的上端部，拉伸用的螺纹(螺母)57通过轴承环57a被安装在与上述基准螺纹56的同一轴线上，该螺纹57是与上述基准螺纹56同一规格的内螺纹。该轴承环57a与拉伸用的螺纹57成一体，可回转地并且在轴线方向成一体化地被安装在上述卡具框54的上端部。另外，在卡具框54内的底部中央备有一个兼做顶尖的止动件58。在将螺栓55的外螺纹55a拧入设在卡具框54内的拉伸用螺纹57和基准螺纹56内，并且其前端接触到止动件58的状态下，在水平方向上与螺栓55的头下部55b相对的位置处配置有千分表59，使其测定头59a的前端部与上述头下部55b的外周面相接触。
以下说明上述构成的第2实施例的作用。把螺栓55的外螺纹55a拧入设在卡具框54内的拉伸用螺纹57和基准螺纹56，直到其前端接触到止动件58。在这种状态下，外螺纹55a与基准螺纹56啮合受到向下推压的负荷。
接着，使拉伸用螺纹57向，把外螺纹55a提升的方向转动，该拉伸用螺纹57和基准螺纹56是由卡具框连结为一体的，因此外螺纹55a是在受到轴线方向拉伸负荷而对中的状态下被固定。从而，即使是基准螺纹56与外螺纹55a和缓地啮合，两者间有间隙，由于螺栓55被拉伸用螺纹57在对中的状态下固定，所以与基准螺纹56之间的间隙不影响轴偏摆量。其结果，由千分表59可以正确测定螺栓55的轴偏摆量。
这种与基准螺纹56无间隙的螺入状态，通过设置拉伸用螺纹57的方式，即使是有效直径目标值不同的螺栓也可以实现。因此，可以使用单一装置来检测多种类的螺栓，从而不需要做寻找适合螺栓的基准螺纹(基准螺母)的工作就可以进行高效率的轴偏摆的检测。
另外，在该第2实施例中，就检测滚轧螺栓24的轴偏摆情况做了说明，但第2实施例的装置还可以用来检测切削螺栓等滚轧螺栓以外的螺栓等螺纹部件的轴偏摆。
权利要求
1.一种螺纹部件的检测装置，在相互平行配置的固定侧滚轧模具和可动侧滚轧模具之间挟入轴状的螺纹部件的一端来滚压成形外螺纹，并检测该螺纹部件另一端的设定部位处的轴偏摆，其特征在于将检测部配置在接近上述螺纹部件另一端的设定部位处，并且根据该检测部有无与该部位接触来检测轴偏摆，该检测部可安装在上述固定侧滚轧模具和可动侧滚轧模具的任何一方。
2.权利要求1所述的螺纹部件的检测装置，其特征在于通过上述检测部接触上述螺纹部件形成导电。
3.权利要求2所述的螺纹部件的检测装置，其特征在于具有对应于上述检测部与上述螺纹部件有无通电来改变从上述一对滚轧模具之间排出的螺纹部件的排出部位的装置。
4.一种螺纹部件的检测装置，把形成于螺纹部件一端的外螺纹拧入基准螺纹中，该基准螺纹的中心轴线与可回转的框架的回转轴线一致，在使该螺纹部件与上述框架一起回转时，检测螺纹部件另一端在半径方向上的轴偏摆，其特征在于把上述螺纹部件拧入拉伸用螺纹中，该拉伸用螺纹位于与上述基准螺纹的同一轴线上，并且该拉伸用的螺纹可回转地在轴线方向上成一体地安装在上述框架上，通过这些基准螺纹和拉伸用螺纹使轴线方向的负荷作用于上述的螺纹部件。
5.权利要求2所述的螺纹部件的检测装置，其特征在于通过上述基准螺纹和拉伸用螺纹对上述螺纹部件施加轴线方向的负荷并将其保持，在接近该螺纹部件的外周处配置有千分表。
全文摘要
一种螺纹部件的轴偏摆检测装置，该检测装置安装在一对滚轧模具中的一个上，并接近外周端或前端被滚轧模具成型出外螺纹的轴状材料。，根据与该轴状材料的接触来检测轴偏摆量。作为一例是，用导通流并输出电信号的方法来测出轴偏摆量超出容许范围的次品。根据本发明，可在滚轧的同时测出轴偏摆量，并且由于检测装置与一个滚轧模具设为一体，因此能简单而准确地测出轴偏摆，从而提高螺栓等的生产率。
文档编号G01B3/34GK1164019SQ9610566
公开日1997年11月5日 申请日期1996年4月29日 优先权日1996年4月29日
发明者稻田刚士, 铃木国浩 申请人:丰田自动车株式会社