CN109855996A - 用于圈类零件硬度检测的载物台、显微硬度计和检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于圈类零件硬度检测的载物台、显微硬度计和检测方法，载物台包括底座部分、导向槽盘、偏心槽盘、定位锁紧件，导向槽盘能转动地安装在底座部分，其顶面设有导向槽，所述导向槽沿半径长度方向延伸；偏心槽盘转动装接在导向槽盘上且与导向槽盘同心布置，其开设有偏心槽；定位锁紧件穿过偏心槽且与导向槽相导向配合，将圈类零件放置在偏心槽盘顶面时，转动偏心槽盘带动定位锁紧件沿着导向槽靠近偏心槽盘圆心以使圈类零件被定位锁紧件夹紧在偏心槽盘的圆心位置。该载物台能始终保持圈类零件圆心与载物台旋转中心相重合，省去了在确定其他显微硬度测量点时需要重新对圈类零件的圆心进行定位的麻烦，精准地获得圈类零件周向硬度分布情况。

Description

用于圈类零件硬度检测的载物台、显微硬度计和检测方法

技术领域

本发明涉及用于圈类零件硬度检测的载物台、显微硬度计和检测方法。

背景技术

载物台是显微硬度计标配部件。现有的显微硬度计载物台只能通过旋钮驱动载物台沿X向或Y向直线移动，不能进行旋转运动，无法进行圈类零件周向硬度分布的检测。

公开号为CN203616526U、名称为一种可调角度的显微硬度测试载物台的专利，或公开号为CN203595859U、名称为一种显微硬度测试载物台的中国专利，检测件直接放置在载物台上，通过载物台的转动带动检测件的转动。然而，由于周向硬度检测时要求检测件圆心与载物台旋转中心重合，因其未设计检测件的定位夹紧装置，导致寻找检测件的中心重合位置费时伤神，且检测件又容易被触碰、移动，从而难以进行后续的检测工作，进而无法精准地获得检测件周向硬度分布情况。

发明内容

本发明提供了用于圈类零件硬度检测的载物台、显微硬度计和检测方法，其克服了背景技术的所存在的不足。

本发明解决其技术问题的所采用的技术方案之一是：

用于圈类零件硬度检测的载物台，它包括：

底座部分；

导向槽盘，其能转动地安装在底座部分，其顶面设有三个或三个以上的导向槽，所述导向槽沿半径长度方向延伸；

偏心槽盘，其转动装接在导向槽盘上且与导向槽盘同心布置，其开设有与导向槽个数相同且一一对应的偏心槽；

与偏心槽个数相同且一一对应的定位锁紧件，该定位锁紧件穿过偏心槽且与导向槽相导向配合，将圈类零件放置在偏心槽盘顶面时，转动偏心槽盘带动定位锁紧件沿着导向槽靠近偏心槽盘圆心以使圈类零件被定位锁紧件夹紧在偏心槽盘的圆心位置。

一较佳实施例之中：所述偏心槽采用阿基米德螺线极坐标方程中极角较大的螺线段构成。

一较佳实施例之中：所述的多个导向槽绕着导向槽盘圆心均匀间隔布置；所述的多个偏心槽绕着偏心槽盘圆心均匀间隔布置。

一较佳实施例之中：所述定位锁紧件包括相连接的导向配合部和连接部，所述导向配合部位于偏心槽下方且与导向槽相导向配合，所述连接部伸入偏心槽内且其尺寸与偏心槽尺寸相适配。

一较佳实施例之中：所述导向槽之截面形状为倒T形，所述导向配合部和连接部形成倒T形。

一较佳实施例之中：所述定位锁紧件包括定位块和锁紧块，所述定位块设有自下而上依次连接的所述导向配合部、所述连接部和传动部，所述传动部位于偏心槽上方；所述锁紧块开设有与传动部相适配的传动槽，通过传动部与传动槽的传动配合以使定位块和锁紧块周向同步移动。

一较佳实施例之中：所述传动部为削边圆柱体形，所述传动槽位于锁紧块之非中心位置。

一较佳实施例之中：还包括安装在底座部分的分度转位机构，该分度转位机构包括步进电机、蜗杆和蜗轮，蜗杆传动连接步进电机，蜗轮转动装接在底座部分且传动连接导向槽盘，蜗轮与导向槽盘同心布置。

一较佳实施例之中：所述底座部分包括底座和能沿着底座横向移动的横向工作台，横向工作台位于底座上方，导向槽盘转动装接在横向工作台顶部，横向工作台顶面开设有装配腔，所述步进电机安装在横向工作台外侧，蜗杆伸入装配腔内，蜗轮转动装接在装配腔内。

本发明解决其技术问题的所采用的技术方案之二是：应用上述任意一项所述的用于圈类零件硬度检测的载物台的的显微硬度计，其特征在于：所述显微硬度计包括机台和压头，所述载物台能移动地安装在机台上，所述压头对应偏心槽盘之顶面。

本发明解决其技术问题的所采用的技术方案之三是：应用上述所述的显微硬度计的检测方法，包括：

步骤10，先将载物台安装在机台上；

步骤20，将圈类零件放置在偏心槽盘之顶面，接着转动偏心槽盘，带动定位锁紧件沿着导向槽靠近偏心槽盘圆心以使圈类零件被定位锁紧件夹紧在偏心槽盘的圆心位置；

步骤30，移动载物台以使压头对应圈类零件顶面的第一个显微硬度测量点，接着，对第一个显微硬度测量点进行测量；

步骤40，第一个显微硬度测量点的显微硬度值测量完成后，同步转动导向槽盘和偏心槽盘以使压头对应与第一个显微硬度测量点位于同一圆周上的第二个显微硬度测量点，接着对第二个显微硬度测量点进行测量；

步骤50，重复步骤40，以对同一圆周上的若干个显微硬度测量点进行测量，以获得圈类零件同心圆上的硬度分布数据。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

1.该载物台能将圈类零件夹置在载物台的圆心位置，当载物台相对机台移动或者导向槽盘和偏心槽盘同步转动时，圈类零件不会跟随移动，始终保持圈类零件圆心与载物台旋转中心相重合，省去了在确定其他显微硬度测量点时需要重新对圈类零件的圆心进行定位的麻烦，精准地获得圈类零件周向硬度分布情况。

2.偏心槽采用阿基米德螺线极坐标方程中极角较大区域的螺线段构成,可以实现检测过程中定位锁紧件的自锁性，提高定位锁紧件的夹紧可靠性。

3.多个导向槽绕着导向槽盘圆心均匀间隔布置，多个偏心槽绕着偏心槽盘圆心均匀间隔布置，以保证定位锁紧件始终围绕着偏心槽盘的圆心做直线移动，进一步保证圈类零件处于载物台的旋转中心位置。

4.偏心槽盘转动时在连接部与偏心槽的配合下能带动导向配合部沿着导向槽移动，进而使定位锁紧件沿着导向槽移动，由于连接部尺寸与偏心槽尺寸相适配，使得当停止对偏心槽盘的转动时，定位锁紧件在连接部和偏心槽的配合下进行自锁，定位锁紧件的自锁性效果更好。

5.导向槽之截面形状为倒T形，导向配合部和连接部形成倒T形，采用倒T形的配合方式，不仅能对定位锁紧件进行导向，还能对定位锁紧件进行轴向限位，防止定位锁紧件轴向移动。

6.传动部为削边圆柱体形，所述传动槽位于锁紧块之非中心位置，使得锁紧块可以调整方向，当锁紧块与圈类零件接触的位置靠近偏心槽盘圆心时可适应较小直径范围的圈类零件的检测，当锁紧块与圈类零件接触的位置远离偏心槽盘圆心时可适应较大直径范围的圈类零件的检测。

7.分度转位机构中的蜗轮转动，能带动导向槽盘同步转动，导向槽盘；转动能带动偏心槽盘同步转动，在定位锁紧件的夹持作用下圈类零件也进行同步转动，以调整圈类零件周向的显微硬度测量点。

8.底座部分包括底座和能沿着底座横向移动的横向工作台，导向槽盘转动装接在横向工作台顶部，使得横向工作台横向移动时能带动导向槽盘和偏心槽盘同步横向移动，进而使得压头能对应圈类零件顶面不同半径的测量点，以得到更加全面的圈类零件的硬度分布数据。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1绘示了一较佳实施例的显微硬度计正视示意图。

图2绘示了一较佳实施例的载物台的正视示意图。

图3绘示了一较佳实施例的载物台的左视示意图。

图4绘示了一较佳实施例的载物台的俯视示意图。

图5绘示了一较佳实施例的导向槽盘的俯视示意图。

图6绘示了一较佳实施例的偏心槽盘的俯视示意图。

图7绘示了一较佳实施例的定位锁紧件的正视示意图，此时定位块和锁紧块相分离。

图8绘示了一较佳实施例的定位块和锁紧块相配合的正视示意图，此时锁紧块之接触圈类零件的位置远离偏心槽盘之圆心。

图9绘示了一较佳实施例的定位块和锁紧块相配合的正视示意图，此时锁紧块之接触圈类零件的位置靠近偏心槽盘之圆心。

图10绘示了一较佳实施例的导向配合部卡入导向槽前的状态示意图。

图11绘示了一较佳实施例的定位锁紧件与偏心槽相配合的俯视示意图。

具体实施方式

请查阅图2至图11，用于圈类零件硬度检测的载物台的一较佳实施例，所述的用于圈类零件硬度检测的载物台，它包括底座部分、导向槽盘30、偏心槽盘40和定位锁紧件50。

本实施例中，所述底座部分包括底座10和能沿着底座10横向移动的横向工作台20，横向工作台20位于底座10上方。

横向工作台20顶面开设有装配腔21，其底面开设有安装槽22，且横向工作台20顶面向上凸设有圆台突起23，该圆台突起23之中心与横向工作台20之中心相重合。如图2所示，底座10与横向工作台20之间采用丝杆螺母传动机构进行传动配合。丝杆螺母传动机构包括丝杆24、传动螺母25和传动手轮26。传动螺母25固接底座10且位于安装槽22内，丝杆24横向穿过安装槽22且其右端伸出安装槽22并与传动手轮26相配合，丝杆24与传动螺母25螺纹连接配合，转动传动手轮26并通过丝杆24与传动螺母25的配合以带动横向工作台20横向移动。且，如图3所示，底座10顶面设有燕尾形导轨11，横向工作台20底面设有能与燕尾形导轨11相导向配合的燕尾形导槽，通过燕尾形导轨11与燕尾形导槽的导向配合，使得底座10与横向工作台20之间的横向配合度更高，能降低载物台的整体高度。

导向槽盘30能转动地安装在底座部分，其顶面设有三个或三个以上的导向槽31，所述导向槽31沿半径长度方向延伸。

本实施例中，所述的多个导向槽31绕着导向槽盘30圆心均匀间隔布置。如图5所示，导向槽31个数设为三个，且导向槽31的长度接近导向槽盘30的半径长度。

本实施例中，如图10所示，所述导向槽31之截面形状为倒T形。或者，导向槽31之截面形状也可设计为方形、梯形、倒梯形、三角形不等，不以此为限。

本实施例中，导向槽盘30转动装接在横向工作台20顶部。所述导向槽盘30底面设有导向转动槽32，该导向转动槽32与圆台突起23相转动配合以实现导向槽盘30与横向工作台20的相对转动。且，导向槽盘30之中心与横向工作台20之中心相重合。

本实施例中，该载物台还包括安装在底座部分的分度转位机构，该分度转位机构包括步进电机60、蜗杆61和蜗轮62，蜗杆61传动连接步进电机60，蜗轮62转动装接在底座部分且传动连接导向槽盘30，蜗轮62与导向槽盘30同心布置。

本实施例中，所述步进电机60安装在横向工作台20外侧，蜗杆61伸入装配腔21内，蜗轮62转动装接在装配腔21内。如图2所示，蜗轮62顶端中心设有传动轴621，导向槽盘30中心设有轴孔，传动轴621伸入轴孔内，另设有锁紧螺钉622和锁片623，锁片623盖置在轴孔顶端，锁紧螺钉622穿过锁片623与传动轴621相螺接配合以将导向槽盘30和蜗轮62锁接在一起，以实现蜗轮62与导向槽盘30的同步转动。

偏心槽盘40转动装接在导向槽盘30上且与导向槽盘30同心布置，其开设有与导向槽31个数相同且一一对应的偏心槽41。

本实施例中，所述偏心槽41采用阿基米德螺线极坐标方程中极角较大的螺线段构成。所述的多个偏心槽41绕着偏心槽盘40圆心均匀间隔布置。如图6所示，偏心槽40的一端靠近偏心槽盘40之圆心，另一端延伸至偏心槽盘40之周面，且偏心槽41的两个端部之间沿顺时针方向延伸为阿基米德螺线中的螺线段。如图4所示，每一偏心槽41与对应的导向槽31为相交布置。

定位锁紧件50与偏心槽41个数相同且一一对应，该定位锁紧件50穿过偏心槽41且与导向槽31相导向配合，将圈类零件放置在偏心槽盘40顶面时，转动偏心槽盘40带动定位锁紧件50沿着导向槽31靠近偏心槽盘40圆心以使圈类零件被定位锁紧件50夹紧在偏心槽盘40的圆心位置。

本实施例中，所述定位锁紧件50包括相连接的导向配合部51和连接部52，所述导向配合部51位于偏心槽41下方且与导向槽31相导向配合，所述连接部52伸入偏心槽41内且其尺寸与偏心槽41尺寸相适配。

本实施例中，如图10所示，所述导向配合部51和连接部52形成倒T形。

本实施例中，所述定位锁紧件50包括定位块53和锁紧块54，所述定位块53设有自下而上依次连接的所述导向配合部51、所述连接部52和传动部55，所述传动部55位于偏心槽41上方；所述锁紧块54开设有与传动部55相适配的传动槽544，通过传动部55与传动槽544的传动配合以使定位块53和锁紧块54周向同步移动。

本实施例中，所述传动部55为削边圆柱体形，所述传动槽544位于锁紧块54之非中心位置。如图11所示，锁紧块54为长方体结构，由于传动槽544位于锁紧块54之非中心位置，使得锁紧块54可调节方向；当锁紧块54与圈类零件接触的位置541靠近偏心槽盘40圆心时可适应较小直径范围的圈类零件的检测，如图8所示；当锁紧块54与圈类零件接触的位置541远离偏心槽盘40圆心时可适应较大直径范围的圈类零件的检测，如图9所示。图11所示的是锁紧块54与圈类零件接触的位置541靠近偏心槽盘40圆心的状态，也即，三个定位锁紧件50之间只能放置直径相对较小的圈类零件。

如图1所示，为应用上述载物台的的显微硬度计，所述显微硬度计包括机台100和压头110，所述载物台能移动地安装在机台100上，所述压头110对应偏心槽盘40之顶面。

本实施例中，机台100上设有定位杆120，底座10开设有定位孔12，通过定位杆120插入定位孔12内并通过定位螺钉130对定位杆120进行横向锁固，以将载物台安装在机台100上。机台100上还设置有能调节载物台高度的高度调节机构，该部分为现有技术，不再赘述。压头110安装在机台100上方且其头部朝向载物台。

所述显微硬度计的检测方法，包括：

步骤10，将载物台安装在机台100上；如图1所示，通过定位杆120插入定位孔12内并通过定位螺钉130对定位杆120进行横向锁固，以将载物台安装在机台100上；

步骤20，先将圈类零件放置在偏心槽盘40之顶面，接着转动偏心槽盘40，带动定位锁紧件50沿着导向槽31靠近偏心槽盘40圆心以使圈类零件被定位锁紧件50夹紧在偏心槽盘40的圆心位置；本实施例中，如图11所示，顺时针手动转动偏心槽盘40，以带动定位锁紧件50朝着靠近偏心槽盘40圆心的方向移动直至三个锁紧块54周向夹紧圈类零件至偏心槽盘40的圆心位置，停止转动偏心槽盘40，在连接部52与偏心槽41的配合下能实现定位锁紧件50的自锁，以保证圈类零件始终处于被夹紧的状态；此时，完成了圈类零件的夹紧定位，圈类零件与偏心槽盘40同心布置；

步骤30，移动载物台以使压头110对应圈类零件顶面的第一个显微硬度测量点，接着，对第一个显微硬度测量点进行测量；本实施例中，通过高度调节机构调节载物台高度至合适位置，接着，通过丝杆螺母传动机构横向移动横向工作台20以使压头110对应第一个显微硬度测量点；

步骤40，第一个显微硬度测量点的显微硬度值测量完成后，同步转动导向槽盘30和偏心槽盘40以使压头110对应与第一个显微硬度测量点位于同一圆周上的第二个显微硬度测量点，接着对第二个显微硬度测量点进行测量；本实施例中，步进电机60转动带动蜗杆61转动，蜗杆61转动带动蜗轮62转动，蜗轮62转动带动导向槽盘30同步转动，导向槽盘60转动带动偏心槽盘40同步转动，进而带动圈类零件同步转动，当压头110对应第二个显微硬度测量点时停止步进电机60的转动，此时，该第二个显微硬度测量点与第一个显微硬度测量点位于同一圆周线上；

步骤50，重复步骤40，以对同一圆周上的若干个显微硬度测量点进行测量，以获得圈类零件同心圆上的硬度分布数据。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (11)

1.用于圈类零件硬度检测的载物台，其特征在于：它包括：

底座部分；

导向槽盘，其能转动地安装在底座部分，其顶面设有三个或三个以上的导向槽，所述导向槽沿半径长度方向延伸；

偏心槽盘，其转动装接在导向槽盘上且与导向槽盘同心布置，其开设有与导向槽个数相同且一一对应的偏心槽；

与偏心槽个数相同且一一对应的定位锁紧件，该定位锁紧件穿过偏心槽且与导向槽相导向配合，将圈类零件放置在偏心槽盘顶面时，转动偏心槽盘带动定位锁紧件沿着导向槽靠近偏心槽盘圆心以使圈类零件被定位锁紧件夹紧在偏心槽盘的圆心位置。

2.根据权利要求1所述的用于圈类零件硬度检测的载物台，其特征在于：所述偏心槽采用阿基米德螺线极坐标方程中极角较大区域的螺线段构成。

3.根据权利要求2所述的用于圈类零件硬度检测的载物台，其特征在于：所述的多个导向槽绕着导向槽盘圆心均匀间隔布置；所述的多个偏心槽绕着偏心槽盘圆心均匀间隔布置。

4.根据权利要求3所述的用于圈类零件硬度检测的载物台，其特征在于：所述定位锁紧件包括相连接的导向配合部和连接部，所述导向配合部位于偏心槽下方且与导向槽相导向配合，所述连接部伸入偏心槽内且其尺寸与偏心槽尺寸相适配。

5.根据权利要求4所述的用于圈类零件硬度检测的载物台，其特征在于：所述导向槽之截面形状为倒T形，所述导向配合部和连接部形成倒T形。

6.根据权利要求4所述的用于圈类零件硬度检测的载物台，其特征在于：所述定位锁紧件包括定位块和锁紧块，所述定位块设有自下而上依次连接的所述导向配合部、所述连接部和传动部，所述传动部位于偏心槽上方；所述锁紧块开设有与传动部相适配的传动槽，通过传动部与传动槽的传动配合以使定位块和锁紧块周向同步移动。

7.根据权利要求6所述的用于圈类零件硬度检测的载物台，其特征在于：所述传动部为削边圆柱体形，所述传动槽位于锁紧块之非中心位置。

8.根据权利要求1所述的用于圈类零件硬度检测的载物台，其特征在于：还包括安装在底座部分的分度转位机构，该分度转位机构包括步进电机、蜗杆和蜗轮，蜗杆传动连接步进电机，蜗轮转动装接在底座部分且传动连接导向槽盘，蜗轮与导向槽盘同心布置。

9.根据权利要求8所述的用于圈类零件硬度检测的载物台，其特征在于：所述底座部分包括底座和能沿着底座横向移动的横向工作台，横向工作台位于底座上方，导向槽盘转动装接在横向工作台顶部，横向工作台顶面开设有装配腔，所述步进电机安装在横向工作台外侧，蜗杆伸入装配腔内，蜗轮转动装接在装配腔内。

10.应用权利要求1至9中任意一项所述用于圈类零件硬度检测的载物台的的显微硬度计，其特征在于：所述显微硬度计包括机台和压头，所述载物台能移动地安装在机台上，所述压头对应偏心槽盘之顶面。

11.应用权利要求10所述的显微硬度计的检测方法，其特征在于：包括：

步骤10，先将载物台安装在机台上；

步骤20，将圈类零件放置在偏心槽盘之顶面，接着转动偏心槽盘，带动定位锁紧件沿着导向槽靠近偏心槽盘圆心以使圈类零件被定位锁紧件夹紧在偏心槽盘的圆心位置；

步骤30，移动载物台以使压头对应圈类零件顶面的第一个显微硬度测量点，接着，对第一个显微硬度测量点进行测量；

步骤40，第一个显微硬度测量点的显微硬度值测量完成后，同步转动导向槽盘和偏心槽盘以使压头对应与第一个显微硬度测量点位于同一圆周上的第二个显微硬度测量点，接着对第二个显微硬度测量点进行测量；

步骤50，重复步骤40，以对同一圆周上的若干个显微硬度测量点进行测量，以获得圈类零件同心圆上的硬度分布数据。