CN114234868B - 一种高精度轴类零件检测用定位设备及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明是提供一种重复检测定位精度高的高精度轴类零件检测用定位设备及其使用方法，涉及轴类零件检测用辅助设备技术领域。一种高精度轴类零件检测用定位设备，包括底座、固定顶尖和活动顶尖，所述固定顶尖与底座固接，还包括第一直线驱动器、举升机构、压紧机构和第一V型定位块；所述活动顶尖通过支架安装于底座，所述活动顶尖与支架沿固定顶尖的轴线方向滑动连接；所述第一V型定位块设置于活动顶尖下方，并与底座固接，所述第一V型定位块的V型槽与活动顶尖配合；所述支架与底座竖向滑动连接；所述举升机构与支架连接，所述第一直线驱动器与活动顶尖连接。本发明使用寿命长，适合于流水线上的轴类产品的全数检测。

Description

一种高精度轴类零件检测用定位设备及其使用方法

技术领域

本发明涉及轴类零件检测用辅助设备技术领域，具体涉及一种高精度轴类零件检测用定位设备及其使用方法。

背景技术

轴类零件加工过程中需要对轴径、轴台间距进行检测，以保证产品符合要求。高精度轴类产品的检测精度要求在um或亚um级，其检测精度主要受检测设备的检测精度和零件检测用定位设备的重复定位精度两个因素影响。现轴类零件检测设备多用类似栅尺或光幕测头，其检测精度足够高，已能满足使用要求。

对于轴类零件检测用定位设备，现轴类零件检测用定位设备多采用双圆柱顶尖定位的形式。如：申请号为201510815636.6公开的一种用于检测轴类零件外圆锥度的检测工装；申请号为201820984689.X公开的一种轴类零件外径检测仪；申请号为201721153626.1公开的一种轴类零件圆跳动的检测夹具。现有的轴类零件检测用定位设备，除了自身的加工精度外，尤其是关键的定位零件需要运动，关键定位零部件势必会有磨损，会导致顶尖位置变化，造成检测失真，这就对重复定位精度带来很大的挑战，对于0.005mm以上的精度来说，现有的定位设备几乎是不可能实现正常检测的。不仅如此，在使用背景建立在流水线上的轴类产品的全数检测，这又对设备提出了高效率的要求，又因检测量极大，设备在运行中，如经常更换磨损的关键定位零部件，以保证检测精度，显然也不够现实。

申请号为202120761814.2公开的一种轴类零件检测设备，该设备在底座上设有贯穿该底座的槽体，活动支撑机构的另一端设有与槽体配合的第一配合面，设备夹持定位工件时卸载机构与活动支撑机构配合并施以拉力，使活动支撑机构的一端与槽体的第一配合面配合，避免移动过程中摩擦。该检测设备由于采用活动支撑机构一端与槽体的第一配合面(V型面)配合另一端安装夹持机构的结构形式，活动支撑机构与第一配合面(V型面)配合定位时会存在一定的加工误差，会导致另一端的夹持机构不可避免地存在一定的摆动，并会因活动支撑机构而被放大，另一端的夹持机构的位置会变化较大，进而造成检测精度降低或检测失真。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种重复检测定位精度高的高精度轴类零件检测用定位设备及其使用方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高精度轴类零件检测用定位设备，包括底座以及安装于底座用于夹持轴类零件两端的固定顶尖和活动顶尖，所述固定顶尖与底座固接，还包括第一直线驱动器、举升机构、压紧机构和第一V型定位块；

所述活动顶尖通过支架安装于底座，所述活动顶尖与支架沿固定顶尖的轴线方向滑动连接；

所述第一V型定位块设置于活动顶尖下方，并与底座固接，所述第一V型定位块的V型槽与活动顶尖配合；

所述支架与底座竖向滑动连接，以能靠近或远离所述第一V型定位块的V型槽；

所述举升机构与支架连接，以驱动支架相对于底座滑动；

所述第一直线驱动器与活动顶尖连接，以驱动活动顶尖相对于支架滑动；

所述压紧机构与活动顶尖配合，以将活动顶尖压入第一V型定位块的V型槽内，实现与第一V型定位块的V型槽配合。

进一步地，所述压紧机构包括压块、摆杆和铰接在底座上的压紧缸；所述压块设置在第一V型定位块的正上方，并安装在摆杆上；

所述摆杆的一端与第一V型定位块铰接，另一端与压紧缸的活塞杆铰接。

进一步地，所述举升机构为单作用气缸。

进一步地，所述第一直线驱动器为气缸，所述活动顶尖的端部设有竖向延伸的T型槽，所述第一直线驱动器的活塞杆与所述T型槽配合。

进一步地，还包括与底座固接的第二V型定位块，所述固定顶尖压紧固定在第二V型定位块的V型槽内。

进一步地，所述固定顶尖的端部套设有沿固定顶尖的轴线方向浮动设置的挡尘板。

进一步地，第一V型定位块和第二V型定位块均与底座为一体结构。

进一步地，还包括支撑轴类零件的托座组件，所述托座组件包括第二直线驱动器、滑座、托举架和第三直线驱动器；

所述滑座与底座沿固定顶尖的轴线方向滑动连接，所述托举架与滑座竖向滑动连接；

所述第二直线驱动器与滑座连接，以驱动滑座相对于底座滑动；

所述第三直线驱动器与托举架连接，以驱动托举架相对于滑座滑动。

上述的一种高精度轴类零件检测用定位设备的使用方法，所述使用方法包括：

步骤一、将轴类零件放置在固定顶尖与活动顶尖之间；

步骤二、举升机构驱动支架相对于底座竖向滑动，使活动顶尖脱离第一V型定位块的V型槽；

步骤三、第一直线驱动器驱动活动顶尖沿固定顶尖的轴线方向滑动，将所述轴类零件固定在固定顶尖与活动顶尖之间；

步骤四、所述压紧机构与活动顶尖配合，将活动顶尖压入第一V型定位块的V型槽内，实现与第一V型定位块的V型槽配合。

本发明的有益效果是：本发明的一种高精度轴类零件检测用定位设备及其使用方法，采用固定顶尖加活动顶尖的双顶尖定位结构，并将固定顶尖通过支架可相对于底座竖向滑动，在定位过程中，活动顶尖不会与第一V型定位块的V型槽接触，不存在定位关键部件滑动磨损的情况，另外，设备采用活动顶尖直接与V型槽配合定位，消除了夹持机构(活动顶尖)的摆动，保证了夹持机构(活动顶尖)定位时的位置不变动，因此，本发明的定位设备的重复检测定位精度高，使用寿命长，适合于流水线上的轴类产品的全数检测。

附图说明

图1是本发明的定位设备的立体示意图；

图2是本发明的定位设备的结构示意图；

图3是活动顶尖的安装结构简图；

图4是图1的A处放大图；

图5是图2的B处放大图；

图6是固定顶尖的安装结构图；

图7是托座组件的结构示意简图；

图中所示：底座1，活动顶尖2，固定顶尖3，第一直线驱动器4，举升机构5，支架6，压紧机构7，第一V型定位块8，第二V型定位块9，挡尘板10，弹簧11，托座组件12，轴类零件13，T型槽21，压块71，摆杆72，压紧缸73，导柱101，第二直线驱动器121，滑座122，托举架123，第三直线驱动器124。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1至图5所示，本发明的一种高精度轴类零件检测用定位设备，包括底座1以及安装于底座1用于夹持轴类零件两端的固定顶尖3和活动顶尖2，所述固定顶尖3与底座1固接。定位设备还包括第一直线驱动器4、举升机构5、压紧机构7和第一V型定位块8。所述活动顶尖2通过支架6安装于底座1，所述活动顶尖2与支架6沿固定顶尖3的轴线方向滑动连接。所述第一V型定位块8设置于活动顶尖2下方，并与底座1固接，所述第一V型定位块8的V型槽与活动顶尖2配合。所述支架6与底座1竖向滑动连接，以能靠近或远离所述第一V型定位块8的V型槽。所述举升机构5与支架6连接，以驱动支架6相对于底座1滑动。所述第一直线驱动器4一端与底座连接，一端与活动顶尖2连接，以驱动活动顶尖2相对于支架6滑动。所述压紧机构7与活动顶尖2配合，以将活动顶尖2压入第一V型定位块8的V型槽内，实现与第一V型定位块8的V型槽配合，进而限制活动顶尖2的位置。

第一V型定位块8具体可以采用焊接、螺栓连接或者与底座为一体结构的方式固接于底座。第一V型定位块8的作用是通过其V型槽与活动顶尖2的外表面配合，限制活动顶尖2在XYZ三个方向的自由度，实现对活动顶尖2的定位。第一V型定位块8的V型槽设置高度应保证对活动顶尖2定位后，活动顶尖2与固定顶尖3的同轴度要求为零或在极小范围内。

本发明的定位设备的使用方法如下：

步骤一、将轴类零件13放置在固定顶尖3与活动顶尖2之间；

步骤二、举升机构5驱动支架6相对于底座1竖向滑动，使活动顶尖2脱离第一V型定位块8的V型槽(活动顶尖2不与V型槽接触)，避免在定位过程中与V型槽接触磨损；

步骤三、第一直线驱动器4驱动活动顶尖2沿固定顶尖3的轴线方向滑动，使固定顶尖3和活动顶尖2夹持在轴类零件13的两端，从而将所述轴类零件13固定在固定顶尖3与活动顶尖2之间；

步骤四、所述压紧机构7与活动顶尖2配合，将活动顶尖2压入第一V型定位块8的V型槽内，活动顶尖2会自动调整定中，保证与轴类零件13同轴，实现与第一V型定位块8的V型槽配合。

可以理解的是，为了便于顶紧零件，举升机构5使活动顶尖2脱离第一V型定位块V型槽的脱离的距离应尽量小，通常不大于2mm。

本发明的定位设备采用固定顶尖3加活动顶尖2的双顶尖定位结构，并将固定顶尖3通过支架6可相对于底座1沿靠近或远离所述第一V型定位块8的V型槽方向滑动，在定位过程中，活动部件(活动顶尖2)不会与第一V型定位块8的V型槽接触，不存在定位关键部件滑动磨损的情况。另外，设备采用活动顶尖直接与V型槽配合定位，消除了夹持机构(活动顶尖2)的摆动，保证了夹持机构(活动顶尖2)定位时的位置不变动。因此，本发明的定位设备的重复检测定位精度高。

第一直线驱动器4可以是气缸、液压缸、电动丝杆滑台等，本发明实施例中为气缸。

压紧机构7和举升机构5可以采用同一机构，即，举升机构5使支架6向下滑动，从而将活动顶尖2压入第一V型定位块8的V型槽内，但这样容易导致活动顶尖2受弯变形(支架6对活动顶尖2的受力点与第一V型定位块8对活动顶尖2的受力点难以在同一竖直线上)。如图4所示，压紧机构7包括压块71、摆杆72和铰接在底座1上的压紧缸73。压块71设置在第一V型定位块8的正上方，并安装在摆杆72上。摆杆72一端与第一V型定位块8铰接，一端与压紧缸73的活塞杆铰接。当轴类零件13被活动顶尖2和固定顶尖3夹持住后，压紧缸73动作，压紧缸73带动摆杆72转动，摆杆72再通过压块71推动活动顶尖2随支架6向下移动，从而将活动顶尖2压紧在第一V型定位块8的V型槽内，实现对活动顶尖2的定位。当然，压紧机构7也可不设置压紧缸73，采用手动方式压紧；亦或是在摆杆72的端部设有与V型定位块8配合的锁定机构，如：锁扣、插销等实现压紧，但上述结构压紧操作相对较麻烦。为了防止将活动顶尖2压坏，压块71可以采用铜块。本发明在第一V型定位块8的正上方设置压块71，在压紧操作时活动顶尖2不受弯矩，因此，可以防止将活动顶尖2压弯，可以更好地保证活动顶尖2的重复检测定位精度。

本发明中的举升机构5可以是单作用或双作用气缸、液压缸，也可以是电动丝杆滑台或者弹簧机构等。本发明中举升机构5优选单作用气缸。举升机构5为单作用气缸时，对气缸充气，气缸驱动支架6向上滑动，使活动顶尖2脱离第一V型定位块8的V型槽；对气缸放气时，单作用气缸的活塞杆在缸内复位弹簧的作用下复位，支架6自动向下滑动，便于压紧机构向下压紧活动顶尖2。另外采用单作用气缸，缸内弹簧弹力相对可控，可防止活动顶尖2受拉变形。

第一直线驱动器4与活动顶尖2连接具体如图3所示，第一直线驱动器4为气缸，活动顶尖2的端部设有竖向延伸的T型槽21，第一直线驱动器4的活塞杆与T型槽21配合，以方便举升机构5推动支架6竖向滑动。当然，第一直线驱动器4的活塞杆亦可采用与活动顶尖2端部铰接的方式(第一直线驱动器4的另一端铰接安装在底座上)，但这种方式在活动顶尖2脱离第一V型定位块8的V型槽时，第一直线驱动器4对活动顶尖2的推力方向不沿活动顶尖2的轴线方向，在夹持轴类零件时，可能会导致活动顶尖2变形。

固定顶尖3可以采用焊接、螺栓连接等方式固定在底座上，但这种方式通常难以保证固定顶尖3的安装精度。为了更好地保证固定顶尖3的安装精度，如图6所示，底座1上固接有第二V型定位块9，固定顶尖3压紧固定在第二V型定位块9的V型槽内。第二V型定位块9与第一V型定位块8一样，具体可以采用焊接、螺栓连接或者与底座为一体结构的方式固接于底座。本发明中优选地，第一V型定位块8和第二V型定位块9均与底座1为一体结构。

本发明中固定顶尖3和活动顶尖2可采用一个零件一次性做成，即，先在一根轴上加工出固定顶尖3和活动顶尖2的形状，最后再将其截断，形成固定顶尖3和活动顶尖2，这样可以更好地保证了这两个顶尖的同轴度。另外，第一V型定位块8的V型槽和第二V型定位块9的V型槽也应将第一V型定位块8和第二V型定位块9固定在底座1上后，采用同一设备一次加工完成，以保证两V型槽的一致性。

粉尘污染固定顶尖后会影响设备的定位精度，如图5所示，固定顶尖3的端部套设有沿固定顶尖3的轴线方向浮动设置的挡尘板10。挡尘板10通过导柱101与第二V型定位块9沿固定顶尖3的轴线方向滑动连接，底座1上设有推动挡尘板10沿导柱101滑动(浮动)的弹簧11。当需要夹持零件时，在活动顶尖2的作用下，零件沿靠近固定顶尖3的方向移动，零件需先推动挡尘板10移动后才能与固定顶尖3接触；当不需要夹持零件时，挡尘板10在弹簧11的作用下复位，遮住固定顶尖3的端部，从而防止粉尘污染固定顶尖。

定位设备夹持零件时可以采用人力托住零件，但这样极为不便。如图7所示，为了方便放置、夹持零件，定位设备还设有设置在活动顶尖2与固定顶尖3之间以支撑轴类零件的托座组件12，托座组件12包括第二直线驱动器121、滑座122、托举架123和第三直线驱动器124。滑座122与底座1沿固定顶尖3的轴线方向滑动连接，托举架123与滑座122竖向滑动连接。第二直线驱动器121与滑座122连接，以驱动滑座122相对于底座1滑动。第三直线驱动器124与托举架123连接，以驱动托举架123相对于滑座122滑动。如此，设备在夹持定位轴类零件时可按如下顺序操作：

第三直线驱动器124驱动托举架123竖向滑动，将托举架123升高；

待托举架123升高后将轴类零件放置于托举架123上，第三直线驱动器124再驱动托举架123竖向滑动，使托举架123下降，将轴类零件13放置在固定顶尖3与活动顶尖2之间；

第二直线驱动器121驱动滑座122滑动，使滑座122沿靠近固定顶尖3的方向滑动，将轴类零件13的一端抵接在固定顶尖3上；

第一直线驱动器4驱动活动顶尖2将零件夹持住；

第三直线驱动器124再驱动托举架123竖向滑动，使托举架123再下降，托举架123与零件脱离。

本发明实施例中，第二直线驱动器121和第三直线驱动器124均采用气缸。

本发明还提供一种上述一种高精度轴类零件检测用定位设备的使用方法，所述使用方法包括：

步骤一、将轴类零件13放置在固定顶尖3与活动顶尖2之间；

步骤二、举升机构5驱动支架6相对于底座1竖向滑动，使活动顶尖2脱离第一V型定位块8的V型槽；

步骤三、第一直线驱动器4驱动活动顶尖2沿固定顶尖3的轴线方向滑动，将所述轴类零件13固定在固定顶尖3与活动顶尖2之间；

步骤四、所述压紧机构7与活动顶尖2配合，将活动顶尖2压入第一V型定位块8的V型槽内，实现与第一V型定位块8的V型槽配合。

Claims (9)

1.一种高精度轴类零件检测用定位设备，包括底座(1)以及安装于底座(1)用于夹持轴类零件两端的固定顶尖(3)和活动顶尖(2)，所述固定顶尖(3)与底座(1)固接，其特征在于，还包括第一直线驱动器(4)、举升机构(5)、压紧机构(7)和第一V型定位块(8)；

所述活动顶尖(2)通过支架(6)安装于底座(1)，所述活动顶尖(2)与支架(6)沿固定顶尖(3)的轴线方向滑动连接；

所述第一V型定位块(8)设置于活动顶尖(2)下方，并与底座(1)固接，所述第一V型定位块(8)的V型槽与活动顶尖(2)配合；

所述支架(6)与底座(1)竖向滑动连接，以能靠近或远离所述第一V型定位块(8)的V型槽；

所述举升机构(5)与支架(6)连接，以驱动支架(6)相对于底座(1)滑动；

所述第一直线驱动器(4)与活动顶尖(2)连接，以驱动活动顶尖(2)相对于支架(6)滑动；

所述压紧机构(7)与活动顶尖(2)配合，以将活动顶尖(2)压入第一V型定位块(8)的V型槽内，实现与第一V型定位块(8)的V型槽配合。

2.如权利要求1所述的一种高精度轴类零件检测用定位设备，其特征在于，所述压紧机构(7)包括压块(71)、摆杆(72)和铰接在底座(1)上的压紧缸(73)；所述压块(71)设置在第一V型定位块(8)的正上方，并安装在摆杆(72)上；

所述摆杆(72)的一端与第一V型定位块(8)铰接，另一端与压紧缸(73)的活塞杆铰接。

3.如权利要求1所述的一种高精度轴类零件检测用定位设备，其特征在于，所述举升机构(5)为单作用气缸。

4.如权利要求1所述的一种高精度轴类零件检测用定位设备，其特征在于，所述第一直线驱动器(4)为气缸，所述活动顶尖(2)的端部设有竖向延伸的T型槽(21)，所述第一直线驱动器(4)的活塞杆与所述T型槽(21)配合。

5.如权利要求1所述的一种高精度轴类零件检测用定位设备，其特征在于，还包括与底座(1)固接的第二V型定位块(9)，所述固定顶尖(3)压紧固定在第二V型定位块(9)的V型槽内。

6.如权利要求1或5所述的一种高精度轴类零件检测用定位设备，其特征在于，所述固定顶尖(3)的端部套设有沿固定顶尖(3)的轴线方向浮动设置的挡尘板(10)。

7.如权利要求5所述的一种高精度轴类零件检测用定位设备，其特征在于，第一V型定位块(8)和第二V型定位块(9)均与底座(1)为一体结构。

8.如权利要求1所述的一种高精度轴类零件检测用定位设备，其特征在于，还包括支撑轴类零件的托座组件(12)，所述托座组件(12)包括第二直线驱动器(121)、滑座(122)、托举架(123)和第三直线驱动器(124)；

所述滑座(122)与底座(1)沿固定顶尖(3)的轴线方向滑动连接，所述托举架(123)与滑座(122)竖向滑动连接；

所述第二直线驱动器(121)与滑座(122)连接，以驱动滑座(122)相对于底座(1)滑动；

所述第三直线驱动器(124)与托举架(123)连接，以驱动托举架(123)相对于滑座(122)滑动。

9.如权利要求1至8中任一权利要求所述的一种高精度轴类零件检测用定位设备的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括：

步骤一、将轴类零件(13)放置在固定顶尖(3)与活动顶尖(2)之间；

步骤二、举升机构(5)驱动支架(6)相对于底座(1)竖向滑动，使活动顶尖(2)脱离第一V型定位块(8)的V型槽；

步骤三、第一直线驱动器(4)驱动活动顶尖(2)沿固定顶尖(3)的轴线方向滑动，将所述轴类零件(13)固定在固定顶尖(3)与活动顶尖(2)之间；

步骤四、所述压紧机构(7)与活动顶尖(2)配合，将活动顶尖(2)压入第一V型定位块(8)的V型槽内，实现与第一V型定位块(8)的V型槽配合。