CN113607101A - 一种圆柱筒类零件检测固定装置及固定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种圆柱筒类零件检测固定装置及固定方法。解决了现有的圆柱筒类零件固定装置多采用夹持的方式易使零件表面产生压痕、划伤等表面质量问题的问题。本发明包括底座，底座中空，底座的表面设置有若干定位部，定位部与圆柱筒类零件的内孔适配，定位部上开设有与底座的内腔连通的通气孔，定位部上还开设有用于安装柔性密封件的安置槽，工作状态下，柔性密封件与内孔抵触，在内孔的轴线投影上，柔性密封件与内孔的接触点形成封闭曲线，内孔通过通气孔与底座的内腔连通，底座内腔还与气管接头连通，气管接头用于与外部设备连接。本发明具有固定零件的同时保证其工作面的表面质量、固定后的定位精度良好、固定零件方便等优点。

Description

一种圆柱筒类零件检测固定装置及固定方法
技术领域
本发明涉及工具应用技术领域，具体涉及一种圆柱筒类零件检测固定装置及固定方法。
背景技术
小尺寸圆柱筒类零件是工程上的一种典型零件，针对该类型零件总长，外径等几何尺寸的检测通常在三坐标测量机上完成。在检测过程中，如果被测零件在测力作用下发生移动，将对测量结果造成较大的偏差。因此，保持被测零件在测量过程中的固定便显得尤为重要。同时，在零件固定过程中，需保证零件表面不会产生压痕、划伤等表面质量问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是保证圆柱筒类零件在测量过程中被固定时其表面不会产生压痕、划伤等表面质量问题，目的在于提供一种圆柱筒类零件检测固定装置及固定方法，解决现有的圆柱筒类零件检测固定装置多采用夹持的方式易使零件表面产生压痕、划伤等表面质量问题的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
本方明一方面提供了一种圆柱筒类零件检测固定装置，包括底座，所述底座中空，底座的表面设置有若干定位部，所述定位部与圆柱筒类零件的内孔适配，定位部上开设有与所述底座的内腔连通的通气孔，定位部上还开设有用于安装柔性密封件的安置槽，工作状态下，所述柔性密封件与所述内孔抵触，在所述内孔的轴线投影上，所述柔性密封件与所述内孔的接触点形成封闭曲线，所述内孔通过所述通气孔与所述底座的内腔连通，所述底座内腔还与气管接头连通，所述气管接头用于与外部设备连接。
需要说明的是，本发明中所固定的圆柱筒类零件的内孔中至少具有一定位面，该定位面使得圆柱筒类零件的内孔被分割为不相通的两部分。圆柱筒类零件的内孔套接于定位部上后，安置槽内的柔性密封件同时也与圆柱筒类零件的内孔抵触，且其与圆柱筒类零件的内孔的接触点还形成封闭曲线，即意味着假使通气孔封闭，则圆柱筒类零件中接近定位部的内孔形成了封闭的空间。当内腔通过气管接头与外部设备连接后，外部设备先后对内腔进行排空及抽真空，由于圆柱筒类零件内外的气压差，从而使得圆柱筒类零件被固定。
优选的，所述通气孔为阶梯孔，阶梯孔中通径较小的一端与所述内腔连通。
优选的，包括连接于底座的表面的限位块，所述限位块具有第一接触面和第二接触面，所述第一接触面、第二接触面形成夹角，第一接触面和第二接触面之间形成定位空间，工作状态下，所述第一接触面、第二接触面分别接触于圆柱筒类零件的轴线的两侧的外表面。
优选的，所述第一接触面和第二接触面形成定位面组，若干定位面组的排布方向与所述底座的表面平行。
优选的，所述第一接触面和第二接触面形成定位面组，若干定位面组沿垂直于所述底座的表面的方向间隔排布。
优选的，所述底座包括上盖板和下盖板，所述上盖板的其中一板面开设有阶梯凹槽，所述阶梯凹槽的槽口与所述下盖板适配，所述下盖板连接于所述阶梯凹槽内以形成所述的内腔。
进一步地，所述阶梯凹槽的阶梯面上开设有用于安装柔性密封件的安装槽。
本发明另一方面提供了一种圆柱筒类零件检测固定方法，基于上述的任一种圆柱筒类零件检测固定装置，包括以下步骤：
S1，将柔性密封件填充于所述定位部上的安置槽内；
S2，将圆柱筒类零件嵌套于所述定位部上并使所述圆柱筒类零件的内孔的侧壁和/或孔底面与所述柔性密封件接触；
S3，将气管接头与外部设备连接，通过外部设备对所述内腔排空；
S4，对所述内腔抽真空并保持外部设备持续工作以为圆柱筒类零件提供持续的吸力。
优选的，所述外部设备在排空时的输出功率小于抽真空时的输出功率。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明采用气吸方式实现圆柱筒类零件的固定，固定圆柱筒类零件的力主要为大气压力，圆柱筒类零件表面不会存在应力集中，与现有技术相比，零件表面不会产生压痕、划伤等表面质量问题。
2、本发明采用气吸方式实现圆柱筒类零件的固定，固定过程简单，操作便捷，缩短了零件检测前的固定时间，从而缩短零件的检测周期；并且，零件表面所受压力均衡，零件被固定后的姿态稳固，固定后的姿态精度更高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：
图1为本发明提供的一种实施例的轴侧结构示意图；
图2为所述图1中的底座的剖切结构示意图；
图3为所述图2中Ⅰ的局部放大结构示意图；
图4为所述图2中Ⅱ的局部放大结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-通气孔，2-定位部，3-安置槽，4-内腔，5-气管接头，6-安装槽，7-下盖板，8-上盖板，9-限位块，10-圆柱筒类零件。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
现有技术中，如专利号为2013102336008的中国发明专利中提供了一种薄壁圆柱筒形零件的夹持装置和方法，在该专利中，其也采用了气吸式的方式对圆柱筒形零件进行固定，但是，在该专利中，具体的吸气点在零件的侧壁上，再通过V型槽对零件进行径向上的限位，从而实现了无损夹持的问题。但是，该专利对于零件的夹持还是属于多点夹持，即零件与V型槽的接触点(或接触线)和与通气槽对应的零件内壁上的点(或区域)，在实现无损夹持时，对于通气槽中的气流的流速需要控制得相当精准以保证零件与V型槽的接触点(或接触线)不会发生过大的应力集中导致零件破损，同时，还要保证通气槽中的气流相当稳定才能保证零件的姿态精度。
在实际的实施过程中，通气槽中的气流无法百分百保证相当的稳定，即零件被固定的过程中实质上处于微颤的状态，零件的工作表面与V型槽之间容易发生碰撞而出现磨损的现象，不能保证零件的表面质量。基于此：
本发明一方面提供了一种圆柱筒类零件检测固定装置，如图1～图3所示，包括底座，底座中空，底座的表面设置有若干定位部2，定位部2与圆柱筒类零件10的内孔适配，定位部2上开设有与底座的内腔4连通的通气孔1，定位部2上还开设有用于安装柔性密封件的安置槽3，工作状态下，柔性密封件与内孔抵触，在内孔的轴线投影上，柔性密封件与内孔的接触点形成封闭曲线，内孔通过通气孔1与底座的内腔4连通，底座内腔4还与气管接头5连通，气管接头5用于与外部设备连接。
具体的，底座作为承载部件，其结构形状可以不做限定，根据实际的测量环境，其结构形状多变，在坐标测量机的工作环境下，为了适配坐标测量机的测量平台，本实施例中将底座设置为中空的长方体，长方体内部的内腔4通过气管结构与外部连通，该气管结构用于与外部设备连接，一般情况下，外部设备采用能够吸气的设备，例如需要较大吸力时采用真空发生器，需要较小吸力时则可采用抽风机等。定位部2设置为与圆柱筒类零件10适配的目的主要是为了方便圆柱筒类零件10的嵌套，同时避免圆柱筒类零件10嵌套于定位部2后两者间隙过大导致容易泄气，当然在保证密封性良好的前提下，只要圆柱筒类零件10可以通过其内孔嵌套于定位部2即可，至于定位部2的形状结构可以是任意的。
需要说明的是，本实施例中，安置槽3在安装柔性密封件后，柔性密封件与内孔的接触形式可以是：仅与内孔的侧壁接触或仅与内孔的孔底面接触或同时与内孔的孔底面、侧壁接触。优选的是，由于本发明所固定的零件的内孔中的分割面距孔口位置较近，故柔性密封件宜设置为与内孔的孔底接触。当然，在柔性密封件与内孔的孔底接触时，主要是通过圆柱筒类零件10的重力压迫柔性密封件变形以使圆柱筒类零件10的端面与底座的上表面完全接触而形成密封，故柔性密封件优选为发泡胶条，在其他实施例中，柔性密封件还可能被液体、脂体等所代替，即只要是设置于定位部2与内孔之间并起到密封作用时，都可被等同于本实施例中的柔性密封件。
工作原理，将底座固定于坐标测量机的测量平台上后，安装柔性密封件于安置槽3内并将气管接头5与真空发生器连接，将圆柱筒类零件10的孔口套接于定位部2上，此时圆柱筒类零件10的内孔的孔底与柔性密封件接触，通过圆柱筒类零件10的自身重力压迫柔性密封件使之变形以形成密封，打开真空发生器对底座内腔4进行排空并抽真空，内腔4中的空气压力逐渐减小甚至减小为0，此时圆柱筒类零件10的外部空气便将圆柱筒类零件10压在底座上。
在一些可能的实施例中，为了降低定位部2的刚度要求，便于制造，降低制造成本，将通气孔1设置为阶梯孔，阶梯孔中通径较小的一端与所述内腔4连通。
在一些可能的实施例中，为了保证圆柱筒类零件10在其径向上的相对稳定性，包括连接于底座的表面的限位块9，所述限位块9具有第一接触面和第二接触面，所述第一接触面、第二接触面形成夹角，第一接触面和第二接触面之间形成定位空间，工作状态下，所述第一接触面、第二接触面分别接触于圆柱筒类零件10的轴线的两侧的外表面。可以理解的是，限位块9的第一接触面和第二接触面可以设置为两面相接的V型，也可以设置为两面不相接的凹型，只要其能接触于圆柱筒类零件10的轴线两侧的外表面以起到径向限位即可。当然，第一接触面和/或第二接触面不限于锯齿状面、曲面、平面等，同时，第一接触面可以处于同一水平高度，也可以设置为具有高度差的排布方式，当设置为具有高度差的排布方式时，第一接触面、第二接触面的数量可以不限，从而起到对长度过长的圆柱筒类零件10起到良好的限位作用。
在一些可选的实施例中，所述第一接触面和第二接触面形成定位面组，若干定位面组的排布方向与所述底座的表面平行。本实施例中，所有的定位面组处于同一水平高度，定位面组的排布方向根据实际的圆柱筒类零件10的布局可以设置为折线、曲线、直线等，从而起到对多个圆柱筒类零件10进行径向限位的作用。
在一些可选的实施例中，所述第一接触面和第二接触面形成定位面组，若干定位面组沿垂直于所述底座的表面的方向间隔排布。需要说明的是，假定一条垂直于底座的表面的参考线，若干定位面组可以位于该参考线的同一侧，用于限位同一个圆柱筒类零件10；若干定位面组也可以位于该参考线的不同侧，用于限位两个或三个或四个圆柱筒类零件10；若干定位面组还可以呈螺旋上升的排布趋势，用于限位多个圆柱筒类零件10。
在一些可能的实施例中，所述底座包括上盖板8和下盖板7，所述上盖板8的其中一板面开设有阶梯凹槽，所述阶梯凹槽的槽口与所述下盖板7适配，所述下盖板7连接于所述阶梯凹槽内以形成所述的内腔4。将底座设置为上盖板8和下盖板7配合的结构，能够避免底座的开模工艺，降低制造成本，简化制造工艺。
为了保证上盖板8与下盖板7之间的气密性，进一步优化为，所述阶梯凹槽的阶梯面上开设有用于安装柔性密封件的安装槽6。
本发明另一方面提供了一种圆柱筒类零件检测固定方法，基于上述的任一实施例所述的圆柱筒类零件检测固定装置，包括以下步骤：
S1，将柔性密封件填充于所述定位部2上的安置槽3内；
S2，将圆柱筒类零件10嵌套于所述定位部2上并使所述圆柱筒类零件10的内孔的侧壁和/或孔底面与所述柔性密封件接触；
S3，将气管接头5与外部设备连接，通过外部设备对所述内腔4排空；
S4，对所述内腔4抽真空并保持外部设备持续工作以为圆柱筒类零件10提供持续的吸力。
在本实施例中，填充柔性密封件时，安置槽3内的柔性密封件宜填充满以保证良好的气密性，当然，柔性密封件需与圆柱筒类零件10接触并被压迫以形成密封连接，柔性密封件的高度应高于安置槽3的槽口高度，这是本领域技术人员根据技术常识能够合理得出的，此处不再赘述。柔性密封件填充后，将圆柱筒类零件10的内筒套接于定位部2上，此过程需要保证柔性密封件被圆柱筒类零件10压迫至变形，当气管接头5与外部设备连接后，可先对圆柱筒类零件10与柔性密封件的接触处进行气密性检测，当气密性达到允许的误差要求时，再通过外部设备对内腔4进行排空，而后对内腔4进行抽真空，防止圆柱筒类零件10的固定过程中出现吸力不足。
在一些可能的实施例中，所述外部设备在排空时的输出功率小于抽真空时的输出功率。这是为了防止圆柱筒类零件10受到较大的吸附力而卡在定位部2上，影响圆柱筒类零件10的检测精度。
在一些可能的实施例中，在进行圆柱筒类零件10与定位部2的配合时，可以先将气管接头5与外部设备连接，并以低功率启动外部设备，保持通气孔1呈抽吸状态，再进行圆柱筒类零件10与定位部2的配合，圆柱筒类零件10在接近定位部2时能够被轻微吸附，从而便于实验人员进行圆柱筒类零件10与定位部2的配合，且在圆柱筒类零件10与定位部2完全配合之前，轻微的吸附还能够对圆柱筒类零件10的姿态进行校正，防止圆柱筒类零件10出现配合歪斜时被较大吸附力突然吸附而以歪斜的姿态卡在定位部2上。当然，外部设备在低功率启动之前应测试通气孔1的吸附力，以防止实验人员被吸附于通气孔1而受伤。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种圆柱筒类零件检测固定装置，其特征在于，包括底座，所述底座中空，底座的表面设置有若干定位部(2)，所述定位部(2)与圆柱筒类零件(10)的内孔适配，定位部(2)上开设有与所述底座的内腔(4)连通的通气孔(1)，定位部(2)上还开设有用于安装柔性密封件的安置槽(3)，工作状态下，所述柔性密封件与所述内孔抵触，在所述内孔的轴线投影上，所述柔性密封件与所述内孔的接触点形成封闭曲线，所述内孔通过所述通气孔(1)与所述底座的内腔(4)连通，所述底座内腔(4)还与气管接头(5)连通，所述气管接头(5)用于与外部设备连接。
2.根据权利要求1所述的一种圆柱筒类零件检测固定装置，其特征在于，所述通气孔(1)为阶梯孔，阶梯孔中通径较小的一端与所述内腔(4)连通。
3.根据权利要求1所述的一种圆柱筒类零件检测固定装置，其特征在于，包括连接于底座的表面的限位块(9)，所述限位块(9)具有第一接触面和第二接触面，所述第一接触面、第二接触面形成夹角，第一接触面和第二接触面之间形成定位空间，工作状态下，所述第一接触面、第二接触面分别接触于圆柱筒类零件(10)的轴线的两侧的外表面。
4.根据权利要求3所述的一种圆柱筒类零件检测固定装置，其特征在于，所述第一接触面和第二接触面形成定位面组，若干定位面组的排布方向与所述底座的表面平行。
5.根据权利要求3所述的一种圆柱筒类零件检测固定装置，其特征在于，所述第一接触面和第二接触面形成定位面组，若干定位面组沿垂直于所述底座的表面的方向间隔排布。
6.根据权利要求1所述的一种圆柱筒类零件检测固定装置，其特征在于，所述底座包括上盖板(8)和下盖板(7)，所述上盖板(8)的其中一板面开设有阶梯凹槽，所述阶梯凹槽的槽口与所述下盖板(7)适配，所述下盖板(7)连接于所述阶梯凹槽内以形成所述的内腔(4)。
7.根据权利要求6所述的一种圆柱筒类零件检测固定装置，其特征在于，所述阶梯凹槽的阶梯面上开设有用于安装柔性密封件的安装槽(6)。
8.一种圆柱筒类零件检测固定方法，基于如权利要求1～7任一项所述的一种圆柱筒类零件检测固定装置，其特征在于，包括以下步骤：
S1，将柔性密封件填充于所述定位部(2)上的安置槽(3)内；
S2，将圆柱筒类零件(10)嵌套于所述定位部(2)上并使所述圆柱筒类零件(10)的内孔的侧壁和/或孔底面与所述柔性密封件接触；
S3，将气管接头(5)与外部设备连接，通过外部设备对所述内腔(4)排空；
S4，对所述内腔(4)抽真空并保持外部设备持续工作以为圆柱筒类零件(10)提供持续的吸力。
9.根据权利要求8所述的一种圆柱筒类零件检测固定方法，其特征在于，所述外部设备在排空时的输出功率小于抽真空时的输出功率。
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