壳体工件的内圆周通用检测治具的制作方法

本方案属于本方案属于机械加工、检验技术领域，具体是一种壳体工件的内圆周通用检测治具。

背景技术：

现有技术中，铸造工艺由于其生产门槛较低、容易形成规模化，所以被广泛用于壳体工件(如泵壳、齿轮箱、燃油发动机等)制造中。壳体工件用于构成的齿轮传动、传动轴传动等部分的腔体的圆整度是影响最终产品质量的重点，所以针对内腔结构尺寸的检验力度也较大。如果能随生产流水进度进行全检，这是最理想状态。但是，通常来说，由于壳体工件内腔形状不规整，一般采用按比例抽检，由人工采用标准量具进行圆整度检验。这种方式的效率和准确性都有一定的缺陷。

技术实现要素：

为了解决上述，本发明创造提出一种适用于规模生产的壳体工件的内圆周通用检测治具。本方案具体为：

一种壳体工件的内圆周通用检测治具，包括作业平台、工件定位装置、检测头和检测头驱动结构；

所述工件定位装置可拆卸地安装在作业平台上；

所述检测头驱动结构包括：x向滑轨、y向滑轨和z向滑轨；所述x向滑轨固定在作业平台上，且与作业平台的长度方向一致；所述y向滑轨的底部通过滑块垂直滑动连接在x向滑轨上；所述z向滑轨的一端通过滑块垂直滑动连接在y向滑轨上；z向滑轨垂直于x向滑轨；

所述检测头的结构包括：半圆筒型支架、金属触片、直流电源和单片机；所述半圆筒型支架可拆卸地通过滑块滑动连接在z向滑轨上；

所述金属触片有多个，它们连接在半圆筒型支架的外侧面上，金属触片相互之间是绝缘的；金属触片分为多组；在周向上，任一组金属触片在半圆筒形支架的同一外圆周线上；在轴上，任一直线上仅有一个金属触片；

直流电源为单片机供电，直流电源的电源输出端还连接稳压电路；

对于任一金属触片，稳压电路输出端的“+”极通过一个电阻与之连接，在电阻与金属触片之间的导线上连接单片机的一个通用输入/输出端管脚；稳压电路输出端的“+”极还通过电阻连接单片机的一个通用输入/输出端管脚；单片机的告警信号输出端连接警示装置的控制信号输入端。

本检测治具的使用方法和原理为：

由工件定位装置把被检工件定位在作业平台上，壳体内腔朝上，且内圆周的轴向平行于x向滑轨。检测头驱动结构把半圆筒型支架落入壳体内向，再沿x向行走。金属触片与壳体内壁接触。如果壳体内壁有内凹，则金属触片与内壁脱离。

稳压电路通过电阻(限流)连接金属触片，当金属触片与壳体接触，则金属触片的电势降低，单片机的相应管脚感知电压降低，则判断该位置的内壁有内凹。为了提高检测稳定性，单片机还把金属触片电源与直连的稳压电源电压进行比 较。

由于结构尺寸的限制，在同一圆周上密布金属触片比较困难，所以，把金属触片分为布设在不同圆周线上。

这里，半圆筒型支架的材质可以是树脂或其它绝缘的高分子材料。根据不同工件，换装不同尺寸的半圆筒型支架，实现不同工件的检验。

这里，单片机还可以实现与工控机通信。

进一步，工件定位装置由多个垫块构成；各个垫块可拆卸地连接于作业平台上开设的螺孔。

根据不同外形的工件，各个垫块或垫块的组合衬在工件外部，稳定工件。壳体工件的外形精度要求不高(例如齿轮箱，其外部一般是铸件外打磨毛刺，最多经过喷砂处理即可)，采用简单的垫块即可满足加工要求以及工件要求。

进一步，所述x向滑轨、y向滑轨和z向滑轨内都连接有齿条，与三个滑轨对应连接的滑块上都转动连接有与齿条对应齿轮，各个齿轮分别由对应的电机驱动；各个电机的控制信号输入端连接所述单片机对应的电机控制信号输出端，直流电源为各个电机供电。优选的，三个滑轨内的齿条在滑轨内的一侧。

该结构下，可以由单片机(可以用于与上位工控机通信)根据零件规划检测头的行进路径，实现半自动化作业。

本治具适用工件较为广泛，而且可以纳入自动化生产系统。

附图说明

图1是本治具的结构示意图(侧视)；

图2是半圆筒型支架的断面示意图；

图3是检测头的原理示意图

图4是滑轨与滑块连接结构示意图(z向滑轨)；

图中：作业平台1、x向滑轨2、y向滑轨3、z向滑轨4、半圆筒型支架5、金属触片6、直流电源7、单片机8、稳压电路9、电阻10、警示装置11、工控机12、滑块13、齿条14、齿轮15、电机16。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本方案进行说明

如图1，一种壳体工件的内圆周通用检测治具，包括作业平台、工件定位装置、检测头和检测头驱动结构；

所述工件定位装置可拆卸地安装在作业平台上；工件定位装置由多个垫块构成；各个垫块可拆卸地连接于作业平台上开设的螺孔。

所述检测头驱动结构包括：x向滑轨、y向滑轨和z向滑轨；所述x向滑轨固定在作业平台上，且与作业平台的长度方向一致；所述y向滑轨的底部通过滑块垂直滑动连接在x向滑轨上；所述z向滑轨的一端通过滑块垂直滑动连接在y向滑轨上；z向滑轨垂直于x向滑轨；所述检测头的结构包括：半圆筒型支架、金属触片、直流电源和单片机；所述半圆筒型支架可拆卸地通过滑块滑动连接在z向滑轨上；

所述金属触片有多个，它们连接在半圆筒型支架的外侧面上，金属触片相互之间是绝缘的；金属触片分为相同的多组；在周向上，任一组金属触片在半圆筒形支架的同一外圆周线上；在轴上，任一直线上仅有一个金属触片；

如图2，直流电源为单片机供电，直流电源的电源输出端还连接稳压电路；

对于任一金属触片，稳压电路输出端的“+”极通过一个电阻与之连接，在电阻与金属触片之间的导线上连接单片机的一个通用输入/输出端管脚；稳压电路输出端的“+”极还通过电阻连接单片机的一个通用输入/输出端管脚；单片机的告警信号输出端连接警示装置的控制信号输入端。

所述x向滑轨、y向滑轨和z向滑轨内都连接有齿条，与三个滑轨对应连接的滑块上都转动连接有与齿条对应齿轮，各个齿轮分别由对应的电机驱动(电机可以直接安装在滑块上)；各个电机的控制信号输入端连接所述单片机对应的电机控制信号输出端，直流电源为各个电机供电。三个滑轨内的齿条在滑轨内的一侧。如图3是以z向滑轨的断面结构为例。