复杂铸件加工尺寸快速检测工装及其检测方法与流程

本发明涉及一种复杂铸件加工尺寸的检测工装及其检测方法，特别涉及一种适用于铸件焊接坡口轮廓与空间尺寸检查的检测工装及其检测方法，属于工件检测领域。

背景技术：

在车辆零件加工领域中，各类复杂机加工铸件，如转向架支架等，是车辆连接构架中的关键部件。一般而言，在这类铸件的加工过程中，铸件铸造成型后，需要在铸件外侧周向侧壁上开设多道不同方向与空间位置的焊接坡口。设置所述焊接坡口的目的在于方便和简化后续铸件焊接过程中的铸件装配过程。

铸件加工完成后，在水平方向与竖直方向的铸件边缘位置，均会设置有双层焊接坡口。由于坡口本身的形状尺寸与不同方向坡口之间的空间位置尺寸都会直接影响后续铸件焊接工艺的质量，因此对于铸件的形状、铸件边缘坡口的具体尺寸等都有严格的要求。

由于铸件本身不规则的形状，导致上述规格及尺寸的具体参数无法通过常规的量具检测或检测，因此在目前的铸件加工过程中，加工企业大多都是通过三坐标检测仪对铸件进行全尺寸的检查后，才会将合格的铸件成品送入下一步的焊接装配流程。但采用这样的加工工序和加工设备，其缺点显而易见，三坐标检测仪的造价昂贵且检测效果有限，如果批量产品全部通过三坐标检测仪进行检测，不但效率低且检测成本太高。同时尺寸检查得出的数据结果也无法完全真实反映装配过程中的每个单件的差异造成的装配偏差。

中国专利CN103075984A揭示了一种产品尺寸检测治具，包括一能够水平置于待检测产品所有待检测点上方的零平面，该零平面上对应待检测产品的各检测点 分别设有一检测用通孔，对应该每一检测用通孔 内活动插设一PIN针，所述每一PIN针的高度为该 PIN 针对应的检测点的标准高度到所述零平面上 表面之间的距离。

上述专利虽然能够实现产品尺寸检测的目的，但是上述专利中的技术方案结构较为单一，仅能够检测产品的单一平面。且该技术方案仅能够检测形状规则的铸件产品，对于复杂机加工铸件这类外形不规格的产品，上述技术方案并不能完成相应的检测。

综上所述，如何提供一种使用效果好，加工成本低，且能够快速检测这类复杂铸件焊接坡口相关形位尺寸的工装，就成为了一个亟待加工企业解决的问题。

技术实现要素：

鉴于现有技术存在上述缺陷，本发明的目的是提出一种适用于铸件焊接坡口轮廓与空间尺寸检查的复杂铸件加工尺寸快速检测工装。

本发明的目的，将通过以下技术方案得以实现：

一种复杂铸件加工尺寸快速检测工装，包括检测平台（1），还包括用于铸件基准定位的基准定位组件、用于铸件侧向检测过程中定位的侧向定位组件、用于铸件上端面检测过程中支撑的销钉组件以及用于铸件边缘坡口检测的检测量具，所述基准定位组件、侧向定位组件以及销钉组件均固定设置于所述检测平台上；

下端面检测凸台固定设置于所述检测平台上，所述下端面检测凸台的边缘轮廓与标准尺寸铸件下端面边缘坡口的轮廓相匹配且二者间存在间隙，借助所述检测量具在间隙中的滑动状况可完成对铸件下端面边缘坡口的检测；

上端面检测样板借助所述销钉组件完成固定，所述上端面检测样板的边缘轮廓与标准尺寸铸件上端面边缘坡口的轮廓相匹配且二者间存在间隙，借助所述检测量具在间隙中的滑动状况可完成对铸件上端面边缘坡口的检测；

侧向检测样板借助所述侧向定位组件完成定位，所述侧向检测样板的边缘轮廓与标准尺寸铸件两侧边缘坡口的轮廓相匹配且二者贴合，借助所述侧向检测样板在铸件两侧边缘坡口处的滑动状况可完成对铸件两侧边缘坡口的检测。

优选地，所述基准定位组件可拆卸地设置于所述检测平台上，所述基准定位组件包括至少三根基准定位销。

优选地，所述基准定位组件包括两根用于铸件初步定位的大直径定位销，以及三根用于铸件二次定位的小直径定位销。

优选地，所述侧向定位组件可拆卸地设置于所述检测平台上，所述侧向定位组件包括两组设置于铸件两侧的侧向定位套件，每组所述侧向定位套件包括至少一对侧向定位销组，所述侧向定位销组的数量与铸件侧面边缘坡口的数量一致。

优选地，每组所述侧向定位套件包括第一侧向定位销组及第二侧向定位销组，所述第一侧向定位销组及第二侧向定位销组的排布及位置与铸件侧面边缘坡口的形状及延伸方向相匹配；

所述第一侧向定位销组包括两根相匹配的第一侧向定位销，所述第二侧向定位销组包括两根相匹配的两根相匹配的第二侧向定位销，所述第一侧向定位销及第二侧向定位销的高度均与铸件的高度相匹配。

优选地，所述销钉组件包括至少三根可拆卸地设置于所述检测平台上、用于支撑所述上端面检测样板的销钉柱，所述销钉柱的高度与铸件高度相匹配，所述销钉柱的顶端固定设置有用于连接所述上端面检测样板的销钉凸起，所述上端面检测样板上开设有与所述销钉凸起相配合的通孔；

当所述上端面检测样板借助所述销钉柱完成固定后，所述上端面检测样板的上表面与铸件的上端面边缘坡口位于同一平面内。

优选地，所述下端面检测凸台的边缘轮廓与标准尺寸铸件下端面边缘坡口的轮廓之间的间隙为第一检测间隙，所述上端面检测样板的边缘轮廓与标准尺寸铸件上端面边缘坡口的轮廓间的间隙为第二检测间隙；

所述检测量具包括用于检测所述第一检测间隙的第一间隙检测组件及用于检测所述第二检测间隙的第二间隙检测组件。

优选地，所述第一间隙检测组件包括两种不同尺寸的第一间隙检测样板，其中一个所述第一间隙检测样板与所述第一检测间隙配合，另一个所述第一间隙检测样板与所述第一检测间隙过盈配合；

所述第二间隙检测组件包括两种不同尺寸的第二间隙检测样板，其中一个所述第二间隙检测样板与所述第一检测间隙配合，另一个所述第二间隙检测样板与所述第一检测间隙过盈配合。

优选地，所述第一间隙检测组件中与所述第一检测间隙宽度过盈配合的所述第一间隙检测样板的宽度与所述第一检测间隙的宽度间的差值为1~2mm；

所述第二间隙检测组件中与所述第二检测间隙宽度过盈配合的所述第二间隙检测样板的宽度与所述第二检测间隙的宽度间的差值为1~2mm；

优选地，所述侧向检测样板的数量与铸件侧面边缘坡口的数量一致，每个所述侧向检测样板均与一个铸件侧面边缘的坡口相匹配；

所述侧向检测样板包括用于其自身定位的定位部以及与所述定位部固定连接、用于检测铸件坡口的检测部，所述定位部与所述侧向定位销组匹配对应，所述检测部顶端的边缘轮廓与铸件侧面边缘坡口的轮廓吻合。

本发明还揭示了一种使用上述复杂铸件加工尺寸快速检测工装对复杂铸件进行加工尺寸快速检测的方法，包括如下步骤：

S1、铸件定位步骤：水平放置检测平台，将待检测铸件悬吊至工装上方，使其垂直落下，借助安装在所述检测平台上的大直径定位销完成铸件的初步定位，随后移动铸件使其一侧紧靠小直径定位销，再移动铸件使所述铸件一侧上的小凸台紧扣所述小直径定位销，完成铸件的二次定位；

S2、铸件下端面坡口检测步骤：使用第一间隙检测组件对安装于所述检测平台上的下端面检测凸台的边缘轮廓与铸件下端面边缘坡口的轮廓之间的间隙进行检测，先使用与第一检测间隙配合的第一间隙检测样板划过所述检测凸台的边缘轮廓与铸件下端面边缘坡口的轮廓间的间隙，若滑动过程中未出现所述第一间隙检测样板卡顿、卡死等情况，则视为铸件下端面坡口第一次检测合格，若滑动过程中出现所述第一间隙检测样板卡顿、卡死等情况，则视为铸件下端面坡口检测不合格；

铸件下端面第一次检测合格后，再使用与第一检测间隙宽度过盈配合的第一间隙检测样板划过所述检测凸台的边缘轮廓与铸件下端面边缘坡口的轮廓间的间隙，若出现所述第一间隙检测样板无法进入间隙的情况，则视为铸件下端面坡口第二次检测合格，若出现所述第一间隙检测样板能够进入间隙且可以自由滑动的情况，则视为铸件下端面坡口检测不合格；

S3、铸件上端面坡口检测步骤：借助安装于所述检测平台上的销钉组件完成上端面检测样板的安装固定，随后使用第二间隙检测组件对上端面检测样板的边缘轮廓与铸件上端面边缘坡口的轮廓之间的间隙进行检测，先使用与第二检测间隙配合的第二间隙检测样板划过所述上端面检测样板的边缘轮廓与铸件上端面边缘坡口的轮廓间的间隙，若滑动过程中未出现所述第二间隙检测样板卡顿、卡死等情况，则视为铸件上端面第一次检测合格，若滑动过程中出现所述第二间隙检测样板卡顿、卡死等情况，则视为铸件上端面坡口检测不合格；

铸件上端面第一次检测合格后，再使用与第二检测间隙过盈配合的第二间隙检测样板划过所述上端面检测样板的边缘轮廓与铸件上端面边缘坡口的轮廓间的间隙，若出现所述第二间隙检测样板无法进入间隙的情况，则视为铸件上端面坡口第二次检测合格，若出现所述第二间隙检测样板能够进入间隙且可以自由滑动的情况，则视为铸件上端面坡口检测不合格；

S4、铸件侧面坡口检测步骤：使用侧向检测样板对铸件两侧边缘坡口进行检测，使所述侧向检测样板的定位部紧靠一组侧向定位销组完成定位，并使所述侧向检测样板检测部的顶端紧贴铸件两侧边缘坡口，随后滑动所述侧向检测样板，滑动过程中应保证所述定位部始终紧靠侧向定位销组，若滑动过程中未出现所述侧向检测样板卡顿、卡死等情况，则视为铸件侧面坡口检测合格，若滑动过程中出现所述侧向检测样板卡顿、卡死等情况，则视为铸件侧面坡口检测不合格；

重复上述铸件侧面坡口检测步骤，直至完成铸件侧面全部坡口的检测；

S5、铸件下料步骤：检测完成后，移开所述侧向检测样板，并将所述上端面检测样板卸下，随后垂直提起铸件，完成铸件下料，检测合格的铸件随即进入后续焊接工艺，检测不合格的铸件被送入废料区。

本发明的突出效果为：本发明通过各种与铸件外轮廓面相匹配的检测构件，便捷和直观地完成了对铸件边缘焊接坡口加工尺寸的检测，有效地解决了以往的铸件加工过程中单纯依赖三坐标检测仪对铸件进行全尺寸检测所导致的检测效率低、检测成本高、检测结果无法真实反映铸件后续焊接装配工况等问题。本发明大大缩短了铸件检测的时间，提高了铸件检测的效率，并且大幅度提升了检测结果的可靠性，最大限度地提高了加工企业的生产效率。此外，本发明结构简单，易于加工，制作成本低，具有很高的推广价值。

综上所述，本发明结构简单、加工成本低、操作便捷、使用效果优异，具有很高的使用及推广价值。

以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。

附图说明

图1是本发明立体结构示意图；

图2是本发明的俯视示意图；

图3是本发明的截面俯视示意图。

其中：1、检测平台 11、下端面检测凸台 2、上端面检测样板 3、侧向检测样板 31、定位部 32、检测部 41、大直径定位销 42、小直径定位销 51、第一侧向定位销 52、第二侧向定位销 6、销钉柱 61、销钉凸起 71、第一间隙检测样板 72、第二间隙检测样板。

具体实施方式

本发明揭示了一种适用于铸件焊接坡口轮廓与空间尺寸检查的复杂铸件加工尺寸快速检测工装及其检测方法。

如图1~图3所示，一种复杂铸件加工尺寸快速检测工装，包括检测平台1，还包括用于铸件基准定位的基准定位组件、用于铸件侧向检测过程中定位的侧向定位组件、用于铸件上端面检测过程中支撑的销钉组件以及用于铸件边缘坡口检测的检测量具，所述基准定位组件、侧向定位组件以及销钉组件均固定设置于所述检测平台1上；

下端面检测凸台11固定设置于所述检测平台1上，所述下端面检测凸台11的边缘轮廓与标准尺寸铸件下端面边缘坡口的轮廓相匹配且二者间存在间隙，借助所述检测量具在间隙中的滑动状况可完成对铸件下端面边缘坡口的检测；

上端面检测样板2借助所述销钉组件完成固定，所述上端面检测样板2的边缘轮廓与标准尺寸铸件上端面边缘坡口的轮廓相匹配且二者间存在间隙，借助所述检测量具在间隙中的滑动状况可完成对铸件上端面边缘坡口的检测；

侧向检测样板3借助所述侧向定位组件完成定位，所述侧向检测样板3的边缘轮廓与标准尺寸铸件两侧边缘坡口的轮廓相匹配且二者贴合，借助所述侧向检测样板3在铸件两侧边缘坡口处的滑动状况可完成对铸件两侧边缘坡口的检测。

所述基准定位组件可拆卸地设置于所述检测平台1上，所述基准定位组件包括至少三根基准定位销。

在本实施例中，所述基准定位组件包括两根用于铸件初步定位的大直径定位销41，以及三根用于铸件二次定位的小直径定位销42。

所述侧向定位组件可拆卸地设置于所述检测平台1上，在本实施例中，所述侧向定位组件可拆卸地设置于所述下端面检测凸台11上，这样的设置是为了进一步增强本工装的组装灵活度及使用过程中的操作便捷性，同时也大幅度提高了本工装的适用范围。

所述侧向定位组件包括两组设置于铸件两侧的侧向定位套件，每组所述侧向定位套件包括至少一对侧向定位销组，所述侧向定位销组的数量与铸件侧面边缘坡口的数量一致。

每组所述侧向定位套件包括第一侧向定位销组及第二侧向定位销组，所述第一侧向定位销组及第二侧向定位销组的排布及位置与铸件侧面边缘坡口的形状及延伸方向相匹配；

所述第一侧向定位销组包括两根相匹配的第一侧向定位销51，所述第二侧向定位销组包括两根相匹配的两根相匹配的第二侧向定位销52，举例而言，若所述铸件侧面边缘的坡口形状在垂直方向上一致，且所述坡口的延伸方向保持垂直，那么所述侧向定位销组中定位销的延伸方向也应保持垂直，即与所述坡口的延伸方向保持平行。所述第一侧向定位销51及第二侧向定位销52的高度均与铸件的高度相匹配。具体而言，所述第一侧向定位销51及第二侧向定位销52的高度应大于等于铸件的高度，这样的设置是为了确保后续检测过程中的检测流畅性及检测效果。

所述销钉组件包括至少三根可拆卸地设置于所述检测平台1上、用于支撑所述上端面检测样板2的销钉柱6，所述销钉柱6的高度与铸件高度相匹配，所述销钉柱6的顶端固定设置有用于连接所述上端面检测样板2的销钉凸起61，所述上端面检测样板2上开设有与所述销钉凸起61相配合的通孔；

当所述上端面检测样板2借助所述销钉柱6完成固定后，所述上端面检测样板2的上表面与铸件的上端面边缘坡口位于同一平面内。

此处需要特别说明的是，所述上端面检测样板2的形状应当与铸件的上端面形状相匹配，若所述铸件的上端面形状呈轴对称状时，所述上端面检测样板2可以做成一半的形式，即在一侧检测完毕后将所述上端面检测样板2拆下装至另一侧，完成二次检测。这样的设置更多是出于加工难度的考虑，由于铸件的上端面形状不确定，因此导致所述上端面检测样板2的形状很有可能不规则，加工这种不规则的上端面检测样板2很可能导致样板变形、影响检测，采用一半式的上端面检测样板2就能够有效避免上述问题。

所述下端面检测凸台11的边缘轮廓与标准尺寸铸件下端面边缘坡口的轮廓之间的间隙为第一检测间隙，所述上端面检测样板2的边缘轮廓与标准尺寸铸件上端面边缘坡口的轮廓间的间隙为第二检测间隙；

所述检测量具包括用于检测所述第一检测间隙的第一间隙检测组件及用于检测所述第二检测间隙的第二间隙检测组件。

所述第一间隙检测组件包括两种不同尺寸的第一间隙检测样板71，其中一个所述第一间隙检测样板71的宽度与所述第一检测间隙的宽度相等，另一个所述第一间隙检测样板71的宽度略大于所述第一检测间隙的宽度；

所述第二间隙检测组件包括两种不同尺寸的第二间隙检测样板72，其中一个所述第二间隙检测样板72的宽度与所述第二检测间隙的宽度相等，另一个所述第二间隙检测样板72的宽度略大于所述第二检测间隙的宽度。

所述第一间隙检测组件中宽度略大于所述第一检测间隙宽度的所述第一间隙检测样板71的宽度与所述第一检测间隙的宽度间的差值为1~2mm；

所述第二间隙检测组件中宽度略大于所述第二检测间隙宽度的所述第二间隙检测样板72的宽度与所述第二检测间隙的宽度间的差值为1~2mm。

在本实施例中，上述两个差值均为1mm，这样的设置是为了在后续的检测过程中进一步检测铸件上下端面坡口的规格是否确实达到了加工要求。更为具体的差值可以视铸件加工过程中所限定的加工误差情况进行设置。

在实际的操作中，为了简化装置的结构，降低加工成本，可将所述第一检测间隙与所述第二检测间隙设置为相等，这样一来即可大幅度地提升后续检测操作的便捷性。

所述侧向检测样板3的数量与铸件侧面边缘坡口的数量一致，每个所述侧向检测样板3均与一个铸件侧面边缘的坡口相匹配；

所述侧向检测样板3包括用于其自身定位的定位部31以及与所述定位部31固定连接、用于检测铸件坡口的检测部32，所述定位部31与所述侧向定位销组匹配对应，所述检测部32顶端的边缘轮廓与铸件侧面边缘坡口的轮廓吻合。

在本实施例中，所述侧向检测样板3共设置有四个，每个所述侧向检测样板3均与一个铸件侧面边缘的坡口相匹配。此处将所述侧向检测样板3单独设置的意义在于保证所述侧向检测样板3的活动灵活度。由于铸件同侧的侧面边缘坡口未必是相互平行的，坡口之间可能会存在一定的角度，若利用一个所述侧向检测样板3检测铸件同侧的所有侧面边缘坡口，那么在所述侧向检测样板3的滑动过程中很可能会发生样板卡死的情况，更严重的可能会导致检测样板及坡口的损坏，影响检测及后续的生产效果。

本发明还揭示了一种使用上述复杂铸件加工尺寸快速检测工装对复杂铸件进行加工尺寸快速检测的方法，包括如下步骤：

S1、铸件定位步骤：水平放置检测平台1，将待检测铸件悬吊至工装上方，使其垂直落下，借助安装在所述检测平台1上的大直径定位销41完成铸件的初步定位，随后沿Y方向移动铸件使其一侧紧靠小直径定位销42，再沿X方向移动铸件，使所述铸件一侧上的小凸台紧扣所述小直径定位销42，完成铸件的二次定位；

S2、铸件下端面坡口检测步骤：使用第一间隙检测组件对安装于所述检测平台1上的下端面检测凸台11的边缘轮廓与铸件下端面边缘坡口的轮廓之间的间隙进行检测，先使用与第一检测间隙宽度相等的第一间隙检测样板71划过所述检测凸台11的边缘轮廓与铸件下端面边缘坡口的轮廓间的间隙，若滑动过程中未出现所述第一间隙检测样板71卡顿、卡死等情况，则视为铸件下端面坡口第一次检测合格，若滑动过程中出现所述第一间隙检测样板71卡顿、卡死等情况，则视为铸件下端面坡口检测不合格；

铸件下端面第一次检测合格后，再使用略大于第一检测间隙宽度的第一间隙检测样板71划过所述检测凸台11的边缘轮廓与铸件下端面边缘坡口的轮廓间的间隙，若出现所述第一间隙检测样板71无法进入间隙的情况，则视为铸件下端面坡口第二次检测合格，若出现所述第一间隙检测样板71能够进入间隙且可以自由滑动的情况，则视为铸件下端面坡口检测不合格；

S3、铸件上端面坡口检测步骤：借助安装于所述检测平台1上的销钉组件完成上端面检测样板2的安装固定，随后使用第二间隙检测组件对上端面检测样板2的边缘轮廓与铸件上端面边缘坡口的轮廓之间的间隙进行检测，先使用与第二检测间隙宽度相等的第二间隙检测样板72划过所述上端面检测样板2的边缘轮廓与铸件上端面边缘坡口的轮廓间的间隙，若滑动过程中未出现所述第二间隙检测样板72卡顿、卡死等情况，则视为铸件上端面第一次检测合格，若滑动过程中出现所述第二间隙检测样板72卡顿、卡死等情况，则视为铸件上端面坡口检测不合格；

铸件上端面第一次检测合格后，再使用略大于第二检测间隙宽度的第二间隙检测样板72划过所述上端面检测样板2的边缘轮廓与铸件上端面边缘坡口的轮廓间的间隙，若出现所述第二间隙检测样板72无法进入间隙的情况，则视为铸件上端面坡口第二次检测合格，若出现所述第二间隙检测样板72能够进入间隙且可以自由滑动的情况，则视为铸件上端面坡口检测不合格；

S4、铸件侧面坡口检测步骤：使用侧向检测样板3对铸件两侧边缘坡口进行检测，使所述侧向检测样板3的定位部31紧靠一组侧向定位销组完成定位，并使所述侧向检测样板3检测部32的顶端紧贴铸件两侧边缘坡口，随后滑动所述侧向检测样板3，滑动过程中应保证所述定位部31始终紧靠侧向定位销组，若滑动过程中未出现所述侧向检测样板3卡顿、卡死等情况，则视为铸件侧面坡口检测合格，若滑动过程中出现所述侧向检测样板3卡顿、卡死等情况，则视为铸件侧面坡口检测不合格；

重复上述铸件侧面坡口检测步骤，直至完成铸件侧面全部坡口的检测；

S5、铸件下料步骤：检测完成后，移开所述侧向检测样板3，并将所述上端面检测样板2卸下，随后垂直提起铸件，完成铸件下料，检测合格的铸件随即进入后续焊接工艺，检测不合格的铸件被送入废料区。

本发明通过各种与铸件外轮廓面相匹配的检测构件，便捷和直观地完成了对铸件边缘焊接坡口加工尺寸的检测，有效地解决了以往的铸件加工过程中单纯依赖三坐标检测仪对铸件进行全尺寸检测所导致的检测效率低、检测成本高、检测结果无法真实反映铸件后续焊接装配工况等问题。本发明大大缩短了铸件检测的时间，提高了铸件检测的效率，并且大幅度提升了检测结果的可靠性，最大限度地提高了加工企业的生产效率。此外，本发明结构简单，易于加工，制作成本低，具有很高的推广价值。

综上所述，本发明结构简单、加工成本低、操作便捷、使用效果优异，具有很高的使用及推广价值。

本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。