CN114367872B - 一种百分表组件及基于它的校准装置和找正/装夹工装 - Google Patents

Abstract

本发明涉及线性尺寸的测量，具体是一种适于加工毛坯工件内孔的百分表组件及基于它的校准装置和找正/装夹工装，其中该百分表组件，该百分表组件包括两个百分表，每个百分表固接在磁吸底座上，用丝杆替换原百分表的测量杆，丝杆的轴向与磁吸底座的下平面垂直，丝杆的下端螺接同轴的套管的上端，套管的下端螺接同轴的找正杆的上端，找正杆的下端Z形弯折形成测头；套管上端的丝杆上和/或套管下端的找正杆上螺接锁紧圆螺母。与现有技术相比，本发明通过设置两个百分表，若两个百分表显示的分度值不一致，就需要调整，在调整到两个百分表显示的分度值相同时，就表明达到工件已经找正，非常直观和高效。

Description

一种百分表组件及基于它的校准装置和找正/装夹工装

技术领域

本发明涉及线性尺寸的测量，具体是一种适于加工毛坯工件内孔的百分表组件及基于它的校准装置和找正/装夹工装。

背景技术

在机械加工领域，毛坯工件内孔的找正是非常重要的。例如在挖掘机上使用的主控制阀阀体，铸造时主阀芯孔和台阶孔单边余量只有2.5-3mm，在对这些内孔进行精密加工时，必须保证装夹后主控制阀阀体上的多个主阀芯孔或台阶孔的加工面与刀具的给进方向垂直，否则将造成主阀芯孔和台阶孔错位，该主控制阀阀体只能报废。众所周知，两点决定一条线，如能保证相距较远的两个主阀芯孔或台阶孔某一待加工平面处的高度相同，就能保证主阀芯孔或台阶孔的待加工面与加工设备的刀具给进方向垂直。常规的相距较远的两个待加工平面高度是否相同，可以直接通过百分表等量具进行线性尺寸的测量，而如主控制阀阀体内的主阀芯孔或台阶孔位于主控制阀阀体内部，无法进行直接测量，即使采用间接测量的方法如通过找正主控制阀阀体的外表面间接找正主阀芯孔或台阶孔，对量具进行改装，测量结果也不直观；还由于铸造的主控制阀阀体的外表面并不精确，因此找正的结果更不精确，对技术人员的经验依赖性较强，操作也繁琐，效率低下。

同时，由于铸造的主控制阀阀体的外表面并不精确，现有的找正工装无法精确地对工件进行找正，或者找正效率低。

另外，即使工件已经找正，但如何固定找正后的工件并可直接应用到加工设备上，现有技术还不能做到，通常需要多次找正，多次夹装，效率低下。

发明内容

为克服现有量具无法进行直接测量，或者测量结果不直观、不精确的缺陷，本发明提供一种百分表组件，所采取的技术方案是：

一种百分表组件，该百分表组件包括两个百分表，每个百分表固接在磁吸底座上，用丝杆替换原百分表的测量杆，丝杆的轴向与磁吸底座的下平面垂直，丝杆的下端螺接同轴的套管的上端，套管的下端螺接同轴的找正杆的上端，找正杆的下端Z形弯折形成测头；套管上端的丝杆上和/或套管下端的找正杆上螺接锁紧圆螺母。

与现有技术相比，本发明通过设置两个百分表，若两个百分表显示的分度值不一致，就需要调整，在调整到两个百分表显示的分度值相同时，就表明达到工件已经找正，非常直观和高效。

为对这一种百分表组件进行校准，本发明提供基于一种百分表组件的校准装置，所采取的技术方案是：

该校准装置包括校准底板，校准底板上固接高侧板和低侧板，高侧板的右侧面和低侧板的右侧面平行，高侧板的右侧面和低侧板的右侧面之间的距离等于磁吸底座到拟找正的毛坯工件内孔加工面之间的距离，磁吸底座能吸附在低侧板的右侧面上，测头能抵接在高侧板的右侧面上。

为克服现有找正结果不精确，对技术人员的经验依赖性较强，操作繁琐，需要多次找正，多次夹装，效率低下的缺陷，本发明提供基于这种百分表组件及其校准装置的找正/装夹工装，所采取的技术方案是：

该找正/装夹工装合找正与装夹功能为一体，包括找正/装夹底板，找正/装夹底板上固设2个立板、2个筋板，2个立板两端分别固接2个筋板，2个立板和2个筋板被位于它们范围内十字状撑板支撑，2个立板外侧分别固接定位立板，2个定位立板的外侧分别固接上横定位板和下横定位板，每个上横定位板上分别开设2个容套管、找正杆和/或测头穿过的槽口， 2个槽口外侧的上横定位板和下横定位板上分别开设竖圆台阶孔，上横定位板或下横定位板上2个竖圆台阶孔之间的距离小于等于拟找正毛坯工件的长度，每个竖圆台阶孔内通过内六角顶丝固设定位套，对应上横定位板的定位套的上段、对应下横定位板的定位套的下段螺接大六方螺栓，对应上横定位板的定位套的下段、对应下横定位板的定位套的上段间隙插入定位销，定位销的内端中心开设螺纹盲孔，定位销的周向圆面上开设长向平行于其轴向的导向槽，与定位套侧壁螺接的定向内六角顶丝抵入导向槽内；在大六方螺栓的六角头上开设沉头圆通孔，沉头圆通孔的小孔内间隙穿入隔套，隔套的内端抵接定位销、外端抵接位于沉头圆通孔的大孔底部的垫片，小六方螺钉的螺杆穿过隔套与螺纹盲孔螺接，小六方螺钉的钉头在沉头圆通孔的大孔内压紧垫片。

进一步地，定位销的外端渐缩为平头顶尖。

进一步地，上横定位板与下横定位板之间的间距大于拟找正毛坯工件的高度。

进一步地，每个上横定位板上的2个槽口之间的距离等于拟找正毛坯工件内2个内孔加工面之间的距离。

进一步地，每个下横定位板开设与上横定位板上的2个槽口对应的、避让测头的槽口。

进一步地，上横定位板上表面上固设表座下垫板，对应两个槽口处的表座下垫板的厚度相同或不同。

进一步地，靠近定位立板的上端外侧分别固接表座侧垫板，对应两个槽口处的表座侧垫板的厚度相同或不同。

附图说明

图1是本发明单个百分表的结构示意图。

图2是图1的局部放大图。

图3是本发明百分表组件与校准装置的结构示意图。

图4是本发明找正/装夹工装的结构示意图。

图5是图4的局部剖视图。

图6是图5的局部放大图。

图7本发明找正/装夹工装中上横定位板的结构示意图。

图8本发明找正/装夹工装中定位销的结构示意图。

图9本发明找正/装夹工装中大六方螺栓的结构示意图。

图10是一个工件在本发明找正/装夹工装上时的结构示意图。

图11是图10的局部剖视图。

图12是图11的局部放大图。

图13是本发明找正/装夹工装中表座下垫板与表座侧垫板的结构示意图。

图中：

百分表组件-100，百分表-101，磁吸底座-102，垫高块-103，丝杆-111，锁紧圆螺母-112，套管-113，找正杆-114，测头-115；

校准装置200，校准底板-201，高侧板-202，低侧板-203；

找正/装夹工装-300，找正/装夹底板-301，立板-302，筋板-303，十字状撑板-304，定位立板-305，上横定位板-306，下横定位板-307，槽口-308，竖圆台阶孔-309，，内六角顶丝-310，定位套-311，大六方螺栓-312，定位销-313，螺纹盲孔-3131，平头顶尖-3132，导向槽-3133，定向内六角顶丝-314，隔套-315，小六方螺钉-316，垫片-317，表座下垫板-318，表座侧垫板-319；

主控制阀阀体-400，第一主阀芯孔-401，第二主阀芯孔-402，第一平面-401’，第二平面-402’。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

实施例1，如图1-2所示的一种毛坯工件内孔百分表组件，该百分表组件100包括两个百分表101，每个百分表101通过垫高块103固接在磁吸底座102上，用丝杆111替换原百分表的测量杆，丝杆111的轴向与磁吸底座102的下平面垂直，丝杆111的下端螺接同轴的套管113的上端，套管113的下端螺接同轴的找正杆114的上端，找正杆114的下端Z形弯折形成测头115；单独或同时调整套管113旋到丝杆111上的圈数和调整找正杆114旋入套管113的圈数，就能将两个百分表的测头115调整到同样的长度。而且还能调整测头115的最大测量长度，用以适应不同工件的要求。

通过锁紧圆螺母112可以锁定调整好的最大测量长度。在图1中显示出只在套管113上端的丝杆111上螺接了锁紧圆螺母112，并不表明套管113下端的找正杆114上不可以螺接锁紧圆螺母。在另一优选实施例中套管113下端的找正杆114上也螺接锁紧圆螺母112。测头115进行Z形弯折的目的是找正杆114在位于某个孔中时，测头115的端部能够与位于孔外的拟加工面抵接。

实施例2，为将实施例1的两个找正百分表校准到读数一致，本实施例提供校准实施例1百分表组件100的校准装置200，包括校准底板201，校准底板201上固接高侧板202和低侧板203，高侧板202的右侧面和低侧板203的右侧面平行，高侧板202的右侧面和低侧板203的右侧面之间的距离等于磁吸底座102到拟找正的毛坯工件内孔底壁之间的距离。

校准时，先将分别与两个百分表101固接的磁吸底座102都吸附在低侧板203的右侧面上，先调整其中一个百分表101的套管113旋到丝杆111上的圈数和/或调整找正杆114旋入套管113的圈数，使得测头115抵在高侧板202的右侧面上，为了保证测量力一定，应当使测头115对高侧板202的右侧面有一定的初始测量压力，即在测头115与高侧板202的右侧面接触时，应有0.3~1mm的压缩量，使该百分表101的指针转过半圈左右，然后转动表圈，使表盘的零位刻线对准指针。轻轻地拉动手提圆头，拉起和放松几次，检查指针所指零位有无改变。当该百分表101的指针零位稳定后，按照同样的方式调整另一个百分表101。这样实施例1的百分表组件就校准好了。

实施例3，基于实施例1的百分表组件100的找正/装夹工装300，该找正/装夹工装300不仅具有找正功能，还同时具有装夹功能，包括找正/装夹底板301，找正/装夹底板301上固设2个立板302、2个筋板303，2个立板302两端分别固接2个筋板303，2个立板302和2个筋板303被位于它们范围内十字状撑板304支撑，2个立板302外侧分别固接定位立板305，2个定位立板305的外侧分别固接上横定位板306和下横定位板307，上横定位板306与下横定位板307之间的间距大于拟找正毛坯工件的高度，每个上横定位板306上分别开设2个容套管113、找正杆114和/或测头115穿过的槽口308，每个上横定位板306上的2个槽口308之间的距离等于拟找正毛坯工件内2个内孔加工面之间的距离，每个下横定位板307开设与上横定位板306上的2个槽口308对应的、避让测头115的槽口308；2个槽口308外侧的上横定位板306和下横定位板307上分别开设竖圆台阶孔309，上横定位板306或下横定位板307上2个竖圆台阶孔309之间的距离小于等于拟找正毛坯工件的长度，每个竖圆台阶孔309内通过内六角顶丝310固设定位套311，对应上横定位板306的定位套311的上段、对应下横定位板307的定位套311的下段螺接大六方螺栓312，对应上横定位板306的定位套311的下段、对应下横定位板307的定位套311的上段间隙插入定位销313，定位销313的内端中心开设螺纹盲孔3131，定位销313的外端渐缩为平头顶尖3132，定位销313的周向圆面上开设长向平行于其轴向的导向槽3133，与定位套311侧壁螺接的定向内六角顶丝314抵入导向槽3133内；在大六方螺栓312的六角头上开设沉头圆通孔3121，沉头圆通孔3121的小孔内间隙穿入隔套315，隔套315的内端抵接定位销313、外端抵接位于沉头圆通孔3121的大孔底部的垫片317，小六方螺钉316的螺杆穿过隔套315与螺纹盲孔3131螺接，小六方螺钉316的钉头在沉头圆通孔3121的大孔内压紧垫片317。上横定位板306上表面上固设表座下垫板318，对应两个槽口308处的表座下垫板318的厚度相同或不同。靠近定位立板305的上端外侧分别固接表座侧垫板319，对应两个槽口308处的表座侧垫板319的厚度相同或不同。

通过单独旋转每个大六方螺栓312，相应的定位销313就可以相对于上横定位板306向下直线位移，相对于下横定位板307向上直线位移，而不会发生周向转动。实现相对位移的方案有很多，例如本实施例的大六方螺栓312和定位销313固接为一体也能实现相对位移，但这样的话转动大六方螺栓312时定位销313也随之转动，可能带动放置其上的工件随之产生偏转，造成已经找正的其他定位点发生偏移，找正效率大大降低。

下面以挖掘机上使用的主控制阀阀体400为例来说明如何利用实施例2校准好的百分表组件100来进行找正和装夹。

如图10所示的主控制阀阀体400，为铸造毛坯工件，内部分布有多个主阀芯孔或台阶孔，假设若第一主阀芯孔401和第二主阀芯孔402的第一平面401’和第二平面402’位于同一水平面上就表明主控制阀阀体400就找正了。

找正时，将主控制阀阀体400放置在下横定位板307的两个定位销313的两个朝上的平头顶尖3132上，使得上横定位板306的两个定位销313的两个朝下的平头顶尖3132与主控制阀阀体400的上表面有一定的间隙，这样主控制阀阀体400处于浮动状态，将百分表组件100的2个磁吸底座102都吸附在主控制阀阀体400上方的上横定位板306上，这样2个磁吸底座102的下表面必然处于同一高度的水平面上，使与两个百分表101分别相接的测头115、找正杆114和套管113无碍地穿过主控制阀阀体400上的左右两个竖向的第一主阀芯孔401和第二主阀芯孔402，使得2个测头115分别抵在第一平面401’和第二平面402’上，若恰好两个百分表101的读数相同，表明主控制阀阀体400恰好找正了；若两个百分表101的读数相同不一致，先转动下横定位板307上的两个大六方螺栓312中的一个例如右边的大六方螺栓312，该大六方螺栓312逆时针转动时，抵压隔套315推着上面的定位销313微量地上行；该大六方螺栓312顺时针转动时，大六方螺栓312向下移动，但小六方螺钉316被同时松开，定位销313不会随之下行，此时需要再逆时针旋转小六方螺钉316，定位销313才会随之下行。通过这样操作，使得右边的定位销313的平头顶尖3132直线支撑主控制阀阀体400的右侧微量地上行或下行，在转动右边的大六方螺栓312和/或小六方螺钉316的过程中，随时观察两个百分表101的读数，当两个百分表101的读数一样时，表示第一平面401’和第二平面402’处于同一平面，停止转动，此时主控制阀阀体400便已找正。两个百分表101的读数一样的意思是不必两个百分表101的读数均为0，任意分度值只要相同均可。

如果需要控制主控制阀阀体400内的第一平面401’和第二平面402’不仅共面，而且需要处于设定的高度处，则需要同时调整下横定位板307上左右两个大六方螺栓312和/或小六方螺钉316，调整过程与上述过程相似，不再赘述。

如果根据工件的初始设计，第一主阀芯孔401和第二主阀芯孔402的第一平面401’和第二平面402’并不在同一平面上，而是第一平面401’比第二平面402’高2mm，那就要在上横定位板306上表面上固设表座下垫板318，对应左边的槽口308处的表座下垫板318的厚度比对应右边的槽口308处的表座下垫板318的厚度高2mm，这样在将校准后的百分表组件100吸附到表座下垫板318之后，无需读取两个百分表101的读数，还是一样，只要两个百分表101的读数一样时表示已经找正。

如果根据工件的初始设计，第一主阀芯孔401和第二主阀芯孔402的轴心线距离定位立板305的距离并不相等，例如第一主阀芯孔401的轴心线比第二主阀芯孔402的轴心线靠里5mm，如果将两个百分表101装在上横定位板306上表面时，不仅找正杆114或测头115可能与孔壁发生干涉，即使不发生干涉，还可能会使得两个测头115的端部测量的第一平面401’和第二平面402’的位置不相应，找正的精度就不高，那么就要在靠近定位立板305的上端外侧分别固接表座侧垫板319，对应左边的槽口308处的表座侧垫板319的厚度比对应右边的槽口308处的表座侧垫板319的厚度小5mm；这样在将校准后的百分表组件100吸附到上横定位板306或表座下垫板318之后，使得磁吸底座102与表座侧垫板319抵接，就能保证找正的精度。

在主控制阀阀体400找正之后，装夹就非常简单了，转动上横定位板306上的两个大六方螺栓312和/或小六方螺钉316，使得其上的两个定位销313的两个朝下的平头顶尖-3132与主控制阀阀体400的上表面紧紧地抵接，这样主控制阀阀体400便被紧紧地固定在了找正/装夹工装300上，该工装共有两个工位。这样就完成了装夹，将带有两个主控制阀阀体400的找正/装夹工装300移动到卧式加工中心上即可进行加工，非常高效。

以上所述，仅为本实施例较佳的具体实施方式，但本实施例的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实施例揭露的技术范围内，根据本实施例的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实施例的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于找正百分表组件的找正/装夹工装，该百分表组件（100）包括两个百分表（101），其特征在于：每个百分表（101）固接在磁吸底座（102）上，用丝杆（111）替换原百分表的测量杆，丝杆（111）的轴向与磁吸底座（102）的下平面垂直，丝杆（111）的下端螺接同轴的套管（113）的上端，套管（113）的下端螺接同轴的找正杆（114）的上端，找正杆（114）的下端Z形弯折形成测头（115）；套管（113）上端的丝杆（111）上和/或套管（113）下端的找正杆（114）上螺接锁紧圆螺母（112）；其特征在于：该找正/装夹工装（300）合找正与装夹功能为一体，包括找正/装夹底板（301），找正/装夹底板（301）上固设2个立板（302）、2个筋板（303），2个立板（302）两端分别固接2个筋板（303），2个立板（302）和2个筋板（303）被位于它们范围内十字状撑板（304）支撑，2个立板（302）外侧分别固接定位立板（305），2个定位立板（305）的外侧分别固接上横定位板（306）和下横定位板（307），每个上横定位板（306）上分别开设2个容套管（113）、找正杆（114）和/或测头（115）穿过的槽口（308）， 2个槽口（308）外侧的上横定位板（306）和下横定位板（307）上分别开设竖圆台阶孔（309），上横定位板（306）或下横定位板（307）上2个竖圆台阶孔（309）之间的距离小于等于拟找正毛坯工件的长度，每个竖圆台阶孔（309）内通过内六角顶丝（310）固设定位套（311），对应上横定位板（306）的定位套（311）的上段、对应下横定位板（307）的定位套（311）的下段螺接大六方螺栓（312），对应上横定位板（306）的定位套（311）的下段、对应下横定位板（307）的定位套（311）的上段间隙插入定位销（313），定位销（313）的内端中心开设螺纹盲孔（3131），定位销（313）的周向圆面上开设长向平行于其轴向的导向槽（3133），与定位套（311）侧壁螺接的定向内六角顶丝（314）抵入导向槽（3133）内；在大六方螺栓（312）的六角头上开设沉头圆通孔（3121），沉头圆通孔（3121）的小孔内间隙穿入隔套（315），隔套（315）的内端抵接定位销（313）、外端抵接位于沉头圆通孔（3121）的大孔底部的垫片（317），小六方螺钉（316）的螺杆穿过隔套（315）与螺纹盲孔（3131）螺接，小六方螺钉（316）的钉头在沉头圆通孔（3121）的大孔内压紧垫片（317）；定位销（313）的外端渐缩为平头顶尖（3132）；

找正时，将主控制阀阀体（400）放置在下横定位板（307）的两个定位销（313）的两个朝上的平头顶尖（3132）上，使得上横定位板（306）的两个定位销（313）的两个朝下的平头顶尖（3132）与主控制阀阀体（400）的上表面有一定的间隙，这样主控制阀阀体（400）处于浮动状态，将百分表组件（100）的2个磁吸底座（102）都吸附在主控制阀阀体（400）上方的上横定位板（306）上，这样2个磁吸底座（102）的下表面必然处于同一高度的水平面上，使与两个百分表（101）分别相接的测头（115）、找正杆（114）和套管（113）无碍地穿过主控制阀阀体（400）上的左右两个竖向的第一主阀芯孔（401）和第二主阀芯孔（402），使得2个测头（115）分别抵在第一平面（401’）和第二平面（402’）上，若恰好两个百分表（101）的读数相同，表明主控制阀阀体（400）恰好找正了；若两个百分表（101）的读数相同不一致，先转动下横定位板（307）上的两个大六方螺栓（312）中右边的大六方螺栓（312），该大六方螺栓（312）逆时针转动时，抵压隔套（315）推着上面的定位销（313）微量地上行；该大六方螺栓（312）顺时针转动时，大六方螺栓（312）向下移动，但小六方螺钉（316）被同时松开，定位销（313）不会随之下行，此时需要再逆时针旋转小六方螺钉（316），定位销（313）才会随之下行；通过这样操作，使得右边的定位销（313）的平头顶尖（3132）直线支撑主控制阀阀体（400）的右侧微量地上行或下行，在转动右边的大六方螺栓（312）和/或小六方螺钉（316）的过程中，随时观察两个百分表（101）的读数，当两个百分表（101）的读数一样时，表示第一平面（401’）和第二平面（402’）处于同一平面，停止转动，此时主控制阀阀体（400）便已找正。

2.根据权利要求1所述的一种基于找正百分表组件的找正/装夹工装，其特征在于：上横定位板（306）与下横定位板（307）之间的间距大于拟找正毛坯工件的高度。

3.根据权利要求1所述的一种基于找正百分表组件的找正/装夹工装，其特征在于：每个上横定位板（306）上的2个槽口（308）之间的距离等于拟找正毛坯工件内2个内孔加工面之间的距离。

4.根据权利要求1所述的一种基于找正百分表组件的找正/装夹工装，其特征在于：每个下横定位板（307）开设与上横定位板（306）上的2个槽口（308）对应的、避让测头（115）的槽口。

5.根据权利要求1所述的一种基于找正百分表组件的找正/装夹工装，其特征在于：上横定位板（306）上表面上固设表座下垫板（318），对应两个槽口（308）处的表座下垫板（318）的厚度相同或不同。

6.根据权利要求1所述的一种基于找正百分表组件的找正/装夹工装，其特征在于：靠近定位立板（305）的上端外侧分别固接表座侧垫板（319），对应两个槽口（308）处的表座侧垫板（319）的厚度相同或不同。