CN106017254B - 一种电主轴夹头检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电主轴夹头检测装置，包括底座、定位机构和测试机构；定位机构包括第一固定件、第一定位套和第二固定件；第一固定件上横向设置有第一通孔，第一通孔与第一定位套匹配；第一定位套内设置有装配孔，装配孔包括依次相通的锥形孔和圆柱孔；第一定位套设置于第一通孔内；第一固定件和第二固定件均可拆卸设置于底座上，且第二固定件与圆柱孔相对而设；测试机构包括连接杆和百分表；连接杆横向设置于第二固定件上，且连接杆与圆柱孔同轴相对；百分表包括表盘和测量杆，测量杆从表盘横向伸出；表盘设置于第二固定件旁边，且使得测量杆与连接杆抵靠并位于同一条直线上。该检测装置能够简便获取夹头交点尺寸，操作简单，省时省力。

Description

一种电主轴夹头检测装置

技术领域

本发明涉及电主轴技术领域，尤其涉及一种电主轴夹头检测装置。

背景技术

随着经济的发展和科技的进步，机械制造行业规模迅速扩大，与此同时，现代机床呈现越来越多的新技术。高速电主轴作为机床的核心部件，其技术创新尤其明显。在电主轴结构中，夹头作为其核心零件之一，夹头的交点尺寸的大小直接影响到了夹头所夹持刀具的可靠性，因此要控制交点尺寸在一定的范围之内。如果夹头的交点尺寸超出该范围，则会出现夹头对刀具的加持力过小或过大的现象；加持力过小，主轴在加工过程中刀具不稳定，影响加工精度而其造成不可预知的安全隐患；而加持力过大，则会缩短主轴的使用寿命，因此，能够准确快速地测量夹头的交点尺寸对夹头的生产过程至关重要。

一般的，夹头包括锥形端和与锥形端的小端面相连的圆柱端。所谓夹头交点尺寸，指的是夹头锥形端与圆柱端的总长。现阶段，夹头交点尺寸的测量主要基于两种方法：1)应用轮廓度仪扫描直接得到夹头的交点尺寸，这种方法精度高，但是轮廓度仪设备昂贵，且操作费时效率低，不适用于大批量产品，不利于生产过程中尺寸控制；2)分别控制锥度和交点尺寸，这种测量方法简单，但是无法控制预紧力的大小。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电主轴夹头检测装置，该检测装置能够简便判断夹头是否及格，操作简单，省时省力。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种电主轴夹头检测装置，包括底座、定位机构和测试机构；所述定位机构包括第一固定件、第一定位套和第二固定件；所述第一固定件上横向设置有第一通孔，所述第一通孔与所述第一定位套匹配；所述第一定位套内设置有装配孔，所述装配孔包括依次相通的锥形孔和圆柱孔；所述第一定位套设置于所述第一通孔内；所述第一固定件和所述第二固定件均可拆卸设置于所述底座上，且所述第二固定件与所述圆柱孔相对而设；所述测试机构包括连接杆和百分表；所述连接杆横向设置于所述第二固定件上，且所述连接杆与所述圆柱孔同轴相对；所述百分表包括表盘和测量杆，所述测量杆从所述表盘横向伸出；所述表盘设置于所述第二固定件旁边，且使得所述测量杆与所述连接杆抵靠并位于同一条直线上。

优选的，所述定位机构还包括第二定位套；所述第二固定件上横向设置有第二通孔；所述第二通孔与所述第二定位套匹配，并与所述第一通孔同轴相对；所述第二定位套设置于所述第二通孔内；所述连接杆穿过所述第二通孔与所述圆柱孔同轴相对。

优选的，所述定位机构还包括限位块；所述限位块上横向设置有第三通孔；所述第三通孔的孔径比所述第二通孔的孔径小；所述限位块与所述第二定位套的端部固定连接，且所述第三通孔与所述第二通孔同轴相通，使得所述第二定位套与所述限位块的连接处形成有第一承接部；所述连接杆上套设有挡块；所述连接杆依次穿过所述第二通孔和所述第三通孔，所述挡块与所述第一承接部抵靠。

优选的，所述第二通孔包括第一孔和第二孔；所述第一孔的孔径比所述第二孔的孔径小，使得所述第一孔和所述第二孔的连接处形成有第二承接部；所述弹性件套设于所述连接杆上，且所述弹性件的一端与所述第二承接部连接，其另一端与所述挡块连接。

优选的，所述弹性件设置为弹簧。

优选的，所述定位机构还包括第三固定件；所述第三固定件可拆卸设置于所述底座上并位于所述第二固定件旁；所述第三固定件上横向设置有第四通孔；所述测量杆上套设有套筒；所述套筒与所述第四通孔匹配，所述套筒穿进所述第四通孔并固定在所述第三固定件上。

优选的，所述第一定位套包括柱形部和卡持部，所述柱形部的外径与所述第一通孔的孔径匹配，所述卡持部的外径大于所述第一通孔；所述柱形部穿过所述第一通孔，所述卡持部与所述第一固定件的侧壁抵靠。

优选的，所述第一固定件与所述底座螺接；所述第一定位套的外壁与所述第一通孔壁面之间的距离为0.002-0.007mm。

优选的，所述第二固定件与所述底座螺接；所述第二定位套的外壁与所述第二通孔壁面之间的距离为0.002-0.007mm；所述第二定位套的内壁与所述连接杆之间的距离为0.002-0.007mm。

优选的，所述第三固定件与所述底座螺接。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

(1)本发明所提供的电主轴夹头检测装置，结构简单，能快速简便检测夹头的交点尺寸是否及格。检测时，把夹头插进第一定位套的安装孔内，并推动夹头使得夹头的锥形壁面与安装孔的锥形孔壁面贴合，然后读取百分表的度数，最后通过与标准件的测试数据进行换算即可判断测试夹头是否及格。该检测装置能够直接、准确、简单、快速地测量夹头是否及格，大大提高了测试效率，有效避免了使用不及格产品对生产带来的危害。

(2)本发明所提供的电主轴夹头检测装置，第一固定件和底座采取可拆卸的连接方式进行连接，且第一定位套与第一固定件之间存在配合间隙。而小滚珠电主轴结构中，常用的夹头结构有B010、B020、B029、B040、B055、005B等，当需要检测不同型号夹头时，根据实际使用夹头的尺寸，只需测试相应的标准件，并更换相应的定位套，和调节第一固定件和第二固定件之间的距离即可，适用范围大，实用性强。

(3)本发明所提供的电主轴夹头检测装置，第二定位套内设置有弹性件，当测试夹头时，弹性件被压缩；测试完毕，松开夹头，弹性件得到释放，从而推动夹头从第一定位套伸出，方便夹头的取出。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的电主轴夹头检测装置的剖视图；

图2为本发明实施例所提供的电主轴夹头检测装置的立体图；

图中：10、底座；11、第一固定件；12、第一定位套；13、夹头；14、第二固定件；15、第二定位套；16、限位块；17、挡块；18、弹性件；19、第三固定件；20、表盘；21、测量杆；22、连接杆；23、套筒。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

如图1-2所示，一种电主轴夹头检测装置，包括底座10、定位机构和测试机构；所述定位机构包括第一固定件11、第一定位套12和第二固定件14；第一固定件11上横向设置有第一通孔，所述第一通孔与第一定位套12匹配；第一定位套12内设置有装配孔，所述装配孔包括依次相通的锥形孔和圆柱孔；第一定位套12设置于所述第一通孔内；第一固定件11和第二固定件14均可拆卸设置于底座10上，且第二固定件14与所述圆柱孔相对而设；所述测试机构包括连接杆22和百分表，连接杆22横向设置于第二固定件14上，且连接杆14与所述圆柱孔同轴相对；所述百分表包括表盘20和测量杆21，测量杆21从表盘20横向伸出；表盘20设置于所述第二固定件旁边，且使得测量杆21与连接杆22抵靠并位于同一条直线上。

下面，对该电主轴夹头检测装置的设置方式作进一步描述。

为了使得测试结果更加准确，所述定位机构还包括第二定位套15；第二固定件14上横向设置有第二通孔，所述第二通孔与第二定位套15匹配，并与所述第一通孔同轴相对；第二定位套15设置于所述第二通孔内；连接杆22穿过所述第二通孔与所述圆柱孔同轴相对。

为了防止第二定位套15从第二固定件14上脱落，所述定位机构还包括限位块16；限位块16上横向设置有第三通孔；所述第三通孔的孔径比所述第二通孔的孔径小；限位块16与第二定位套15的端部固定连接，且所述第三通孔与所述第二通孔同轴相通，使得所述第二定位套15与限位块16的连接处形成有第一承接部；连接杆22上套设有挡块17；连接杆22依次穿过所述第二通孔和所述第三通孔，挡块17与所述第一承接部抵靠。

另外，为了方便测试完的夹头13能够轻易取出，还包括弹性件18；所述第二通孔包括第一孔和第二孔；所述第一孔的孔径比所述第二孔的孔径小，使得所述第一孔和所述第二孔的连接处形成有第二承接部；弹性件18套设于连接杆22上，且弹性件18的一端与所述第二承接部连接，其另一端与挡块17连接。弹性件18可以设置有弹簧。

所述定位机构还包括第三固定件19；第三固定件19可拆卸设置于底座10上并位于第二固定件14旁；第三固定件19上横向设置有第四通孔；测量杆21上套设有套筒23；套筒23与所述第四通孔匹配，套筒23穿进所述第四通孔并固定在第三固定件19上。

为了防止测试时，第一定位套12会从第一固定件11上脱离。第一定位套12包括柱形部和卡持部，所述柱形部的外径与所述第一通孔的孔径匹配，所述卡持部的外径大于所述第一通孔；所述柱形部穿过所述第一通孔，所述卡持部与第一固定件11抵靠。

而第一固定件11与底座10可以采取螺接方式进行连接；第一定位套12的外壁与所述第一通孔壁面之间的距离为0.002-0.007mm，小间隙配合，方便更换不同的第一定位套12，以对不同型号的夹头13进行测试。

而第二固定件14与底座10可以采取螺接方式进行连接；第二定位套15的外壁与所述第二通孔壁面之间的距离为0.002-0.007mm；第二定位套15的内壁与连接杆22之间的距离为0.002-0.007mm。

同样的，第三固定件19与底座10也可以采取螺接方式进行连接。但是，第一固定件11、第二固定件14和第三固定件19与底座10还可以采取其他合适的可拆卸连接方式。

本发明所提供的电主轴夹头检测装置的工作原理如下所述：

首先，百分表是利用精密齿条齿轮机构制成的表式通用长度测量工具，它将被测尺寸引起的测杆微小直线移动，经过齿轮传动放大，变为指计在刻度盘上的转动，从而读出被测尺寸的大小。百分表主要用于测量制件的尺寸和形状、位置误差等。

本发明通过对夹头的交点尺寸进行测试，根据交点尺寸的测试结果来判断夹头是否及格。测试前，连接杆处于左右浮动的状态，其端部仅与百分表的测量杆接触，而不会使测量杆发生位移。进行测试时，夹头插进第一定位套后，用力推动夹头，使得夹头的锥形端与第一定位套内的锥形孔完全贴合。如果夹头的圆柱端能够从第一定位套伸出并推动连接杆，连接杆推动百分表的测量杆发生直线位移，那么百分表就会出现读数。

如果表盘的读数偏大，大于误差范围，说明连接杆的直线位移大了，测试夹头不及格。这种情况的不及格，可以但不限于是以下几种情况引起的：1.夹头的锥形端及格，但夹头的圆柱端较长，即夹头的交点尺寸偏大，引起连接杆位移偏大；2.夹头的锥形端外形尺寸比第一定位套锥形孔要小，锥形端也有部分进入圆柱孔，而夹头的圆柱端长度正常或者偏大，引起连接杆位移偏大，获取的夹头交点尺寸的测试值偏大。

如果表盘的度数为正常，有两种可能，一种是测试夹头与标准件完全吻合，测试夹头及格。另外一种是测试夹头不及格，此时测试夹头的圆柱端与连接杆没有接触，连接杆没有产生位移，不能迫使连接杆产生位移，没有引起表盘指针偏转，出现这种情况时，肉眼即可判断测试夹头不及格。

本发明所提供的电主轴夹头检测装置的工作过程如下所述：

组装整个检测装置后，测试前，首先需利用标准件(标准件采用合金工具钢材料制成，在加工过程中，必须保证夹头圆锥面与圆柱面的跳动在0.001mm以内)验证此装置的可靠性，具体操作如下：

1)用第一标准件校正百分表，并调整表盘指针处于归“0”状态；

2)旋转第一标准件，使得第一标准件在不同位置下，百分表的读数始终处于“0”状态；

3)取第二标准件进行测试，第二标准件的加工长度与第一标准件的长度不一样，但第二标准件的锥形端形状与锥形孔完全吻合，然后根据百分表读数和第一标准件的数据进行简单的代数运算，得到第二标准件的第一交点尺寸；

4)用轮廓度仪扫描第二标准件，得到第二标准件的第二交点尺寸；若第一交点尺寸和第二交点尺寸的测误差在0.01mm以内，说明检测装置达到检测要求，测试结果准确可靠；若第一交点尺寸和第二交点尺寸的误差超过了0.01mm，则需对该装置进行相应的调整，直到达到检测要求再进行产品的检测。

装置校正完毕，即可对夹头产品进行测试，测试过程如下：

1)将该检测装置调整至标准状态(即百分表归零)，把标准件放入第一定位套中，用适当的力压紧，使标准件与第一定位套中锥形孔的壁面完全贴合，然后将百分表归零。

2)取出标准件，此时，连接杆处于左右浮动状态；

3)将待测夹头产品放入第一定位套中，用适当的力压紧，使待测夹头与第一定位套中锥形孔的壁面完全贴合，读取百分表中的度数；

4)判断测试夹头是否及格；如果读数偏大，说明测试夹头的交点尺寸测试值偏大，测试夹头不及格；如果读数正常，说明测试夹头的及格，或者，夹头与连接杆没接触，测试夹头不及格。

运用本发明实施例所提供的电主轴夹头检测装置，只需简单的操作即可判断夹头是否及格，快速简便，效率高，易上手。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电主轴夹头检测装置，其特征在于，包括底座、定位机构和测试机构；

所述定位机构包括第一固定件、第一定位套和第二固定件；所述第一固定件上横向设置有第一通孔，所述第一通孔与所述第一定位套匹配；所述第一定位套内设置有装配孔，所述装配孔包括依次相通的锥形孔和圆柱孔；所述第一定位套设置于所述第一通孔内；所述第一固定件和所述第二固定件均可拆卸设置于所述底座上，且所述第二固定件与所述圆柱孔相对而设；

所述测试机构包括连接杆和百分表；所述连接杆横向设置于所述第二固定件上，且所述连接杆与所述圆柱孔同轴相对；所述百分表包括表盘和测量杆，所述测量杆从所述表盘横向伸出；所述表盘设置于所述第二固定件旁边，且使得所述测量杆与所述连接杆抵靠并位于同一条直线上；

所述定位机构还包括第二定位套；所述第二固定件上横向设置有第二通孔；所述第二通孔与所述第二定位套匹配，并与所述第一通孔同轴相对；所述第二定位套设置于所述第二通孔内；所述连接杆穿过所述第二通孔与所述圆柱孔同轴相对；

所述定位机构还包括限位块；所述限位块上横向设置有第三通孔；所述第三通孔的孔径比所述第二通孔的孔径小；所述限位块与所述第二定位套的端部固定连接，且所述第三通孔与所述第二通孔同轴相通，使得所述第二定位套与所述限位块的连接处形成有第一承接部；

所述连接杆上套设有挡块；所述连接杆依次穿过所述第二通孔和所述第三通孔，所述挡块与所述第一承接部抵靠。

2.根据权利要求1所述的电主轴夹头检测装置，其特征在于，还包括弹性件；所述第二通孔包括第一孔和第二孔；所述第一孔的孔径比所述第二孔的孔径小，使得所述第一孔和所述第二孔的连接处形成有第二承接部；所述弹性件套设于所述连接杆上，且所述弹性件的一端与所述第二承接部连接，其另一端与所述挡块连接。

3.根据权利要求2所述的电主轴夹头检测装置，其特征在于，所述弹性件设置为弹簧。

4.根据权利要求1所述的电主轴夹头检测装置，其特征在于，所述定位机构还包括第三固定件；所述第三固定件可拆卸设置于所述底座上并位于所述第二固定件旁；所述第三固定件上横向设置有第四通孔；所述测量杆上套设有套筒；所述套筒与所述第四通孔匹配，所述套筒穿进所述第四通孔并固定在所述第三固定件上。

5.根据权利要求1所述的电主轴夹头检测装置，其特征在于，所述第一定位套包括柱形部和卡持部，所述柱形部的外径与所述第一通孔的孔径匹配，所述卡持部的外径大于所述第一通孔；所述柱形部穿过所述第一通孔，所述卡持部与所述第一固定件的侧壁抵靠。

6.根据权利要求1所述的电主轴夹头检测装置，其特征在于，所述第一固定件与所述底座螺接；所述第一定位套的外壁与所述第一通孔壁面之间的距离为0.002-0.007mm。

7.根据权利要求1所述的电主轴夹头检测装置，其特征在于，所述第二固定件与所述底座螺接；所述第二定位套的外壁与所述第二通孔壁面之间的距离为0.002-0.007mm；所述第二定位套的内壁与所述连接杆之间的距离为0.002-0.007mm。

8.根据权利要求4所述的电主轴夹头检测装置，其特征在于，所述第三固定件与所述底座螺接。