CN111122156B - 用于轴类零件的测量系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及检测测量领域，具体公开了一种用于轴类零件的测量系统，该测量系统包括：动顶尖装置，该动顶尖装置可平移地安装于机架；定顶尖装置，该定顶尖装置与动顶尖装置相对布置且安装于机架，动顶尖装置与定顶尖装置之间形成用于夹持待测轴类零件的夹持空间；和测量装置，该测量装置安装于机架且与夹持空间相邻；其中，动顶尖装置提供有转动驱动力，以在可转动地驱动夹持于动顶尖装置与定顶尖装置之间的待测轴类零件旋转的情况下，允许测量装置对待测轴类零件进行动态测量。根据本申请的技术方案，能够使待测轴类零件能够在检测过程中随动顶尖装置转动，从而实现对轴类零件进行动态测量，提高测量精度。

Description

用于轴类零件的测量系统

技术领域

本申请涉及检测测量领域，更具体地说，涉及一种用于轴类零件的测量系统。

背景技术

轴类零件种类众多，有的用于静态连接，有的用于通过旋转运动而传递转动或扭矩，例如发动机领域的凸轮轴或曲轴。对于传递转动或扭矩的轴类零件而言，其尺寸精度要求较高。例如，对于发动机的凸轮轴而言，就需要对其各种几何参数进行精准测量。

传统上，对轴类零件的测量基本为静态测量。然而，对于传递转动或扭矩的轴类零件而言，静态测量并不能反映其处于运动状态下的动态尺寸精度，因此传统的静态测量方式所获得的测量结果精度有限。

因此，如何对轴类零件实现动态测量成为本领域需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提出了一种用于轴类零件的测量系统，该测量系统能够实现在轴类零件的动态旋转状态下的测量，从而获得精度更高的测量结果。

根据本申请，提出了一种用于轴类零件的测量系统，该测量系统包括：动顶尖装置，该动顶尖装置可平移地安装于机架；定顶尖装置，该定顶尖装置与所述动顶尖装置相对布置且安装于所述机架，所述动顶尖装置与定顶尖装置之间形成用于夹持待测轴类零件的夹持空间；和测量装置，该测量装置安装于所述机架且与所述保持夹持空间相邻；其中，所述动顶尖装置提供有转动驱动力，以在可转动地驱动夹持于所述动顶尖装置与定顶尖装置之间的待测轴类零件旋转的情况下，允许所述测量装置对所述待测轴类零件进行动态测量。

优选地，所述待测轴类零件为凸轮轴，所述测量装置用于测量该凸轮轴的轴颈与凸轮基圆之间的径向差值。

优选地，所述动顶尖装置包括：底座，该底座可平移地安装于机架；驱动器，该驱动器设置于所述底座并提供有转动驱动力；和活动顶尖，该活动顶尖包括间隔设置的驱动盘和活动顶尖轴，该驱动盘与所述驱动器传动连接并设置有朝向所述定顶尖装置的拨动件，所述活动顶尖轴为可转动的但不与所述驱动器传动连接。

优选地，所述驱动器通过传动轴传动连接于所述驱动盘，该驱动盘与所述传动轴之间具有轴向方向的相对移动裕度。

优选地，所述驱动盘与所述传动轴之间设置有弹性缓冲件。

优选地，所述活动顶尖轴通过轴承可转动地套设在所述驱动盘内。

优选地，所述驱动盘包括：驱动连接盘，该驱动连接盘与所述驱动器传动连接；和驱动拨动盘，该驱动拨动盘可轴向移动地安装于所述驱动连接盘的端面并可拆卸地设置有所述拨动件。

优选地，所述驱动连接盘包括内筒件和套装在所述内筒件上的外筒件，所述内筒件与所述传动轴传动连接，所述外筒件通过滑键与所述内筒件机械连接。

优选地，所述拨动件为用于与所述轴类零件可释放的配合的拨动销或拨动槽。

优选地，所述动顶尖装置为多个，该多个动顶尖装置能够分别独立或同步地提供转动驱动力。

根据本申请的技术方案，通过能够提供转动驱动力的动顶尖装置与定顶尖装置配合进行夹持，使得待测轴类零件能够在检测过程中随动顶尖装置转动，从而实现对轴类零件进行动态测量。尤其是对于传递转动或扭矩的轴类零件，本申请的技术方案能够对充分反映其处于运动状态下的动态尺寸精度进行测量，从而使检测结果更加精确。

本申请的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施方式及其说明用于解释本申请。在附图中：

图1为根据本申请优选实施方式的用于轴类零件的测量系统的示意图；

图2为根据本申请优选实施方式的动顶尖装置的立体示意图；

图3为根据本申请优选实施方式的驱动器与活动顶尖的传动关系示意图；

图4为图3的局部剖视图；

图5为根据本申请优选实施方式的活动顶尖的分解示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本申请的技术方案。

如图1所示，本申请提供了一种用于轴类零件的测量系统，该测量系统包括：动顶尖装置10，该动顶尖装置10可平移地安装于机架；定顶尖装置20，该定顶尖装置20与动顶尖装置10相对布置且安装于机架，动顶尖装置10与定顶尖装置20之间形成用于夹持待测轴类零件的夹持空间；和测量装置30，该测量装置30安装于机架且与夹持空间相邻；其中，动顶尖装置提供有转动驱动力，以在可转动地驱动夹持于动顶尖装置10与定顶尖装置20之间的待测轴类零件旋转的情况下，允许测量装置30对待测轴类零件进行动态测量。

传统上，对轴类零件的测量基本为静态测量。然而，对于传递转动或扭矩的轴类零件而言，静态测量并不能反映其处于运动状态下的动态尺寸精度，因此传统的静态测量方式所获得的测量结果精度有限。因此，为了能够获得精度更高的测量结果，本申请提出了一种能够实现在轴类零件的动态旋转状态下进行测量的测量系统，以获得精度更高的测量结果。

根据本申请的技术方案，通过能够提供转动驱动力的动顶尖装置10与定顶尖装置20配合进行夹持，使得待测轴类零件能够在检测过程中随动顶尖装置10转动，配合与夹持空间相邻的测量装置30，从而实现对轴类零件进行动态测量。尤其是对于传递转动或扭矩的轴类零件，本申请的技术方案能够对充分反映其处于运动状态下的动态尺寸精度进行测量，从而使检测结果更加精确。

定顶尖装置20与动顶尖装置10相对布置且安装于机架。该定顶尖装置20用于对待测轴类零件的其中一端进行夹持固定，且待测轴类零件有相对于定顶尖装置20可轴向旋转的自由度。

测量装置30与夹持空间相邻的一侧设置有至少一个传感器或检测探头，用于在动态测量过程中获取轴类零件的测量参数。上述至少一个传感器或检测探头为可拆卸且位置可调整的，以通过调整位置或者更换传感器或检测探头的方式，使测量系统能够对不同种类的轴类零件在动态下测量其尺寸、外形、转矩等参数。优选情况下，待测轴类零件为凸轮轴，测量装置30用于测量该凸轮轴的轴颈与凸轮基圆之间的径向差值。每个凸轮和轴颈由对应的传感器测量，使测量装置30分别获取待测该凸轮轴的各部分轴颈与凸轮基圆之间在动态轴向旋转过程中的径向差值。本申请的技术方案并不限于此，也可以针对其他轴类零件进行其他参数的测量，例如可以对曲轴进行检测测量。

动顶尖装置10与定顶尖装置20相对布置且安装于机架，该动顶尖装置10对待测轴类零件的其中一端进行夹持固定的同时，提供有可以使待测轴类零件旋转的旋转驱动力。在测量过程中，待测轴类零件的轴向两端分别夹持于动顶尖装置10与定顶尖装置20，并在动顶尖装置10的驱动下轴向旋转，以使测量装置30能够进行动态测量。根据实际工况环境的不同，动顶尖装置10的驱动力来源可以有不同的形式，比如可以通过人工操控轮盘或手柄进行手动驱动，或者通过驱动器进行自动驱动。

如图2和图3所示，优选情况下，动顶尖装置10包括：底座11，该底座11可平移地安装于机架；驱动器12，该驱动器12设置于底座11并提供有转动驱动力；和活动顶尖13，该活动顶尖13包括间隔设置的驱动盘131和活动顶尖轴132，该驱动盘131与驱动器12传动连接并设置有朝向定顶尖装置20的拨动件133，驱动盘131和活动顶尖轴132可以一体设置。而为了拨动件133与待测轴类零件的端部夹持的过程中，不会磨损活动顶尖轴132，优选情况下，活动顶尖轴132为可转动的但不与驱动器12传动连接。该拨动件133用于拨动待测轴类零件运动，拨动件133可以通过高摩擦系数的夹具，或销孔配合等方式实现拨动动作。其中，底座11与机架之间的平移可通过滑动配合、多个安装位可拆卸地安装、丝杠副的形式来实现。优选情况下通过导轨安装配合，以使底座11能够相对于机架沿导轨方向滑动。如图2所示，底座11与机架之间的导轨方向与活动顶尖13的轴向方向平行，从而通过底座11与机架之间沿导轨的平移，实现动顶尖装置10在夹持状态与释放状态间转换。底座11与机架之间还可以设置有直线驱动装置，通过该直线驱动装置控制调节底座11与机架之间的相对位置关系。上述直线驱动装置可以包括电缸，气缸，液压缸等。

驱动器12设置于底座11，根据实际工况环境的不同，驱动器12可以是电机或齿轮齿条配合直线驱动的形式。驱动器12与活动顶尖13的驱动盘131传动连接，传动连接的方式可以是齿轮传动或带传动等，除此之外，如工况环境允许，驱动器12与驱动盘131也可以是同轴驱动。驱动器12可以驱动驱动盘131转动，从而使设置于驱动盘131的拨动件133拨动待测轴类零件。优选情况下，如图3所示，驱动器12通过传动轴121传动连接于驱动盘131，该驱动盘131与传动轴121之间具有轴向方向的相对移动裕度。通过上述驱动盘131与传动轴121之间的相对移动裕度，能够使活动顶尖13在进入检测位置的过程中与待测轴类零件的端部柔性接触。此外，除上述驱动盘131与传动轴121之间的可浮动的设置方式外，驱动盘131与传动轴121也可以固定安装，通过在活动顶尖13与待测轴类零件发生接触的面设置弹性材料（如橡胶、树脂等）的方式，实现柔性接触。优选情况下，驱动盘131与传动轴121之间设置有弹性缓冲件122，如弹簧。该弹性缓冲件122除弹簧外，还可使用其他具备弹性的偏压件（如弹性金属片或橡胶、树脂等弹性材质的垫片等）。根据本申请优选的实施方式，如图4和图5所示，驱动连接盘1311包括内筒件14和套装在内筒件上的外筒件15，内筒件14与传动轴121传动连接，外筒件15通过滑键16与内筒件14机械连接。外筒件15和内筒件14之间具有轴向方向的相对移动裕度，从而进一步实现使活动顶尖13在进入检测位置的过程中与待测轴类零件的端部柔性接触，在测量过程中更好地保护待测轴类零部件。

活动顶尖13的活动顶尖轴132用于定位待测轴类零件的端部，该活动顶尖轴132为可转动的但不与驱动器12传动连接，从而使拨动件133拨动待测轴类零件时，与待测轴类零件的端部接触的活动顶尖轴132不与待测轴类零件产生相对运动，从而避免对待测轴类零件的端部造成擦伤。为了实现上述技术效果，优选情况下，如图4所示，活动顶尖轴132通过轴承134可转动地套设在驱动盘131内，该可转动的配合方式可以通过间隙滑动配合或轴承配合等方式来实现。

根据工况环境不同，驱动盘131可以为一体成型的装置，也可以由多个结构装配而成，以实现驱动盘131除传动旋转以外其他的技术效果。如图4所示，驱动盘131包括：驱动连接盘1311，该驱动连接盘1311与驱动器12传动连接；和驱动拨动盘1312，该驱动拨动盘1312可轴向移动地安装于驱动连接盘1311的端面并可拆卸地设置有拨动件133。其中，驱动拨动盘1312与拨动件133具有方便维护，易于更换的优点，可根据实际工况场合的不同快速换型，以匹配不同种类的轴类零件的测量。根据待测轴类零件种类的不同，可以选取夹紧件、拨销或齿槽等方式实现拨动件133的拨动功能。

在动顶尖装置10对待测轴类零件进行拨动时，上述拨动件133需要与待测轴类零件的一端配合固定，以使轴类零件随拨动件133旋转动作。拨动件133可以包括用于夹紧端部的夹具，也可以与轴类零件的端部通过销孔配合。优选情况下，拨动件133为用于与轴类零件可释放的配合的拨动销或拨动槽。当拨动件133为拨动销时，待测轴类零件的端部设置有与该拨动销配合的槽孔，当拨动件133为拨动槽时，待测轴类零件的端部设置有与该拨动槽配合的销。活动顶尖13到达检测位置时，拨动件133的波动槽或拨动销如未与待测轴类零件的端部直接配合，则在活动顶尖13旋转的过程中，由于旋转速度差拨动件133的拨动销自动落入轴类零件端部的槽孔中，或轴类零件端部的销落入拨动件133的波动槽中，从而实现同步转动。

根据如上所述的各个具体实施方式，动顶尖装置10可以为多个，该多个动顶尖装置能够分别独立或同步地提供转动驱动力。当多个动顶尖装置10独立提供转动驱动力时，每个动顶尖装置10由各自传动连接的驱动器12控制；当多个动顶尖装置10同步地提供转动驱动力时，如图2所示，通过带传动或齿轮传动可以使多个动顶尖装置10由同一驱动器12提供驱动力。优选情况下，驱动器12通过带传动方式同时驱动多个动顶尖装置10，带传动的传动带通常具有一定程度的弹性裕度，从而减小驱动器12的启动负担，节约能耗。

根据本申请优选的实施方式，当待测轴类零件位于夹持空间时，零件的一端与定顶尖装置20接触，使所述定顶尖装置20与该零件的一端对齐，此时底座11处于远离夹持空间的位置，动顶尖装置10处于非夹持状态。底座11与机架之间的直线驱动装置提供驱动力，使动顶尖装置10进入夹持状态，底座11及其承载的活动顶尖13靠近待测轴类零件的另一端，直至活动顶尖轴132与该端接触且一部分进入待测轴类零件端部的轴孔内，实现定位。此时拨动件133与待测轴类零件端部设置的销接触，压迫弹性缓冲件122收缩，驱动器12通过传动带和传动轴121将使驱动盘131旋转。由于惯性，待测轴类零件端部与拨动件133形成速度差，而活动顶尖轴132则与该零件同步且不发生摩擦，从而实现轴类零件端部设置的销在弹性缓冲件122的弹力作用下落入拨动件133的槽孔中又不会对零件的轴端造成磨损。在待测轴类零件被拨动旋转过程中，定顶尖装置20的顶尖从动转动，而测量装置30在此过程中获取动态测量的参数。

根据本申请提供的用于轴类零件的测量系统，能够实现对轴类零件进行动态测量。尤其是对于传递转动或扭矩的轴类零件，本申请的技术方案能够对充分反映其处于运动状态下的动态尺寸精度进行测量，从而使检测结果更加精确。同时通过活动顶尖13的结构之间具有轴向方向的相对移动裕度的设计，提高了本技术方案的柔性适用性，进而在检测过程中对待测轴类零件以及检测装置提供保护。

以上详细描述了本申请的优选实施方式，但是，本申请并不限于上述实施方式中的具体细节，在本申请的技术构思范围内，可以对本申请的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本申请的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本申请对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本申请的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本申请的思想，其同样应当视为本申请所公开的内容。

Claims (6)

1.用于轴类零件的测量系统，其特征在于，该测量系统包括：

动顶尖装置（10），该动顶尖装置（10）可平移地安装于机架；

定顶尖装置（20），该定顶尖装置（20）与所述动顶尖装置（10）相对布置且安装于所述机架，所述动顶尖装置（10）与定顶尖装置（20）之间形成用于夹持待测轴类零件的夹持空间；和

测量装置（30），该测量装置（30）安装于所述机架且与所述夹持空间相邻；其中，

所述动顶尖装置提供有转动驱动力，以在可转动地驱动夹持于所述动顶尖装置（10）与定顶尖装置（20）之间的待测轴类零件旋转的情况下，允许所述测量装置（30）对所述待测轴类零件进行动态测量，

所述动顶尖装置（10）包括：底座（11），该底座（11）可平移地安装于机架；驱动器（12），该驱动器（12）设置于所述底座（11）并提供有转动驱动力；和活动顶尖（13），该活动顶尖（13）包括间隔设置的驱动盘（131）和活动顶尖轴（132），该驱动盘（131）与所述驱动器（12）传动连接并设置有朝向所述定顶尖装置（20）的拨动件（133），所述活动顶尖轴（132）为可转动的但不与所述驱动器（12）传动连接，所述驱动器（12）通过传动轴（121）传动连接于所述驱动盘（131），该驱动盘（131）与所述传动轴（121）之间具有轴向方向的相对移动裕度，

所述驱动盘（131）包括：驱动连接盘（1311），该驱动连接盘（1311）与所述驱动器（12）传动连接；和驱动拨动盘（1312），该驱动拨动盘（1312）可轴向移动地安装于所述驱动连接盘（1311）的端面并可拆卸地设置有所述拨动件（133），所述驱动连接盘（1311）包括内筒件（14）和套装在所述内筒件上的外筒件（15），所述内筒件（14）与所述传动轴（121）传动连接，所述外筒件（15）通过滑键（16）与所述内筒件（14）机械连接。

2.根据权利要求1所述的用于轴类零件的测量系统，其特征在于，所述待测轴类零件为凸轮轴，所述测量装置（30）用于测量该凸轮轴的轴颈与凸轮基圆之间的径向差值。

3.根据权利要求1所述的用于轴类零件的测量系统，其特征在于，所述驱动盘（131）与所述传动轴（121）之间设置有弹性缓冲件（122）。

4.根据权利要求1所述的用于轴类零件的测量系统，其特征在于，所述活动顶尖轴（132）通过轴承（134）可转动地套设在所述驱动盘（131）内。

5.根据权利要求1所述的用于轴类零件的测量系统，其特征在于，所述拨动件（133）为用于与所述轴类零件可释放的配合的拨动销或拨动槽。

6.根据权利要求1所述的用于轴类零件的测量系统，其特征在于，所述动顶尖装置（10）为多个，该多个动顶尖装置能够分别独立或同步地提供转动驱动力。

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