CN112268826A - 一种模具硬度检测装置及其检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种模具硬度检测装置及其检测方法，涉及模具检测相关领域，通过对现有的硬度检测装置进行改进，使其检测时有固定机构进行固定，且多位置检测时能够自动翻转，使检测过程更加自动化。所述外壳体包括侧壳体，所述侧壳体的内部设置有翻转机构，所述翻转机构包括步进电机，所述步进电机的前端安装有第三传动辊，且步进电机与第三传动辊通过轴和联轴器连接，所述第三传动辊的上端安装有第一传动辊，所述第三传动辊的一侧安装有第四传动辊，所述第四传动辊的上端安装有第二传动辊，所述第二传动辊的上端安装有转向齿，所述第一传动辊、第三传动辊、第四传动辊和第二传动辊相邻之间通过皮带连接。

Description

一种模具硬度检测装置及其检测方法
技术领域
本发明涉及模具检测相关领域，具体为一种模具硬度检测装置及其检测方法。
背景技术
硬度检测是评价金属力学性能最迅速、最经济、最简单的一种试验方法。硬度检测的主要目的就是测定材料的适用性，或材料为使用目的所进行的特殊硬化或软化处理的效果。对于被检测物而言，硬度是代表着在一定压头和试验力作用下所反映出的弹性、塑性、强度、韧性及磨损抗力等多种物理量的综合性能。
静态试验方法包括布氏、洛氏、维氏、努氏、韦氏、巴氏等。其中布、洛、维三种测试方法是最长用的，它们是金属硬度检测的主要测试方法。布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度均属于压入硬度，硬度值表示材料表面抵抗另一物体压入时所引起的塑性变形的能力。方法是用一定的载荷将规定的压头压入被测材料，以材料表面局部塑性变形的大小比较被测材料的软硬，根据压头、载荷以及载荷持续时间的不同，压入硬度的测量值会有不同数值。
针对模具的硬度检测选取洛氏硬度测量方法，硬度检测装置通过对材料的测定来获取模具的硬度，但现有的硬度检测装置没有对模具的固定机构，且需要多位置检测硬度时智能人为进行翻转，因模具采用金属材料制造，且有些模具的体积较大，自重大，人为进行翻转时需要检测人员具有一定的身体素质水平，检测不够便利；因此市场急需研制一种模具硬度检测装置及其检测方法来帮助人们解决现有的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种模具硬度检测装置及其检测方法，通过对现有的硬度检测装置进行改进，使其检测时有固定机构进行固定，且多位置检测时能够自动翻转，使检测过程更加自动化。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种模具硬度检测装置，包括外壳体，所述外壳体包括侧壳体，所述侧壳体的内部设置有翻转机构，所述翻转机构包括步进电机，所述步进电机的前端安装有第三传动辊，且步进电机与第三传动辊通过轴和联轴器连接，所述第三传动辊的上端安装有第一传动辊，所述第三传动辊的一侧安装有第四传动辊，所述第四传动辊的上端安装有第二传动辊，所述第二传动辊的上端安装有转向齿，所述第一传动辊、第三传动辊、第四传动辊和第二传动辊相邻之间通过皮带连接，所述第一传动辊和转向齿的后端均安装有第二锥形齿，所述第二锥形齿一侧的上端安装有第一锥形齿，且第一锥形齿与第二锥形齿啮合。
优选的，所述转向齿与第二锥形齿固定连接，所述第一传动辊、第三传动辊、第四传动辊和第二传动辊上均设置有皮带槽和挡板，且皮带槽位于挡板的一侧，第一传动辊、第三传动辊和第四传动辊的形状相同，所述第二传动辊上还设置有转齿，且转齿与转向齿啮合。
优选的，所述外壳体还包括上壳体、后壳体和下壳体，所述上壳体、后壳体、侧壳体和下壳体相邻之间焊接连接，上壳体、后壳体、侧壳体和下壳体的内部设置为空心。
优选的，所述第一锥形齿的一侧设置有固定机构，所述固定机构包括电动伸缩杆，且电动伸缩杆与第一锥形齿焊接固定，所述电动伸缩杆的一侧设置有安装板，所述安装板的一侧设置有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的一侧设置有固定板，且固定板由三块板相互垂直固定而成，所述固定板的一侧设置有橡胶缓冲板，且橡胶缓冲板与固定板固定。
优选的，所述下壳体上端的中间设置有升降结构，所述升降结构包括丝杆螺母和丝杆，且丝杆设置在丝杆螺母的中间，丝杆螺母与丝杆通过螺纹固定，丝杆螺母与下壳体通过轴承固定，所述丝杆螺母外部的四个方位均设置有转动臂，所述转动臂与丝杆螺母焊接固定，所述下壳体内设置有升降预留槽，且升降预留槽内设置有螺纹，升降预留槽与丝杆通过螺纹固定。
优选的，所述丝杆的上端设置有工作台，所述工作台的上端面设置有橡胶垫板，且橡胶垫板与工作台固定，所述橡胶垫板上设置有凸点。
优选的，所述固定板设置有两个，两个所述固定板之间设置有模具。
优选的，所述上壳体下端的中间安装有压头，且压头的角度为一百二十度。
优选的，所述外壳体的下端安装有支腿。
一种模具硬度检测方法，包括如下步骤：
S1：将模具放置于工作台的上端面；
S2：电动伸缩杆工作带动杆体向模具放置方向运动，直至固定板上橡胶缓冲板贴合于模具的侧面，电动伸缩杆驱动杆体继续运动，直至缓冲弹簧被压缩，固定板牢牢夹持住模具；
S3：启动相关驱动结构带动压头向下运动，在10kgf初载荷和150kgf力总载荷(即初载荷加主载荷)先后作用下将压头压入模具，在总载荷作用后，以卸除主载荷而保留主载荷时的压入深度与初载荷作用下压入深度之差来表示硬度；
S4：单次硬度检测完毕，通过转动转动臂使丝杆螺母转动，丝杆在螺纹作用下逐渐进入升降预留槽中，使工作台脱离模具；
S5：启动步进电机，带动第三传动辊顺时针转动，因第一传动辊、第三传动辊、第四传动辊和第二传动辊相邻之间通过皮带连接，所以第一传动辊、第四传动辊和第二传动辊顺时针转动，一侧的第二锥形齿带动第一锥形齿转动，另一侧的第二锥形齿在转齿与转向齿啮合转动作用下，转动方向被调整，反转动的第二锥形齿带动第一锥形齿反转动；
S6：第一锥形齿与电动伸缩杆固定，带动电动伸缩杆转动，使模具翻转，后反方向转动转动臂使丝杆螺母转动，丝杆在螺纹作用下逐渐脱离升降预留槽中，使工作台接近模具，并与模具下端面贴合；
S7：启动相关驱动结构带动压头向下运动，进行下一次硬度检测。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、该发明中，工作台上橡胶垫板的凸点能增加工作台与模具之间的摩擦，相比于直接放置于工作台上的方式，模具的放置更加稳定，不会轻易移位，而电动伸缩杆推动固定板贴合于模具外表面，通过两个固定板使其进一步固定，在压头向下压时保证模具的位置不移动，使测定数据更加有效；
2、该发明通过缓冲弹簧和橡胶缓冲板的设置，在电动伸缩杆推动固定板贴合于模具外表面的过程中，有一定的缓冲效果，避免电动伸缩杆推动过位，造成模具外表面的损伤；
3、该发明通过翻转机构的设置，在单次压头硬度检测完成后，通过翻转机构对模具进行整体的翻转，使另一侧面朝上，通过压头再次进行检测，因翻转是通过步进电机驱动，各个传动辊和皮带进行传动的，从而使锥形齿带动电动伸缩杆转动，实现翻转，整个过程能够实现自动化，对于检测人员的检测更加便利；
4、该发明中，仅采用单个步进电机进行驱动，使对称的两个固定机构同步翻转，因皮带传动，转动方向始终保持相同，所以设置有转向齿对一侧的固定机构进行转向，使两个固定机构的翻转方向相反，模具朝一个方向转动。
附图说明
图1为本发明的一种模具硬度检测装置及其检测方法的主视图；
图2为本发明的翻转机构的俯视图；
图3为本发明的翻转机构的正视图；
图4为本发明的第二锥形齿、转向齿和第二传动辊的连接关系图；
图5为本发明的A处放大图。
图中：1、外壳体；101、上壳体；102、后壳体；103、侧壳体；104、下壳体；1041、升降预留槽；2、支腿；3、压头；4、模具；5、固定机构；501、电动伸缩杆；502、安装板；503、缓冲弹簧；504、固定板；505、橡胶缓冲板；6、工作台；601、橡胶垫板；6011、凸点；7、升降结构；701、丝杆螺母；702、丝杆；703、转动臂；8、翻转机构；801、步进电机；802、第一锥形齿；803、第二锥形齿；804、第一传动辊；805、皮带；806、转向齿；807、第二传动辊；8071、转齿；8072、皮带槽；8073、挡板；808、第三传动辊；809、第四传动辊。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
请参阅图1-5，本发明提供的一种实施例：一种模具硬度检测装置，包括外壳体1，外壳体1包括侧壳体103，侧壳体103的内部设置有翻转机构8，提供自动化翻转操作，翻转机构8包括步进电机801，步进电机801的前端安装有第三传动辊808，且步进电机801与第三传动辊808通过轴和联轴器连接，第三传动辊808的上端安装有第一传动辊804，第三传动辊808的一侧安装有第四传动辊809，第四传动辊809的上端安装有第二传动辊807，第二传动辊807的上端安装有转向齿806，转向齿806主要进行换向，因皮带805传动，转动方向始终保持相同，所以设置有转向齿806对一侧的固定机构5进行转向，使两个固定机构5的翻转方向相反，模具4朝一个方向转动，第一传动辊804、第三传动辊808、第四传动辊809和第二传动辊807相邻之间通过皮带805连接，第一传动辊804和转向齿806的后端均安装有第二锥形齿803，第二锥形齿803一侧的上端安装有第一锥形齿802，且第一锥形齿802与第二锥形齿803啮合。
实际安装中第一传动辊804、第三传动辊808、第四传动辊809和第二传动辊807的前后有轴与外壳体1通过轴承固定，图中将轴的位置省略，但不代表与外壳体1没有连接关系。
进一步，转向齿806与第二锥形齿803固定连接，第一传动辊804、第三传动辊808、第四传动辊809和第二传动辊807上均设置有皮带槽8072和挡板8073，且皮带槽8072位于挡板8073的一侧，第一传动辊804、第三传动辊808和第四传动辊809的形状相同，第二传动辊807上还设置有转齿8071，且转齿8071与转向齿806啮合。
第二传动辊807与第一传动辊804、第三传动辊808和第四传动辊809的区别在于将一侧应该设置的挡板8073替换为转齿8071，其余形态相同，每个传动辊均设置有两个皮带槽8072，将传动位置分隔开。
进一步，外壳体1还包括上壳体101、后壳体102和下壳体104，上壳体101、后壳体102、侧壳体103和下壳体104相邻之间焊接连接，上壳体101、后壳体102、侧壳体103和下壳体104的内部设置为空心。
进一步，第一锥形齿802的一侧设置有固定机构5，固定机构5包括电动伸缩杆501，电动伸缩杆501选用体积小的电动伸缩杆，使本发明的体积减小，但检测的为模具，本身体积相较于普通的硬度检测设备较大，且电动伸缩杆501与第一锥形齿802焊接固定，电动伸缩杆501的一侧设置有安装板502，安装板502的一侧设置有缓冲弹簧503，缓冲弹簧503的一侧设置有固定板504，且固定板504由三块板相互垂直固定而成，将模具4的一个直角的三个面包裹，固定板504的一侧设置有橡胶缓冲板505，且橡胶缓冲板505与固定板504固定。
进一步，下壳体104上端的中间设置有升降结构7，升降结构7包括丝杆螺母701和丝杆702，且丝杆702设置在丝杆螺母701的中间，丝杆螺母701与丝杆702通过螺纹固定，丝杆螺母701与下壳体104通过轴承固定，丝杆螺母701外部的四个方位均设置有转动臂703，转动臂703与丝杆螺母701焊接固定，下壳体104内设置有升降预留槽1041，升降预留槽1041位置与皮带805位置前后错开，且升降预留槽1041内设置有螺纹，升降预留槽1041与丝杆702通过螺纹固定。
进一步，丝杆702的上端设置有工作台6，工作台6的上端面设置有橡胶垫板601，且橡胶垫板601与工作台6固定，橡胶垫板601上设置有凸点6011，增加摩擦力。
进一步，固定板504设置有两个，两个固定板504之间设置有模具4。
进一步，上壳体101下端的中间安装有压头3，且压头3的角度为一百二十度，为洛氏检测方向所普遍使用的，后壳体102内有相关驱动设备带动压头3以一定荷载向下运动，但本发明对此部分结构没有进行改进，因此未在附图中体现。
进一步，外壳体1的下端安装有支腿2。
一种模具硬度检测方法，包括如下步骤：
S1：将模具4放置于工作台6的上端面；
S2：电动伸缩杆501工作带动杆体向模具4放置方向运动，直至固定板504上橡胶缓冲板505贴合于模具4的侧面，电动伸缩杆501驱动杆体继续运动，直至缓冲弹簧503被压缩，固定板504牢牢夹持住模具4；
S3：启动相关驱动结构带动压头3向下运动，在10kgf初载荷和150kgf力总载荷即初载荷加主载荷先后作用下将压头3压入模具4，在总载荷作用后，以卸除主载荷而保留主载荷时的压入深度与初载荷作用下压入深度之差来表示硬度；
S4：单次硬度检测完毕，通过转动转动臂703使丝杆螺母701转动，丝杆702在螺纹作用下逐渐进入升降预留槽1041中，使工作台6脱离模具4；
S5：启动步进电机801，带动第三传动辊808顺时针转动，因第一传动辊804、第三传动辊808、第四传动辊809和第二传动辊807相邻之间通过皮带805连接，所以第一传动辊804、第四传动辊809和第二传动辊807顺时针转动，一侧的第二锥形齿803带动第一锥形齿802转动，另一侧的第二锥形齿803在转齿8071与转向齿806啮合转动作用下，转动方向被调整，反转动的第二锥形齿803带动第一锥形齿802反转动；
S6：第一锥形齿802与电动伸缩杆501固定，带动电动伸缩杆501转动，使模具4翻转，后反方向转动转动臂703使丝杆螺母701转动，丝杆702在螺纹作用下逐渐脱离升降预留槽1041中，使工作台6接近模具4，并与模具4下端面贴合；
其中在模具4翻转后，电动伸缩杆501带动杆体回撤，远离模具4，使模具4落在工作台6上端面，步进电机801工作，使电动伸缩杆501转动，固定板504位置到达开始位置，电动伸缩杆501再次使固定板504夹持模具4进行硬度检测，使每次工作，固定板504都能固定模具4；
S7：启动相关驱动结构带动压头3向下运动，进行下一次硬度检测。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种模具硬度检测装置，包括外壳体(1)，其特征在于：所述外壳体(1)包括侧壳体(103)，所述侧壳体(103)的内部设置有翻转机构(8)，所述翻转机构(8)包括步进电机(801)，所述步进电机(801)的前端安装有第三传动辊(808)，且步进电机(801)与第三传动辊(808)通过轴和联轴器连接，所述第三传动辊(808)的上端安装有第一传动辊(804)，所述第三传动辊(808)的一侧安装有第四传动辊(809)，所述第四传动辊(809)的上端安装有第二传动辊(807)，所述第二传动辊(807)的上端安装有转向齿(806)，所述第一传动辊(804)、第三传动辊(808)、第四传动辊(809)和第二传动辊(807)相邻之间通过皮带(805)连接，所述第一传动辊(804)和转向齿(806)的后端均安装有第二锥形齿(803)，所述第二锥形齿(803)一侧的上端安装有第一锥形齿(802)，且第一锥形齿(802)与第二锥形齿(803)啮合。
2.根据权利要求1所述的一种模具硬度检测装置，其特征在于：所述转向齿(806)与第二锥形齿(803)固定连接，所述第一传动辊(804)、第三传动辊(808)、第四传动辊(809)和第二传动辊(807)上均设置有皮带槽(8072)和挡板(8073)，且皮带槽(8072)位于挡板(8073)的一侧，第一传动辊(804)、第三传动辊(808)和第四传动辊(809)的形状相同，所述第二传动辊(807)上还设置有转齿(8071)，且转齿(8071)与转向齿(806)啮合。
3.根据权利要求1所述的一种模具硬度检测装置，其特征在于：所述外壳体(1)还包括上壳体(101)、后壳体(102)和下壳体(104)，所述上壳体(101)、后壳体(102)、侧壳体(103)和下壳体(104)相邻之间焊接连接，上壳体(101)、后壳体(102)、侧壳体(103)和下壳体(104)的内部设置为空心。
4.根据权利要求1所述的一种模具硬度检测装置，其特征在于：所述第一锥形齿(802)的一侧设置有固定机构(5)，所述固定机构(5)包括电动伸缩杆(501)，且电动伸缩杆(501)与第一锥形齿(802)焊接固定，所述电动伸缩杆(501)的一侧设置有安装板(502)，所述安装板(502)的一侧设置有缓冲弹簧(503)，所述缓冲弹簧(503)的一侧设置有固定板(504)，且固定板(504)由三块板相互垂直固定而成，所述固定板(504)的一侧设置有橡胶缓冲板(505)，且橡胶缓冲板(505)与固定板(504)固定。
5.根据权利要求3所述的一种模具硬度检测装置，其特征在于：所述下壳体(104)上端的中间设置有升降结构(7)，所述升降结构(7)包括丝杆螺母(701)和丝杆(702)，且丝杆(702)设置在丝杆螺母(701)的中间，丝杆螺母(701)与丝杆(702)通过螺纹固定，丝杆螺母(701)与下壳体(104)通过轴承固定，所述丝杆螺母(701)外部的四个方位均设置有转动臂(703)，所述转动臂(703)与丝杆螺母(701)焊接固定，所述下壳体(104)内设置有升降预留槽(1041)，且升降预留槽(1041)内设置有螺纹，升降预留槽(1041)与丝杆(702)通过螺纹固定。
6.根据权利要求5所述的一种模具硬度检测装置，其特征在于：所述丝杆(702)的上端设置有工作台(6)，所述工作台(6)的上端面设置有橡胶垫板(601)，且橡胶垫板(601)与工作台(6)固定，所述橡胶垫板(601)上设置有凸点(6011)。
7.根据权利要求4所述的一种模具硬度检测装置，其特征在于：所述固定板(504)设置有两个，两个所述固定板(504)之间设置有模具(4)。
8.根据权利要求3所述的一种模具硬度检测装置，其特征在于：所述上壳体(101)下端的中间安装有压头(3)，且压头(3)的角度为一百二十度。
9.根据权利要求1所述的一种模具硬度检测装置，其特征在于：所述外壳体(1)的下端安装有支腿(2)。
10.一种模具硬度检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将模具(4)放置于工作台(6)的上端面；
S2：电动伸缩杆(501)工作带动杆体向模具(4)放置方向运动，直至固定板(504)上橡胶缓冲板(505)贴合于模具(4)的侧面，电动伸缩杆(501)驱动杆体继续运动，直至缓冲弹簧(503)被压缩，固定板(504)牢牢夹持住模具(4)；
S3：启动相关驱动结构带动压头(3)向下运动，在10kgf初载荷和150kgf力总载荷(即初载荷加主载荷)先后作用下将压头(3)压入模具(4)，在总载荷作用后，以卸除主载荷而保留主载荷时的压入深度与初载荷作用下压入深度之差来表示硬度；
S4：单次硬度检测完毕，通过转动转动臂(703)使丝杆螺母(701)转动，丝杆(702)在螺纹作用下逐渐进入升降预留槽(1041)中，使工作台(6)脱离模具(4)；
S5：启动步进电机(801)，带动第三传动辊(808)顺时针转动，因第一传动辊(804)、第三传动辊(808)、第四传动辊(809)和第二传动辊(807)相邻之间通过皮带(805)连接，所以第一传动辊(804)、第四传动辊(809)和第二传动辊(807)顺时针转动，一侧的第二锥形齿(803)带动第一锥形齿(802)转动，另一侧的第二锥形齿(803)在转齿(8071)与转向齿(806)啮合转动作用下，转动方向被调整，反转动的第二锥形齿(803)带动第一锥形齿(802)反转动；
S6：第一锥形齿(802)与电动伸缩杆(501)固定，带动电动伸缩杆(501)转动，使模具(4)翻转，后反方向转动转动臂(703)使丝杆螺母(701)转动，丝杆(702)在螺纹作用下逐渐脱离升降预留槽(1041)中，使工作台(6)接近模具(4)，并与模具(4)下端面贴合；
S7：启动相关驱动结构带动压头(3)向下运动，进行下一次硬度检测。
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