CN109870793A - 用于圆弧零件硬度检测的载物台、显微硬度计和检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于圆弧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、转动台、定位机构和夹紧机构，定位机构包括定位部，该定位部能沿转动台半径方向移动；夹紧机构包括夹紧部，该夹紧部与定位部相对布置且能沿着与定位部移动轨迹位于同一直线方向移动；将圆弧零件放置在定位部和夹紧部之间时，先移动圆弧零件以使其圆弧面与其中一圆弧刻度线相重合、再将定位部抵靠在圆弧面处进行定位、最后移动夹紧部至直平面以使圆弧零件被夹紧在定位部与夹紧部之间且与转动台同心布置。该载物台省去了在确定其他显微硬度测量点时需要重新对圆弧零件的圆心进行定位的麻烦，精准地获得圆弧零件圆弧面处的周向硬度分布情况。

Description

用于圆弧零件硬度检测的载物台、显微硬度计和检测方法

技术领域

本发明涉及用于圆弧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，无法进行圆弧零件圆弧部分的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圆弧零件的圆心与载物台旋转中心重合，因其未设计圆弧零件的定位夹紧装置，导致寻找圆弧零件的中心重合位置费时伤神，且圆弧零件又容易被触碰、移动，从而难以进行后续的检测工作，进而无法精准地获得圆弧零件圆弧部分的周向硬度分布情况。

发明内容

本发明提供了用于圆弧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：

用于圆弧零件硬度检测的载物台，圆弧零件具有相背向布置的圆弧面和直平面，载物台包括：

底座；

转动台，其能转动地装接在底座上，转动台顶面设有与转动台同心布置的圆弧刻度线；

定位机构，其安装在转动台，其包括用于对圆弧面进行定位的定位部，该定位部能沿转动台半径方向移动；

夹紧机构，其安装在转动台，其包括用于对直平面具有夹紧作用的夹紧部，该夹紧部与定位部相对布置且能沿着与定位部移动轨迹位于同一直线方向移动；

将圆弧零件放置在定位部和夹紧部之间时，先移动圆弧零件以使其圆弧面与其中一圆弧刻度线相重合、再将定位部抵靠在圆弧面处进行定位、最后移动夹紧部至直平面以使圆弧零件被夹紧在定位部与夹紧部之间且与转动台同心布置。

一较佳实施例之中：所述圆弧刻度线设有若干条且沿着转动台半径长度方向间隔布置。

一较佳实施例之中：所述转动台顶面设有沿着转动台半径长度方向延伸的导向槽，该导向槽与圆弧刻度线相邻布置或相靠接或相交布置；所述定位机构还设有能与导向槽相导向配合的定位导向块，通过导向槽与定位导向块的导向配合以带动定位部沿着导向槽移动。

一较佳实施例之中：所述夹紧机构还设有能与导向槽相导向配合的夹紧导向块，通过导向槽与夹紧导向块的导向配合以带动夹紧部沿着导向槽移动。

一较佳实施例之中：所述圆弧零件的圆弧面为外凸形圆弧面，所述定位部和夹紧部为沿着转动台圆心外内间隔布置。

一较佳实施例之中：所述圆弧零件的圆弧面为内凹形圆弧面，所述定位部和夹紧部为沿着转动台圆心内外间隔布置。

一较佳实施例之中：所述定位机构还包括定位螺母座、定位螺杆和定位滑块，定位螺母座固定安装在转动台顶面，定位螺杆穿过定位螺母座并朝导向槽长度方向延伸，定位滑块与定位螺杆空套配合，定位导向块连接在定位滑块底端，定位部连接在定位滑块之朝向夹紧部的端面。

一较佳实施例之中：所述定位部个数设有两个，两个定位部以定位螺杆为中心间隔布置。

一较佳实施例之中：所述夹紧机构还包括夹紧螺母座、夹紧螺杆和夹紧滑块，夹紧螺母座固接在转动台顶面，夹紧螺杆穿过夹紧螺母座并朝导向槽长度方向延伸，夹紧滑块与夹紧螺杆空套配合，夹紧导向块连接在夹紧滑块底端，夹紧部连接在夹紧滑块之朝向定位部的端面。

一较佳实施例之中：所述夹紧部个数设有一个，该夹紧部位于夹紧滑块之中心。

一较佳实施例之中：还包括安装在底座的分度转位机构，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且传动连接转动台，蜗轮与转动台同心布置。

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载物台的显微硬度计，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，所述压头对应转动台之顶面。

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，将圆弧零件放置在转动台顶面且位于定位部与夹紧部之间，先移动圆弧零件以使其圆弧面与其中一圆弧刻度线相重合、再将定位部抵靠在圆弧面处进行定位、最后移动夹紧部至直平面以使圆弧零件被夹紧在定位部与夹紧部之间且与转动台同心布置；

步骤30，移动载物台以使压头对应圆弧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，转动转动台以使压头对应与第一个显微硬度测量点位于同一圆弧线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，以对同一圆弧线上的若干个显微硬度测量点进行测量，以获得圆弧零件同一圆弧线的硬度分布数据。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

1.由于圆弧零件被夹紧在定位部与夹紧部之间且与转动台同心布置，当转动台转动时能带动圆弧零件同步转动且始终保持二者在同一圆心，省去了在确定其他显微硬度测量点时需要重新对圆弧零件的圆心进行定位的麻烦，精准地获得圆弧零件圆弧面处的周向硬度分布情况。

2.圆弧刻度线设有若干条且沿着转动台半径长度方向间隔布置，该种布置方式使得绝大部分的圆弧零件的圆弧面弧度都能与其中的一条圆弧刻度线相重合，确保圆弧零件的圆心位置的准确性。

3.导向槽与圆弧刻度线相邻布置或相靠接或相交布置，使得定位部沿着导向槽移动至与圆弧面接触时仍能直观地看见圆弧面与圆弧刻度线的重合状态，若定位部与圆弧面接触时圆弧面偏离了圆弧刻度线，则可以及时调整圆弧零件的位置以保证圆弧面与圆弧刻度线重合。

4.导向槽与夹紧导向块相导向配合以带动夹紧部沿着导向槽移动，使得定位部和夹紧部均沿着导向槽移动，以确保定位机构的中心与夹紧机构的中心相重合。

5.定位机构通过旋转定位螺杆以使定位螺杆能相对定位螺母座前后移动，并在定位导向块与导向槽的配合下带动定位滑块和定位部沿着导向槽前后移动，该定位机构的传动方式简单，操作方便，上手快，适合所有的检测人员使用。

6.夹紧机构通过旋转夹紧螺杆以使夹紧螺杆能相对夹紧螺母座前后移动，并在夹紧导向块与导向槽的配合下带动夹紧滑块和夹紧部沿着导向槽前后移动，该夹紧机构的传动方式简单，操作方便，上手快，适合所有的检测人员使用。

7.分度转位机构中的蜗轮转动，能带动转动台同步转动，在定位机构与夹紧机构的夹持作用下圆弧零件也进行同步转动，以调整圆弧零件圆弧面处周向的显微硬度测量点。

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的整体示意图。

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转动台的俯视示意图。

图6绘示了一较佳实施例的圆弧零件采用内凹形圆弧面时定位机构与夹紧机构相对其进行夹紧定位的状态示意图。

图7绘示了图6的侧视示意图。

图8绘示了一较佳实施例的圆弧零件采用外凸形圆弧面时定位机构与夹紧机构相对其进行夹紧定位的状态示意图。

图9绘示了图8的侧视示意图。

具体实施方式

请查阅图2至图9，用于圆弧零件硬度检测的载物台、显微硬度计和检测方法的一较佳实施例。

圆弧零件10具有相背向布置的圆弧面11和直平面12。如图6所示，所述圆弧零件的圆弧面11为内凹形圆弧面；如图8所示，所述圆弧零件的圆弧面11为外凸形圆弧面。

所述载物台包括底座20、转动台30、定位机构和夹紧机构。

如图2所示，底座20顶面设有装配腔21，装配腔21周围向上凸设有转动圆柱凸台22。底座20底面设有锁接槽23，锁接槽23与装配腔21同心布置，另设有螺栓孔24，该螺栓孔24与锁接槽23相接通。

转动台30能转动地装接在底座20上，转动台30顶面设有与转动台30同心布置的圆弧刻度线31。

本实施例中，转动台30底面设有能与转动圆柱凸台22相转动配合的圆柱凹腔32，通过圆柱凹腔32与转动圆柱凸台22的转动配合实现转动台30与底座20之间的相对转动。在转动台30底面与底座20顶面之间还设有用于减小二者之间摩擦的聚四氟乙烯薄膜40，以提高旋转精度和使用寿命。

本实施例中，所述圆弧刻度线31设有若干条且沿着转动台30半径长度方向间隔布置。

本实施例中，所述转动台30顶面设有沿着转动台30半径长度方向延伸的导向槽33，该导向槽33与圆弧刻度线31相邻布置或相靠接或相交布置。如图5所示，导向槽33与圆弧刻度线31为相交布置，导向槽33位于圆弧刻度线31的中间位置，使得圆弧零件的圆弧面11左右二侧均能与圆弧刻度线31进行对位，对位效果更好。图中所示，圆弧刻度线31未布满整个半径长度方向。根据需要，可将圆弧刻度线31布满整个转动台30半径长度方向，且相邻两条圆弧刻度线31之间的间距可根据实际所需测量的圆弧零件10的圆弧半径进行调整。

本实施例中，所述导向槽33为矩形。也可以将导向槽33设置为燕尾形、正方形、三角形不等，不以此为限。

所述定位机构安装在转动台30，其包括用于对圆弧面11进行定位的定位部50，该定位部50能沿转动台30半径方向移动。

本实施例中，所述定位机构还设有能与导向槽33相导向配合的定位导向块51，通过导向槽33与定位导向块51的导向配合以带动定位部50沿着导向槽33移动。

本实施例中，所述定位机构还包括定位螺母座52、定位螺杆53和定位滑块54，定位螺母座52固定安装在转动台30顶面，定位螺杆53穿过定位螺母座52并朝导向槽33长度方向延伸，定位滑块54与定位螺杆53空套配合，定位导向块51连接在定位滑块54底端，定位部50连接在定位滑块54之朝向夹紧部的端面。如图4、图6所示，由于圆弧零件的圆弧面11为内凹形圆弧面，使得定位部50靠近转动台30的圆心，定位螺杆53长度大于转动台30半径长度；如图8所示，由于圆弧零件的圆弧面11为外凸形圆弧面，使得定位部50远离转动台30的圆心，定位螺杆53长度小于转动台30半径长度。也即，圆弧面11的类型不同，定位机构与夹紧机构的位置关系也需要调整。

本实施例中，所述定位部50个数设有两个，两个定位部50以定位螺杆53为中心同心间隔布置。如图6所示，定位部50个数设为两个且相对定位螺杆53对称布置。该定位部50为圆柱形，且其顶端为圆锥形，或者，也可将定位部50顶端设计为半球形，半球形的定位部50顶端与圆弧零件的圆弧面11接触时能避免圆弧零件10的形状误差对该零件位置产生的影响，使得定位更加可靠。定位部50与定位滑块54相垂直布置，且二者之间的连接可采用螺钉锁接或者螺接的方式，以方便拆装，当定位部50使用时间太长影响其使用性能时，可及时更换定位部。

夹紧机构安装在转动台30，其包括用于对直平面12具有夹紧作用的夹紧部60，该夹紧部60与定位部50相对布置且能沿着与定位部50移动轨迹位于同一直线方向移动。将圆弧零件10放置在定位部50和夹紧部60之间时，先移动圆弧零件10以使其圆弧面11与其中一圆弧刻度线31相重合、再将定位部50抵靠在圆弧面11处进行定位、最后移动夹紧部60至直平面12以使圆弧形零10件被夹紧在定位部50与夹紧部60之间且与转动台30同心布置。

本实施例中，所述夹紧机构还设有能与导向槽33相导向配合的夹紧导向块61，通过导向槽33与夹紧导向块61的导向配合以带动夹紧部60沿着导向槽33移动。

本实施例中，所述圆弧零件的圆弧面11为外凸形圆弧面时，所述定位部50和夹紧部60为沿着转动台30圆心外内间隔布置。

本实施例中，所述圆弧零件的圆弧面11为内凹形圆弧面，所述定位部50和夹紧部60为沿着转动台30圆心内外间隔布置。

本实施例中，所述夹紧机构还包括夹紧螺母座62、夹紧螺杆63和夹紧滑块64，夹紧螺母座62固接在转动台30顶面，夹紧螺杆63穿过夹紧螺母座62并朝导向槽33长度方向延伸，夹紧滑块64与夹紧螺杆63空套配合，夹紧导向块61连接在夹紧滑块64底端，夹紧部60连接在夹紧滑块64之朝向定位部50的端面。如图4或图6所示，由于圆弧零件的圆弧面11为内凹形圆弧面，使得夹紧螺杆63长度小于转动台30半径；如图8所示，由于圆弧零件的圆弧面11为外凸形圆弧面，使得夹紧螺杆63长度大于转动台30半径。

定位螺母座52与夹紧螺母座62同心布置，以保证定位螺杆53和夹紧螺杆63始终保持在同一直线上。

本实施例中，所述夹紧部60个数设有一个，该夹紧部60位于夹紧滑块64之中心。夹紧部60为方形，以保证夹紧面与圆弧零件的直平面12能完全贴合。

本实施例中，该载物台还包括安装在底座20的分度转位机构，该分度转位机构包括步进电机70、蜗杆71和蜗轮72，蜗杆71传动连接步进电机70，蜗轮72转动装接在底座20且传动连接转动台30，蜗轮72与转动台30同心布置。步进电机70转动带动蜗杆71转动，蜗杆71转动带动蜗轮72转动，蜗轮72转动带动转动台30同步转动。如图2和图3所示，步进电机70安装在底座20外侧，蜗杆71横向转动装接在装配腔21内，蜗轮72纵向转动装接在装配腔21内，且蜗轮72通过连接块73与转动台30相连接。

应用上述所述的载物台的显微硬度计，如图1所示，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对应转动台30之顶面。

本实施例中，所述机台100还设有方形工作台120，方形工作台120伸入锁接槽23内，另通过螺栓与螺栓孔的螺接配合以将底座20固定在机台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以及能调节载物台在横向和纵向位置的调节机构，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。

应用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100上；如图1所示，先将机台100上的方形工作台120插入底座上的锁接槽23内，并通过螺栓与螺栓孔的螺接配合以将底座20固定在机台100上，以此完成载物台与机台100的安装。

步骤20，将圆弧零件10放置在转动台30顶面且位于定位部50与夹紧部60之间，先移动圆弧零件10以使其圆弧面11与其中一圆弧刻度线31相重合、再将定位部50抵靠在圆弧面11处进行定位、最后移动夹紧部60至直平面12以使圆弧零件10被夹紧在定位部50与夹紧部60之间且与转动台30同心布置。具体的，以图4为例，圆弧零件10采用内凹形圆弧面，当圆弧零件的圆弧面11与其中一圆弧刻度线31相重合时，转动定位螺杆53以带动定位滑块54和定位部50在定位导向块51和导向槽33的导向配合下沿着导向槽33向圆弧零件10方向移动，直至定位部50顶端与圆弧零件的圆弧面11相接触；接着，转动夹紧螺杆63以带动夹紧滑块64和夹紧部60在夹紧导向块61和导向槽33的导向配合下沿着导向槽33向圆弧零件10方向移动，直至夹紧部60末端面贴合并夹紧在圆弧零件的直平面12，使得圆弧零件10在定位部50和夹紧部60的夹持作用下能相对转动台30固定，且始终保持与转动台30同心布置；

步骤30，移动载物台以使压头110对应圆弧零件10顶面的第一个显微硬度测量点13，接着，对第一个显微硬度测量点13进行测量；具体地，通过横向和纵向调节机构带动整个载物台在X方向和Y方向上的移动，以使压头110对应圆弧零件10顶面最左侧或最右侧的显微硬度测量点，以该测量点作为第一个显微硬度测量点13；

步骤40，第一个显微硬度测量点13的显微硬度值测量完成后，通过分度转位机构带动转动台30转动以使压头110对应与第一个显微硬度测量点位于同一圆弧线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，以对同一圆弧线上的若干个显微硬度测量点进行测量，以获得圆弧零件10同一圆弧线的硬度分布数据。

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 (13)

1.用于圆弧零件硬度检测的载物台，圆弧零件具有相背向布置的圆弧面和直平面，其特征在于：载物台包括：

底座；

转动台，其能转动地装接在底座上，转动台顶面设有与转动台同心布置的圆弧刻度线；

定位机构，其安装在转动台，其包括用于对圆弧面进行定位的定位部，该定位部能沿转动台半径方向移动；

夹紧机构，其安装在转动台，其包括用于对直平面具有夹紧作用的夹紧部，该夹紧部与定位部相对布置且能沿着与定位部移动轨迹位于同一直线方向移动；

将圆弧零件放置在定位部和夹紧部之间时，先移动圆弧零件以使其圆弧面与其中一圆弧刻度线相重合、再将定位部抵靠在圆弧面处进行定位、最后移动夹紧部至直平面以使圆弧零件被夹紧在定位部与夹紧部之间且与转动台同心布置。

2.根据权利要求1所述的用于圆弧零件硬度检测的载物台，其特征在于：所述圆弧刻度线设有若干条且沿着转动台半径长度方向间隔布置。

3.根据权利要求2所述的用于圆弧零件硬度检测的载物台，其特征在于：所述转动台顶面设有沿着转动台半径长度方向延伸的导向槽，该导向槽与圆弧刻度线相邻布置或相靠接或相交布置；所述定位机构还设有能与导向槽相导向配合的定位导向块，通过导向槽与定位导向块的导向配合以带动定位部沿着导向槽移动。

4.根据权利要求3所述的用于圆弧零件硬度检测的载物台，其特征在于：所述夹紧机构还设有能与导向槽相导向配合的夹紧导向块，通过导向槽与夹紧导向块的导向配合以带动夹紧部沿着导向槽移动。

5.根据权利要求2所述的用于圆弧零件硬度检测的载物台，其特征在于：所述圆弧零件的圆弧面为外凸形圆弧面，所述定位部和夹紧部为沿着转动台圆心外内间隔布置。

6.根据权利要求2所述的用于圆弧零件硬度检测的载物台，其特征在于：所述圆弧零件的圆弧面为内凹形圆弧面，所述定位部和夹紧部为沿着转动台圆心内外间隔布置。

7.根据权利要求4所述的用于圆弧零件硬度检测的载物台，其特征在于：所述定位机构还包括定位螺母座、定位螺杆和定位滑块，定位螺母座固定安装在转动台顶面，定位螺杆穿过定位螺母座并朝导向槽长度方向延伸，定位滑块与定位螺杆空套配合，定位导向块连接在定位滑块底端，定位部连接在定位滑块之朝向夹紧部的端面。

8.根据权利要求7所述的用于圆弧零件硬度检测的载物台，其特征在于：所述定位部个数设有两个，两个定位部以定位螺杆为中心间隔布置。

9.根据权利要求4所述的用于圆弧零件硬度检测的载物台，其特征在于：所述夹紧机构还包括夹紧螺母座、夹紧螺杆和夹紧滑块，夹紧螺母座固接在转动台顶面，夹紧螺杆穿过夹紧螺母座并朝导向槽长度方向延伸，夹紧滑块与夹紧螺杆空套配合，夹紧导向块连接在夹紧滑块底端，夹紧部连接在夹紧滑块之朝向定位部的端面。

10.根据权利要求9所述的用于圆弧零件硬度检测的载物台，其特征在于：所述夹紧部个数设有一个，该夹紧部位于夹紧滑块之中心。

11.根据权利要求4所述的用于圆弧零件硬度检测的载物台，其特征在于：还包括安装在底座的分度转位机构，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且传动连接转动台，蜗轮与转动台同心布置。

12.应用权利要求1至11中任意一项所述的载物台的显微硬度计，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，所述压头对应转动台之顶面。

13.应用权利要求12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，将圆弧零件放置在转动台顶面且位于定位部与夹紧部之间，先移动圆弧零件以使其圆弧面与其中一圆弧刻度线相重合、再将定位部抵靠在圆弧面处进行定位、最后移动夹紧部至直平面以使圆弧零件被夹紧在定位部与夹紧部之间且与转动台同心布置；

步骤30，移动载物台以使压头对应圆弧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，转动转动台以使压头对应与第一个显微硬度测量点位于同一圆弧线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，以对同一圆弧线上的若干个显微硬度测量点进行测量，以获得圆弧零件同一圆弧线的硬度分布数据。