CN113878498B - 一种锥度外圆磨削在线测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锥度外圆磨削在线测量装置，包括上工作台、驱动头架、固定式尾架、固定底座、随动滑台、滑台锁紧装置、测量滑台、端面定位装置和在线测量装置，所述随动滑台设置在固定底座的上方，所述固定底座和随动滑台之间设置有直线导轨一，所述固定底座的左侧设置有复位弹簧，所述随动滑台的右侧设置有定位螺钉，所述滑台锁紧装置的一部分设置在随动滑台的上方左侧，另一部分设置在固定底座上，所述测量滑台设置在随动滑台的上方右侧，所述在线测量装置和端面定位装置均设置在测量滑台的上方。本发明将端面定位装置和在线测量装置有机的集成到一起，采用随动式测量装置，解决了传统磨削过定位刀柄时无法在线测量外径尺寸的难题。

Description

一种锥度外圆磨削在线测量装置

技术领域

本发明涉及测量装置技术领域，特别涉及一种锥度外圆磨削在线测量装置。

背景技术

在当今机械加工中，加工中心逐渐普及，其中高速铣削和钻削是多数高端加工中心的标配，这种夹持高速旋转刀具的刀柄影响到加工中心的核心性能，也是易损件之一。目前世界上应用最多的高速刀柄有两种：HSK刀柄和BBT刀柄，这两种刀柄的结构都能够达到每分钟上万转。传统的BT刀柄最高转速只有5000转上下。众所周知，高速旋转的刀具会产生很高的离心力，因而需要刀柄的连接刚性特别强。之所以这两种刀柄能够高速旋转，主要因为其过定位的结构设计。以HSK刀柄为例：刀柄采用了1：10的小锥度来定心定位，但同时要求机床主轴端面和刀柄端面两者之间也要紧密贴合。

这种特殊的过定位结构造就了超强的刚性，但同时也带来了加工的高难度。目前，国内外可在线检测的外径量仪只能精准测量常规的圆柱体外径，而无法测量圆锥表面。因为锥面的外径是连续变化的。在实际生产中，磨削加工这类HSK刀柄和BBT刀柄时，往往要多道工序来完成，而且磨削锥柄和端面都需要多次检测和多次加工，即使磨削三遍也不能保证80%的成品率，这样就造成加工费的显著上涨。因此，无论是用价格昂贵的进口机床来加工，还是通过多次磨削来逐渐逼近合格品的尺寸公差带，都不可避免的提高成本。这就无疑使得产品的售价也水涨船高，直接造成了该类高速刀柄优点很多，但普及性不够。

现有技术中以刀柄的实际定位端面为测量基准，在距离这个基准端面一定距离的地方进行外径测量，通过和标准样件的外径进行比较，从而确定被测工件外径的磨削余量。而这种对比式测量的要满足两个前提条件：一、被测工件的锥柄的角度是标准的；二、以精磨过的基准端面为基准，在距离这个基准端面一个合适的距离处进行外径测量。且量仪进行重复测量的位置必须是非常精准的，对于HSK刀柄来讲，这个重复测量位置的误差不能超过10微米，对于BBT刀柄来讲这个误差不能超过3.4微米。要满足100%的合格率，除了要排除温度波动的影响外，还要把量仪本身的误差考虑进去，经过计算可知，重复测量位置的误差实际上不能超过2微米。由此可知难度较大。

实际生产中，实现第一条相对容易，可以通过微调工作的角度来达到理想的锥度。但实现第二条比较难。现实情况下：每个要进行最终精磨加工的刀柄，其中心孔深浅都不一致，相差至少0.05毫米。而这个误差如果不通过措施排除掉，那么在测量外径时会导致0.005微米到0.015微米的误差，导致不合格品。

发明内容

为了解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供一种锥度外圆磨削在线测量装置。

本发明提供的一种锥度外圆磨削在线测量装置，采用如下的技术方案：

一种锥度外圆磨削在线测量装置，包括上工作台、驱动头架、固定式尾架、固定底座、随动滑台、滑台锁紧装置、测量滑台、端面定位装置和在线测量装置，所述驱动头架设置在上工作台上方的一侧，所述固定式尾架设置在上工作台上方的另一侧，所述驱动头架靠近固定式尾架的一侧设置有头架顶尖，所述固定式尾架靠近驱动头架的一侧设置有尾架顶尖，所述随动滑台设置在固定底座的上方，所述固定底座和随动滑台之间设置有两条平行的直线导轨一，所述直线导轨一上滑动设置有相适配的滑块一，所述滑块一与随动滑台固定连接，所述随动滑台设置有防护钣金，所述固定底座的左侧居中的位置设置有复位弹簧，该复位弹簧的弹力通过随动滑台一侧上的防护钣金上的调节螺钉进行调节，所述随动滑台的另一侧上的防护钣金上设置有定位螺钉，所述滑台锁紧装置的一部分设置在随动滑台的一侧，另一部分设置在固定底座上，所述测量滑台设置在随动滑台的另一侧，所述在线测量装置和所述端面定位装置均设置在测量滑台上。

通过采用上述技术方案，将端面定位装置和在线测量装置有机的集成到一起，采用随动式测量装置，准确找到每个被加工刀柄的基准端面，然后固定测量滑台位置，以此为基准来进行外径测量，解决了传统磨削该类刀柄时无法在线测量尺寸的难题。

优选的，所述滑块一通过螺钉与随动滑台固定连接，所述定位螺钉为M6的滚花粗定位螺钉，用于调整测量滑台上的在线测量装置相对于被测工件的位置，定位螺钉的调节范围为5～8毫米。

优选的，所述滑台锁紧装置包括锁紧气缸、锁紧块和锁紧槽，所述锁紧槽固定设置在固定底座上，所述锁紧气缸设置在随动滑台上，所述锁紧气缸的活塞杆的一端贯穿随动滑台与锁紧块连接，所述锁紧块设置在锁紧槽内部。

优选的，所述测量滑台包括驱动油缸、直线导轨二、滑块二、滑台板、连接板一和后定位装置，所述驱动油缸设置在随动滑台的上方右侧，所述直线导轨二设置在驱动油缸的顶部两侧并与其平行，所述滑台板设置在直线导轨二的上方，所述直线导轨二上滑动设置有相适配的滑块二，所述滑块二与滑台板固定连接，所述直线导轨二的安装方向与直线导轨一的方向垂直，所述驱动油缸为测量滑台前后运动提供动力，所述驱动油缸的内孔设置有合金活塞，所述合金活塞与驱动油缸的内孔之间的间隙小于0.01毫米，所述合金活塞上设置有多条窄油槽密封，所述驱动油缸的活塞杆的前端设置有螺纹孔，所述螺纹孔内设置有杆端轴承，所述杆端轴承通过直销与连接板一连接，所述连接板一与滑台板的一端固定连接。

优选的，所述后定位装置设置在驱动油缸一端的下方，所述后定位装置包括固定块和固定锥销，所述固定块带有60°的锥孔，所述固定块固定在随动滑台的右侧后端，位于驱动油缸的正下方，头部为60°角的所述固定锥销固定在连接板一的下方，所述固定块的固定位置能够根据固定锥销进行调整后固定。

优选的，所述在线测量装置包括在线测量仪、调整滑轨、连接板二、量仪底座燕尾滑轨，所述连接板二的上部与调整滑轨的一端固定连接，所述调整滑轨的滑块与在线测量仪的一端固定连接，所述连接板二的底部与量仪底座燕尾滑轨连接，所述量仪底座燕尾滑轨设置在测量滑台上。

优选的，所述端面定位装置包括摩擦块、定位盖、定位转轴、定位块、定位转臂、分离气缸、分离气缸支架、拉簧、角接触球轴承和轴承隔套，所述摩擦块选用耐磨工程塑料制成，所述摩擦块通过沉头螺钉安装固定在定位盖上，所述摩擦块中心与被测工件中心等高，所述定位盖通过螺钉固定在定位块的上方，所述定位块内装有角接触球轴承，围绕定位转轴进行约5°的旋转，两个所述角接触球轴承之间设置有轴承隔套，所述定位转轴上部设置有M5丝孔，所述M5丝孔内安装有预紧螺钉，所述预紧螺钉通过预紧垫圈对角接触球轴承进行预紧，所述定位块的两端均有密封圈密封，所述定位转臂设置在定位块后部，所述定位转臂的远端设置有一个小平面，该平面用于后端定位，定位面是量仪底座燕尾滑轨的一侧，所述定位转臂中段设置一个拉簧，所述拉簧的一端固定在分离气缸支架上，所述分离气缸设置在分离气缸支架上，所述分离气缸的伸缩杆的一端设置为球头推杆，用于推离定位转臂，使得摩擦块与被测工件的端面脱离开，所述拉簧的作用恰好相反。

优选的，所述角接触球轴承两侧均设置有O形密封圈密封，所述角接触球轴承内孔与定位转轴均为过盈配合，所述定位转轴下部两侧设置为斜面，所述定位转轴通过两块压紧斜铁进行固定，左侧的压紧斜铁用于压紧，右侧的压紧斜铁用于定位，所述压紧斜铁通过螺钉与滑台板连接，所述定位转臂的后端设置为倾斜上翘形状，且上方设置有防护钣金。

通过采用上述技术方案，防止切削液流淌到定位转臂的远端设置的小平面，对定位产生影响。

优选的，所述测量滑台的前方和随动滑台的四周均设置有防护钣金。

通过采用上述技术方案，有效防止切削液侵入而污染直线导轨，确保稳定性和使用寿命。

优选的，所述固定销轴的左侧设置有油压缓冲器，所述驱动油缸和滑台板靠近被测工件的一端设置有可伸缩的风琴式防护罩。

综上所述，本发明具有如下的有益技术效果：

本发明将端面定位装置和在线测量装置有机的集成到一起，采用随动式测量装置，准确找到每个被加工刀柄的基准端面，然后固定测量滑台位置，以此为基准来进行外径测量，不受中心孔偏差的影响，解决了传统磨削过定位刀柄时无法在线测量外径尺寸的难题，使得锥度外径和端面距离有了直接的关联，从而巧妙的解决了过定位的尺寸要求，使得磨制该刀柄不需要非常高端的昂贵机床就能实现外径和端面的精确控制，大大提升了产品的合格率和生产效率，降低了废品率和成本。

附图说明

图1是本发明一种锥度外圆磨削在线测量装置的主视结构示意图（略去在线测量装置和端面定位装置的定位转轴以上的部分）；

图2是本发明一种锥度外圆磨削在线测量装置的端面定位装置定位时的俯视结构示意图；

图3是本发明一种锥度外圆磨削在线测量装置的端面定位装置未定位时的俯视结构示意图；

图4是本发明一种锥度外圆磨削在线测量装置工作时的侧视结构示意图；

图5是本发明一种锥度外圆磨削在线测量装置未工作时的侧视结构示意图。

其中，1、上工作台；2、驱动头架；3、固定式尾架；4、固定底座；5、随动滑台；6、头架顶尖；7、尾架顶尖；8、直线导轨一；9、滑块一；10、防护钣金；11、复位弹簧；12、调节螺钉；13、定位螺钉；14、锁紧气缸；15、锁紧块；16、锁紧槽；17、驱动油缸；18、直线导轨二；19、滑块二；20、滑台板；21、连接板一；22、后定位装置；2201、固定块；2202、固定锥销；23、合金活塞；24、杆端轴承；25、摩擦块；26、定位盖；27、定位转轴；28、定位块；29、定位转臂；30、分离气缸；31、分离气缸支架；32、拉簧；33、角接触球轴承；34、轴承隔套；35、球头推杆；36、在线测量仪；37、调整滑轨；38、连接板二；39、量仪底座燕尾滑轨；40、压紧斜铁；41、油压缓冲器；42、风琴式防护罩。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例公开一种锥度外圆磨削在线测量装置。参照图1，所述驱动头架2设置在上工作台11上方的一侧，所述固定式尾架3设置在上工作台1上方的另一侧，所述驱动头架2靠近固定式尾架3的一侧设置有头架顶尖6，所述固定式尾架3靠近驱动头架2的一侧设置有尾架顶尖7，所述随动滑台5设置在固定底座4的上方，所述固定底座4和随动滑台5之间设置有两条平行的直线导轨一8，所述直线导轨一8上滑动设置有相适配的滑块一9，所述滑块一9与随动滑台5固定连接，所述随动滑台5设置有防护钣金10，所述固定底座4设置有复位弹簧11，该复位弹簧11的弹力通过随动滑台5一侧上的防护钣金10上的调节螺钉12进行调节，所述随动滑台5另一侧上的防护钣金10上设置有定位螺钉13，所述滑台锁紧装置的一部分设置在随动滑台5的一侧，另一部分设置在固定底座4上，所述测量滑台设置在随动滑台5的一侧。

所述滑块一9通过螺钉与随动滑台5固定连接，所述定位螺钉13为M6的滚花粗定位螺钉13，用于调整测量滑台上的在线测量装置相对于被测工件的位置，定位螺钉13的调节范围约为5～8毫米。

所述滑台锁紧装置包括锁紧气缸14、锁紧块15、O型圈和锁紧槽16，所述锁紧槽16固定设置在固定底座4上，所述锁紧气缸14设置在随动滑台5上，所述锁紧气缸14的活塞杆的一端贯穿随动滑台5与锁紧块15连接，所述锁紧块15设置在锁紧槽16内部，所述O型圈设置在锁紧槽16的顶部。

参照图2和图3，所述端面定位装置包括摩擦块25、定位盖26、定位转轴27、定位块28、定位转臂29、分离气缸30、分离气缸支架31、拉簧32、角接触球轴承33和轴承隔套34，所述摩擦块25选用耐磨工程塑料制成，所述摩擦块25通过沉头螺钉安装固定在定位盖26上，所述摩擦块25中心与被测工件中心等高，所述摩擦块25长约20毫米，所述定位盖26通过螺钉固定在定位块28的上方，所述定位块28内装有角接触球轴承33，围绕定位转轴27进行约5°的旋转，两个所述角接触球轴承33之间设置有轴承隔套34，所述定位转轴上部设置有M5丝孔，所述M5丝孔内安装有预紧螺钉，所述预紧螺钉通过预紧垫圈对角接触球轴承33进行预紧，所述定位块28的两端均有密封圈密封，所述定位转臂29设置在定位块28后部，所述定位转臂的远端设置有一个小平面，该平面用于后端定位，该平面与量仪底座燕尾滑轨39的左侧面接触，所述定位转臂29中段设置一个拉簧32，所述拉簧32的一端固定在分离气缸支架31上，所述分离气缸30设置在分离气缸支架31上，所述分离气缸30的伸缩杆的一端设置为球头推杆35，用于推离定位转臂29，使得摩擦块25与被测工件的端面脱离开，所述拉簧32的作用恰好相反。

参照图4和图5，所述在线测量装置设置在测量滑台的上方的后端，所述端面定位装置设置在测量滑台的上方的前端。所述测量滑台包括驱动油缸17、直线导轨二18、滑台板19、连接板一21、后定位装置22和风琴式防护罩42，所述驱动油缸17设置在随动滑台5的上方右侧，所述直线导轨二18设置在驱动油缸17的顶部两侧并与其平行，所述滑台板19设置在直线导轨二18的上方，所述直线导轨二18的安装方向与直线导轨一8的方向垂直，所述驱动油缸17为测量滑台前后运动提供动力，所述驱动油缸17的内孔设置有合金活塞23，所述合金活塞23与驱动油缸17的内孔之间的间隙小于0.01毫米，所述合金活塞23上设置有多条窄油槽密封，所述驱动油缸17的活塞杆的前端设置有螺纹孔，所述螺纹孔内设置有杆端轴承24，所述杆端轴承24通过直销与连接板一21连接，所述连接板一21与滑台板19的一端固定连接。

所述后定位装置22设置在驱动油缸17一端的下方，所述后定位装置22包括固定块2201和固定锥销2202，所述固定块2201带有60°的锥孔，所述固定块2201固定在随动滑台5的右侧的后端，位于驱动油缸17的正下方，头部为60°角的所述固定锥销2202固定在连接板一21的下方，所述固定块2201的固定位置可根据固定锥销2202进行调整后固定，可伸缩的所述风琴式防护罩42设置在驱动油缸17和滑台板19靠近被测工件的一端。

所述在线测量装置包括在线测量仪36、调整滑轨37、连接板二38、量仪底座燕尾滑轨39，所述连接板二38的上部与调整滑轨37固定连接，所述调整滑轨37与在线测量仪36的一端固定连接，所述连接板二38的底部与量仪底座燕尾滑轨39连接，所述量仪底座燕尾滑轨39设置在测量滑台上。

所述角接触球轴承33两侧均设置有O形密封圈密封，所述角接触球轴承33内孔与定位转轴27均为过盈配合，所述定位转轴27下部两侧设置为斜面，所述定位转轴27通过两块压紧斜铁40进行固定，左侧的压紧斜铁40用于压紧，右侧的压紧斜铁40用于定位，所述压紧斜铁40通过螺钉与滑台板19连接，所述定位转臂29的后端设置为倾斜上翘形状，且上方设置有防护钣金10。所述测量滑台的前方和随动滑台5的四周均设置有防护钣金10。所述固定锥销2202的左侧设置有油压缓冲器41。

工作原理：测量滑台采用了两幅长高精度直线导轨二18，两幅直线导轨二18平行安装，并且都采用了预紧，直线导轨二18的刚性不仅得到了增强，而且其精度也由于均化作用而得到提升，滑块二19通过八个固定螺钉与滑台板19的前部连接牢固，滑台板19在驱动油缸17作用下前进到位后，还会有后定位装置22辅助定位，使得前进到位的一致性在1微米以内。而且，双导轨设计也使得滑台板19非常稳固，可承受较大的倾覆力矩。为了使得滑台板19的前进后退能更加顺畅和稳定，驱动方式采用油压形式，由单独的液压站进行供油，供油压力稳定，液压站还配有精密过滤装置，可以将超过1微米的杂质滤除，更加保证整个装置的稳定性。驱动油缸17是核心动力元件，要求驱动油缸17的伸缩方向与安装在其上的直线导轨二18平行度不超过5微米。驱动油缸17的内孔经过研磨，与之配合的是合金活塞23，两者间隙小于0.01毫米。合金活塞23上有多条窄油槽密封，无密封橡胶件，非常耐磨和可靠。后定位装置22是由一个带有60°锥孔的固定块2201和固定锥销2202组成，固定块2201固定在随动滑台5后端，位于驱动油缸17的正下方，头部为60°角的固定锥销2202固定在连接板一21的下方，可以确保无间隙固定，固定块2201的固定位置可根据固定锥销2202进行调整后固定。固定块2201上的锥孔和固定锥销2202将形成稳定可靠的后定位结构。

工作时，驱动油缸17的合金活塞23收缩，带动滑台板19向被测工件移动，当油压缓冲器41压到制动块后，连接板一21开始减速前进，固定锥销2202的前端靠近固定块2201，最终紧贴到位，测量滑台上的在线测量装置进入测量工位。这时的滑台板19的前方有双滑块二19限制方向，后方有后定位装置22进行前后定位，重复精度可达0.5微米。

此时，端面定位装置的安装摩擦块25的定位盖26与被测工件端面呈一个约5°的角度，摩擦块25选用耐磨的工程塑料制成，这种摩擦块25在冷却液下和被测工件端面接触，摩擦阻力很小，且不吸水，不容易升温和划伤被测工件，而且非常耐磨。摩擦块25中心与被测工件中心等高，长约20毫米，和被测工件基准端面形成面接触。定位盖26通过螺钉固定在定位块28的上方，定位块内装有角接触球轴承33，定位块28围绕定位转轴27进行约5°的旋转，两个角接触球轴承33之间设置有轴承隔套34，可以对角接触球轴承33进行预紧，定位转轴上部设置有M5丝孔，M5丝孔内安装有预紧螺钉，预紧螺钉通过预紧垫圈对角接触球轴承33进行预紧，由于内外隔套之间存在高度差，从而对轴承形成预紧，消除了间隙，提高了旋转精度。定位块28的两端均有密封圈密封，阻止切削液侵入，保证轴承寿命和精度。定位块28后部设置的定位转臂29的远端有一个小平面，该平面与在线测量仪36底部的量仪底座燕尾滑轨39的左侧一面接触，定位转臂29的后端设置为倾斜上翘形状，且上方设置有防护钣金10，防止切削液流淌到定位小平面上，从而对定位产生影响，量仪底座燕尾滑轨39的侧面是精密研磨面，平面度小于1微米。

测量滑台上的在线测量装置进入测量工位后，分离气缸30上的球头推杆35收缩，在定位转臂29中段的拉簧32的作用下，定位转臂29转动，进而与定位转臂29连接的定位块28围绕定位转轴27转动，定位块28带动其上方的定位盖26转动，使得摩擦块25靠近被测工件的端面。此时下方的随动滑台5也将随之移动，随动滑台5左侧的复位弹簧11的作用是给随动滑台5一个始终向左侧移动的弹簧力，而设置在随动滑台5右侧的定位螺钉13的作用是限制随动滑台5向左移动的极限位置。定位螺钉13一端有滚花，可以方便用手拧动调整。随动滑台5在这个定位螺钉13和复位弹簧11的共同作用下会有一个比较固定的初始位置。当被测工件安装好后，端面定位装置进行定位时，会促使随动滑台5克服复位弹簧11的力，向右侧移动。定位螺钉13的螺纹一端将离开固定底座4。

为了确保端面定位装置的旋转精度，定位块28内部安装有一对高精度角接触球轴承33并通过轻预紧来使得旋转无间隙。角接触球轴承33两侧均有O形密封圈密封，防止切削液侵入轴承。角接触球轴承33内孔与定位转轴27均为过盈配合，确保无间隙定位。定位转轴27下部两侧是斜面，可以用来定位。当进行不同直径和型号的被测工件磨削加工时，可以调整定位转轴27的前后位置来适应工件大小的变化。定位转轴27是通过压紧斜铁40进行固定。定位转轴27的压紧斜铁40共两块，左侧为压紧用的斜铁，右侧为定位用的斜铁。松开左侧斜铁的螺钉，可以方便的移动整个端面定位装置。可前后移动约30毫米，适应工件直径范围可达60毫米。此外，端面定位装置的定位转臂29设计成后端倾斜上翘形式，上方有钣金防护，这样可防止有少许的切削液飞溅到定位转臂29一端上。由于定位转臂29定位点距离定位转轴27的旋转中心的距离是摩擦块25距离定位转轴27的旋转中心距离的2.5倍，当后端的定位转臂29定位误差是2微米时，前端的端面定位误差只有不到1微米。这种结构能够显著提高重复定位精度，使得端面定位能够准确可靠。

当定位转臂29的远端的小平面与量仪底座燕尾滑轨39左侧一面紧密接触后，此时摩擦块25恰好与被测工件基准端面紧密接触，随动滑台5不再移动，摩擦块25和定位盖26均停止转动。这时就是随动滑台5的滑台锁紧装置将要锁紧的位置。滑台锁紧装置的锁紧气缸14选用SDA气缸，锁紧气缸14收缩时将带动锁紧块15向上运动，压向锁紧槽16上壁，锁紧槽16通过沉头螺钉固定在固定底座4上，由于锁紧槽16上壁是不足0.5毫米的薄壁结构，并且与随动滑台5的下底面只有不足0.1毫米的间隙，所以当在锁紧块15压力下产生弹性变形，变形后的上薄壁将贴紧随动滑台5下表面，使得随动滑台5的位置被固定。锁紧槽16顶部的O型圈是为了密封锁紧气缸14的安装孔，防止切削液侵入，污染直线导轨一8。

随动滑台5锁紧后，调整在线测量装置对被测工件进行测量，量仪底座燕尾滑轨39设置在测量滑台的滑台板20上，底部有两个M6螺钉连接。量仪底座燕尾滑轨39的上端与连接板二38的底部连接，连接板二38的上部与调整滑轨37的一端固定连接，调整滑轨37的滑块与在线测量仪36的一端固定连接，通过调节滑台板20的位置可以前后移动在线测量仪36的位置进行调节，通过调整滑轨37上螺丝的松紧来调节调整滑轨37滑块的高度，进而可以上下调整与调整滑轨37的滑块连接的在线测量仪36的高度，调节好在线测量仪36的前后位置和高度后，进行测量。

测量完成后，分离气缸30的球头推杆35推离定位转臂29，使得与定位转臂29连接的定位块28围绕定位转轴27进行转动，定位块28带动其上方的定位盖26进行转动，使得摩擦块25与被测工件的端面脱离开。驱动油缸17的前部进油，合金活塞23连同活塞杆带动滑台板20向远离被测工件移动，固定锥销2202远离固定块2201，滑台板20上的在线测量装置离开测量工位。锁紧气缸14反方向动作，锁紧块15回到初始位置，锁紧块15和锁紧槽16上下均不接触，变形片恢复，在随动滑台5左侧的复位弹簧11的弹簧力的作用下随动滑台5向左侧移动，回到初始位置，测量结束。

驱动油缸17和滑台板20靠近被测工件的一端设置有可伸缩的风琴式防护罩42，测量滑台的前方和随动滑台5的四周均设置有防护钣金10，有效防止切削液侵入而污染直线导轨，确保稳定性和使用寿命。

本发明将端面定位装置和在线测量装置有机的集成到一起，采用随动式测量装置，准确找到每个被加工刀柄的基准端面，然后固定测量滑台位置，以此为基准来进行外径测量，不受中心孔偏差的影响，解决了传统磨削该类刀柄时无法在线测量尺寸的难题，使得锥度外径和端面距离有了直接的关联，从而巧妙的解决了过定位的尺寸要求，使得磨制该刀柄不需要非常高端的昂贵机床就能实现外径和端面的精确控制，大大提升了产品的合格率和生产效率，降低了废品率和成本。

以上均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种锥度外圆磨削在线测量装置，其特征在于：包括上工作台(1)、驱动头架(2)、固定式尾架(3)、固定底座(4)、随动滑台(5)、滑台锁紧装置、测量滑台、端面定位装置和在线测量装置，所述驱动头架(2)设置在上工作台(1)上方的一侧，所述固定式尾架(3)设置在上工作台(1)上方的另一侧，所述驱动头架(2)靠近固定式尾架(3)的一侧设置有头架顶尖(6)，所述固定式尾架(3)靠近驱动头架(2)的一侧设置有尾架顶尖(7)，所述随动滑台(5)设置在固定底座(4)的上方，所述固定底座(4)和随动滑台(5)之间设置有两条平行的直线导轨一(8)，所述直线导轨一(8)上滑动设置有相适配的滑块一(9)，所述滑块一(9)与随动滑台(5)固定连接，所述随动滑台(5)设置有防护钣金(10)，所述固定底座(4)设置有复位弹簧(11)，该复位弹簧(11)的弹力通过随动滑台(5)一侧上的防护钣金(10)上的调节螺钉(12)进行调节，所述随动滑台(5)另一侧上的右侧防护钣金(10)上设置有定位螺钉(13)，所述滑台锁紧装置的一部分设置在随动滑台(5)的一侧，另一部分设置在固定底座(4)上，所述测量滑台设置在随动滑台(5)的另一侧，所述在线测量装置和所述端面定位装置设置在测量滑台上；

所述测量滑台包括驱动油缸(17)、直线导轨二(18)、滑块二(19)、滑台板(20)、连接板一(21)和后定位装置(22)，所述驱动油缸(17)设置在随动滑台(5)的上方右侧，所述直线导轨二(18)设置在驱动油缸(17)的顶部两侧并与其平行，所述滑台板(20)设置在直线导轨二(18)的上方，所述直线导轨二(18)上滑动设置有相适配的滑块二(19)，所述滑块二(19)与滑台板(20)固定连接，所述直线导轨二(18)的安装方向与直线导轨一(8)的方向垂直，所述驱动油缸(17)为测量滑台前后运动提供动力，所述驱动油缸(17)的内孔设置有合金活塞(23)，所述合金活塞(23)与驱动油缸(17)的内孔之间的间隙小于0.01毫米，所述合金活塞(23)上设置有多条窄油槽密封，所述驱动油缸(17)的活塞杆的前端设置有螺纹孔，所述螺纹孔内设置有杆端轴承(24)，所述杆端轴承(24)通过直销与连接板一(21)连接，所述连接板一(21)与滑台板(20)的一端固定连接；

所述后定位装置(22)设置在驱动油缸(17)一端的下方，所述后定位装置(22)包括固定块(2201)和固定锥销(2202)，所述固定块(2201)带有60°的锥孔，所述固定块(2201)固定在随动滑台(5)的右侧后端，位于驱动油缸(17)的正下方，头部为60°角的所述固定锥销(2202)固定在连接板一(21)的下方，所述固定块(2201)的固定位置能够根据固定锥销(2202)进行调整后固定；

所述端面定位装置包括摩擦块(25)、定位盖(26)、定位转轴(27)、定位块(28)、定位转臂(29)、分离气缸(30)、分离气缸支架(31)、拉簧(32)、角接触球轴承(33)和轴承隔套(34)，所述摩擦块(25)选用耐磨工程塑料制成，所述摩擦块(25)通过沉头螺钉安装固定在定位盖(26)上，所述摩擦块(25)中心与被测工件中心等高，所述定位盖(26)通过螺钉固定在定位块(28)的上方，所述定位块(28)内装有角接触球轴承(33)，围绕定位转轴(27)进行约5°的旋转，两个所述角接触球轴承(33)之间设置有轴承隔套(34)，所述定位转轴(27)上部设置有M5丝孔，所述M5丝孔内安装有预紧螺钉，所述预紧螺钉通过预紧垫圈对角接触球轴承（33）进行预紧，所述定位块(28)的两端均有密封圈密封，所述定位转臂(29)设置在定位块(28)后部，所述定位转臂(29)的远端设置有一个小平面，该平面用于后端定位，定位面是量仪底座燕尾滑轨(39)的左侧一面，所述定位转臂(29)中段设置一个拉簧(32)，所述拉簧(32)的一端固定在分离气缸支架(31)上，所述分离气缸(30)设置在分离气缸支架(31)上，所述分离气缸(30)的伸缩杆的一端设置为球头推杆(35)，用于推离定位转臂(29)，使得摩擦块(25)与被测工件的端面脱离开，所述拉簧(32)的作用恰好相反。

2.根据权利要求1所述的一种锥度外圆磨削在线测量装置，其特征在于：所述滑块一(9)通过螺钉与随动滑台(5)固定连接，所述定位螺钉(13)为M6的滚花粗定位螺钉(13)，用于调整测量滑台上的在线测量装置相对于被测工件的位置，定位螺钉(13)的调节范围为5～8毫米。

3.根据权利要求1所述的一种锥度外圆磨削在线测量装置，其特征在于：所述滑台锁紧装置包括锁紧气缸(14)、锁紧块(15)和锁紧槽(16)，所述锁紧槽(16)固定设置在固定底座(4)上，所述锁紧气缸(14)设置在随动滑台(5)上，所述锁紧气缸(14)的活塞杆的一端贯穿随动滑台(5)与锁紧块(15)连接，所述锁紧块(15)设置在锁紧槽(16)内部。

4.根据权利要求1所述的一种锥度外圆磨削在线测量装置，其特征在于：所述在线测量装置包括在线测量仪(36)、调整滑轨(37)、连接板二(38)、量仪底座燕尾滑轨(39)，所述连接板二(38)的上部与调整滑轨(37)的一端固定连接，所述调整滑轨(37)的滑块与在线测量仪(36)的一端固定连接，所述连接板二(38)的底部与量仪底座燕尾滑轨(39)连接，所述量仪底座燕尾滑轨(39)设置在测量滑台上。

5.根据权利要求1所述的一种锥度外圆磨削在线测量装置，其特征在于：所述角接触球轴承(33)两侧均设置有O形密封圈密封，所述角接触球轴承(33)内孔与定位转轴(27)均为过盈配合，所述定位转轴(27)下部两侧设置为斜面，所述定位转轴(27)通过两块压紧斜铁(40)进行固定，左侧的压紧斜铁(40)用于压紧，右侧的压紧斜铁(40)用于定位，所述压紧斜铁(40)通过螺钉与滑台板(20)连接，所述定位转臂(29)的后端设置为倾斜上翘形状，且上方设置有防护钣金(10)。

6.根据权利要求1所述的一种锥度外圆磨削在线测量装置，其特征在于：所述测量滑台的前方和随动滑台(5)的四周均设置有防护钣金(10)。

7.根据权利要求1所述的一种锥度外圆磨削在线测量装置，其特征在于：所述固定锥销(2202)的左侧设置有油压缓冲器(41)，所述驱动油缸(17)和滑台板(20)靠近被测工件的一端设置有可伸缩的风琴式防护罩(42)。

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