CN114800081B - 外圆磨削加工用动态检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及外圆磨削加工用动态检测装置，本发明有效解决了目前没有能够很好检测磨削工件表面平整度和磨削精度是否准确的装置，无法对工件进行动态实时检测，而且在检测时工件表面会附着有磨削碎屑，采用动态检测时还会影响检测数据，使动态检测的精准度降低；解决的技术方案包括：该装置通过对准结构能对磨床两端的夹具进行感应，使动态检测组件的圆心与工件圆心对准，通过检测组件能对工件外表面各个部位的平整度和磨削量进行动态实时检测对比，而且在进行检测时还能通过吹气组件对工件外表面进行吹气，将工件表面的碎屑清除，并能调节吹气力度，使工件表面的碎屑完全清理干净，确保检测数据的准确。

Description

外圆磨削加工用动态检测装置

技术领域

本发明涉及磨削检测装置技术领域，尤其涉及外圆磨削加工用动态检测装置。

背景技术

磨削加工，在机械加工隶属于精加工（机械加工分粗加工，精加工，热处理等加工方式），加工量少、精度高，磨削加工是应用较为广泛的切削加工方法之一，其中外圆磨削加工主要在外圆磨床上进行，用以磨削轴类工件的外圆柱、外圆锥和轴肩端面。目前在进行外圆磨削加工时，往往是在整体磨削完成后将工件取下在进行精度测量，这种检测方式较为繁琐，不能快速准确的对磨削工件进行检测，而且是在整体磨削完成后才进行检测，即便出现问题也有很大可能无法补救，目前没有能够很好检测磨削工件表面平整度和磨削精度是否准确的装置，无法对工件进行动态实时检测，而且在检测时工件表面会附着有磨削碎屑，采用动态检测时还会影响检测数据，使动态检测的精准度降低。

鉴于以上我们提供外圆磨削加工用动态检测装置用于解决以上问题。

发明内容

针对上述情况，本发明提供外圆磨削加工用动态检测装置，该装置通过对准结构能对磨床两端的夹具进行感应，使动态检测组件的圆心与工件圆心对准，通过检测组件能对工件外表面各个部位的平整度和磨削量进行动态实时检测对比，使操作人员及时得知磨削效果，保证磨削精度，而且在进行检测时还能通过吹气组件对工件外表面进行吹气，将工件表面的碎屑清除，并能调节吹气力度，使工件表面的碎屑完全清理干净，确保检测数据的准确。

外圆磨削加工用动态检测装置，包括安装座，其特征在于，所述安装座的内部设置有可调节的伸缩组件，所述伸缩组件的一端固定连接有横向支架，所述横向支架的内部通过轴承卡接有可旋转的丝杠，所述丝杠的外部传动连接有可在其外部移动的固定组件，所述固定组件顶端远离横向支架的一侧通过铰链铰接有可活动的套管，所述固定组件和套管的侧面均设置有可调节的检测组件，所述固定组件和套管的内部设置有用于带动检测组件活动的传动结构，所述固定组件的顶端设置有用于拉起套管的气缸组件，所述固定组件远离检测组件一侧的顶部设置有用于标定夹具轴心的对准结构，所述固定组件的两侧均设置有吹气组件，所述横向支架上表面和下表面的两侧均设置有用于调整吹气组件的卡接结构。

上述技术方案有益效果在于：

（1）该外圆磨削加工用动态检测装置，通过对准结构能将检测组件的圆心调整至与磨削工件的圆心以及磨床夹具的轴心相对应，保证检测组件位置的准确，检测组件设置在工件外部，当检测组件跟随磨削刀具同步移动至工件一端后，刀具对工件进行初步磨削，而检测组件能对工件外表面与其之间的距离数据进行记录，如果工件同一位置外圈不同部位检测的数据相差较大，则证明该部位的磨削发生偏差，从而能对磨削工件进行动态实时检测，确保操作人员能及时发现问题，保证了工件磨削快速精准进行。

（2）该外圆磨削加工用动态检测装置不仅能对工件进行动态实时检测，还能通过吹气组件提高检测的精准度，刀具在进行磨削时，吹气组件吹出中等风力的风能对工件表面进行清理，防止损伤刀具，当刀具磨削至工件一端并暂停移动时，操作人员可以通过运转丝杠带动固定组件和检测组件单独移动，使检测组件对工件表面各个部位与其之间的距离进行再次测量，并与磨削时检测的数据进行对比，达到复检效果，此时吹气组件能对磨削过的工件表面进行吹气，将其表面的碎屑清除，确保检测组件在进行复检时检测数据的准确，而两侧的吹气组件在接触到卡接结构后会收缩，防止与磨床发生碰撞，在远离卡接结构时，卡接结构能调整吹气组件，使吹气组件吹出高强度风力的风，并跟随检测组件在工件外部往复移动，将工件表面进行再次清理，完全将碎屑清除，检测组件能对经过高强度风力吹过的工件再次进行检测，并与之前的检测数据对比，确保检测结果的准确性，进一步保证了该动态检测装置的检测精准性。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明检测组件示意图；

图3为本发明气缸组件拆分示意图；

图4为本发明检测组件拆分示意图；

图5为本发明传动结构示意图；

图6为本发明传动结构拆分示意图；

图7为本发明对准结构示意图；

图8为本发明对转结构拆分示意图；

图9为本发明弧形齿条示意图；

图10为本发明吹气组件示意图；

图11为本发明横向支架拆分示意图；

图12为本发明吹气组件拆分示意图；

图13为本发明吹气头拆分示意图；

图14为本发明图10中A处放大示意图。

图中：1、安装座；2、横向支架；3、丝杠；4、套管；5、液压杆；6、辅助支撑杆；7、滑块；8、固定套管；9、支撑板；10、伸缩气缸；11、弧形限位壳；12、弧形齿环；13、第一距离传感器；14、弧形卡槽；15、主动直齿轮；16、从动直齿轮；17、传动齿轮；18、齿轮带；19、卡接齿轮；20、支撑架；21、套架；22、齿条；23、第二距离传感器；24、弧形齿条；25、第一齿轮；26、第一锥齿轮；27、第二锥齿轮；28、传动杆；29、第二齿轮；30、套杆；31、活动杆；32、顶板；33、吹气头；34、外套管；35、气嘴；36、固定板；37、旋转架；38、调节齿轮；39、卡板；40、齿纹凹槽；41、压缩弹簧。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至图14对实施例的详细说明中，可清楚的呈现，以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

实施例1，本实施例提供外圆磨削加工用动态检测装置，如附图1-6所示，包括安装座1，安装座1通过螺栓连接在磨削刀具支架的一侧，并跟随刀具同步移动，安装座1的内部设置有可调节的伸缩组件，伸缩组件包括液压杆5和辅助支撑杆6，液压杆5插接在安装座1的内部，液压杆5的两侧均设置有辅助支撑杆6，两个辅助支撑杆6的一端插接在安装座1的内部且另一端与横向支架2固定连接，辅助支撑杆6能起到辅助支撑的作用，保证横向支架2安装的牢固性，两个辅助支撑杆6的表面均设置有刻度线，通过观察刻度线能使液压杆5控制横向支架2和检测组件的伸出距离，伸缩组件的一端固定连接有横向支架2，横向支架2的内部通过轴承卡接有可旋转的丝杠3，丝杠3的外部传动连接有可在其外部移动的固定组件，固定组件包括滑块7和固定套管8，滑块7套接在丝杠3的外部且卡接在横向支架2的内部，丝杠3的一端与电机驱动轴连接，滑块7的一侧固定连接在横向支架2侧面的中部，电机驱动丝杠3旋转，能使滑块7和固定套管8沿横向支架2的方向往复移动，从而能控制检测组件对工件整体进行检测，套管4通过铰链铰接在固定套管8顶端的一侧，固定组件顶端远离横向支架2的一侧通过铰链铰接有可活动的套管4，固定组件和套管4的侧面均设置有可调节的检测组件，检测组件包括弧形限位壳11、弧形齿环12和第一距离传感器13，弧形齿环12卡接在弧形限位壳11的内部，弧形齿环12的内表面等距均匀设置有三个第一距离传感器13，当检测组件在工件外部移动时，第一距离传感器13能检测其本身与工件外表面的距离，两个检测组件能对工件的一周同时检测，从而得知工件一周与第一距离传感器13的距离是否相等，如果测得工件同一位置一周与各个第一距离传感器13的位置均相同，则证明工件磨削的较为规则，不会产生较大偏差，反之则证明工件磨削发生偏差；弧形齿环12的两侧均开设有与弧形限位壳11卡接的弧形卡槽14，能对弧形齿环12的运动轨迹进行限位，弧形齿环12的一侧固定连接有限位板，限位板能与主动直齿轮15和从动直齿轮16卡接，防止两个弧形齿环12从弧形限位壳11内脱落，弧形限位壳11的数量为两个，两个弧形限位壳11的侧面分别与套管4和固定套管8固定连接，其中一个弧形限位壳11内部的一侧卡接有与弧形齿环12啮合的主动直齿轮15，主动直齿轮15为电机驱动轴，另一个弧形限位壳11内部的一侧卡接有与弧形齿环12啮合的从动直齿轮16，主动直齿轮15和从动直齿轮16的一侧均固定连接有传动齿轮17，固定组件和套管4的内部设置有用于带动检测组件活动的传动结构，传动结构包括齿轮带18和卡接齿轮19，齿轮带18设置在套管4和固定套管8的内部，卡接齿轮19的数量为三个，其中一个卡接齿轮19卡接在套管4的内部且与齿轮带18啮合，另外两个卡接齿轮19卡接在固定套管8的内部且与齿轮带18啮合，两个传动齿轮17分别插接在固定套管8和套管4的内部，且两个传动齿轮17分别啮合在齿轮带18的两端，在检测组件进行检测时，操作人员可以运转主动直齿轮15，主动直齿轮15在带动其中一个弧形齿环12的同时，能通过传动齿轮17带动齿轮带18转动，齿轮带18能带动另一端的传动齿轮17和从动直齿轮16旋转，从而带动另一个弧形齿环12同步转动，能将原本处于工件上下部位的第一距离传感器13调整至处于工件左右两侧，便于对工件进行全方位的检测，使主动直齿轮15反转便能将两个弧形齿环12重新复位；固定组件的顶端设置有用于拉起套管4的气缸组件，气缸组件包括支撑板9和伸缩气缸10，支撑板9固定连接在固定套管8的顶端，伸缩气缸10的一端铰接在支撑板9侧面的顶部，伸缩气缸10的另一端铰接在套管4的上表面，通过伸缩气缸10能将套管4向上拉起，从而能使检测组件移动至工件外部或者退出到工件一侧时不会碰撞到工件；

实施例2，本实施例提供外圆磨削加工用动态检测装置，如附图7-9所示，包括对准结构，对准结构包括支撑架20、套架21、齿条22、第二距离传感器23和弧形齿条24，支撑架20的底端固定连接在固定套管8侧面的顶部，套架21固定连接在支撑架20的侧面，弧形齿条24的底端固定连接在套管4侧面的顶部且穿设在支撑架20的内部，支撑架20内部靠近弧形齿条24的一侧卡接有与其啮合的第一齿轮25，第一齿轮25的一侧固定连接有第一锥齿轮26，第一锥齿轮26的侧面啮合有第二锥齿轮27，第一齿轮25、第一锥齿轮26和第二锥齿轮27均卡接在支撑架20的内部，第二锥齿轮27侧面的圆心处固定连接有传动杆28，传动杆28穿设在套架21内部的一端固定连接有第二齿轮29，齿条22插接在套架21的内部且与第二齿轮29啮合，第二距离传感器23设置在齿条22的底部，当套管4处于水平状态时，齿条22的位置固定，第二距离传感器23与套管4相对应，在夹紧工件之前，操作人员可以通过对准结构将检测组件的圆心调整至与夹具轴心相对应的位置，具体操作方式为：控制伸缩气缸10将套管4向上拉起，弧形齿条24会沿其弧形轨迹运动，从而带动第一齿轮25旋转，第一齿轮25通过第一锥齿轮26带动第二锥齿轮27、传动杆28和第二齿轮29旋转，从而能使齿条22向下运动，其运动距离刚好使第二距离传感器23与检测组件的圆心对应，且与夹具轴心处于同一水平面上，然后通过液压杆5调整检测组件的前后位置，第二距离传感器23能感应出与磨床的距离，第二距离传感器23将距离数据反馈至外部控制模块，控制模块经过计算并控制液压杆5前后移动，当检测的距离处于最短位置时，便能得知此时第二距离传感器23与夹具对应，此时控制模块使液压杆的位置固定，从而能将检测组件的圆心与夹具轴心对应，保证了检测组件能准确检测工件的前提，将检测组件位置固定后，通过伸缩气缸10将套管4放下至水平位置，弧形齿条24能通过第一齿轮25、第一锥齿轮26、第二锥齿轮27、传动杆28和第二齿轮29带动齿条22重新向上移动，使其复位，并不会对安装工件造成影响；

实施例3，本实施例提供外圆磨削加工用动态检测装置，如附图10-14所示，包括吹气组件和卡接结构，活动杆31能在套杆30内滑动，吹气头33与外部的伸缩高压气管连通，伸缩高压气管穿设在套杆30和活动杆31的内部，顶板32在移动过程中会与卡板39抵接，当该动态检测装置跟随刀具同步移动时，检测组件处于横向支架2的中部且位置固定，此时固定组件两侧的吹气组件吹出的都是中等风力的风（在磨削时，两侧的吹气组件初始状态为中等风力，且活动杆31都处于最长状态，检测组件与刀具同步移动时，刀具处在检测组件和远离磨削起点一侧的吹气组件之间，刀具从磨削起点开始对工件进行磨削，远离磨削起点一侧的吹气组件是对磨削前的工件进行吹风清理，而此时检测组件检测的数据为磨削过后而并未使用吹气组件清理的数据，吹气组件初始状态设置为吹出中等风力的风是为了在进行第二次检测时通过检测经过中等风力清理过的工件数据与初次磨削后检测的数据进行对比，从而能再增加一组高强度风力清理后的工件数据做对比，增加对比项，能提高该检测组件检测的准确性）；当刀具已经对工件磨削过一遍并停止后，需要对磨削过的工件进行检测，可以使丝杠3旋转，先让检测组件移动至横向支架2远离磨削起点的一端，固定组件远离磨削起点一侧的吹气组件会顶紧卡板39，从而将活动杆31收回套杆30内，防止与磨床发生碰撞，至最短状态时，顶板32会将卡板39顶至倾斜状态然后越过卡板39，卡板39在压缩弹簧41的作用下会恢复竖直状态，然后使检测组件向横向支架2靠近磨削起点的一侧移动，对工件整体进行检测，向横向支架2靠近磨削起点一侧移动时，远离磨削起点一侧的吹气组件会重新与卡板39卡接，并将活动杆31拉出至最长状态，至最长状态后，顶板32重新将卡板39顶至倾斜状态然后越过卡板39，此时吹气头33上的调节齿轮38会与齿纹凹槽40啮合，使调节齿轮38转动，能使旋转架37转动（旋转架37 和固定板36的侧面均开设有用于通气的通气孔，正常状态下各个通气孔相通，因此吹出中等风力的风，对工件表面进行清理），使旋转架37侧面外围的通气孔与固定板36相互错开，只剩中部一个通气孔流通，在气压相等的情况下，出气孔越小吹出的风力越大，因此能将远离磨削起点一侧的吹气头33吹出的风调整至高强度风力，此时靠近磨削起点一侧的吹气头33仍对工件吹中等风力的风，使检测组件对使用中等风力吹风清理的工件整体进行检测得出数据，当检测组件移动至横向支架2最靠近磨削起点的一端时，固定组件靠近磨削起点一侧的吹气组件会顶紧卡板39，从而将活动杆31收回套杆30内，至最短状态时，顶板32会将卡板39顶至倾斜状态然后越过卡板39，卡板39在压缩弹簧41的作用下会恢复竖直状态，然后使检测组件重新向远离磨削起点的一端移动进行复检，靠近磨削起点一侧的吹气组件会重新与卡板39卡接，将活动杆31拉出至最长状态，并通过调节齿轮38和齿纹凹槽40将靠近磨削起点一侧的吹气头33调整为高强度风力，此时固定组件两侧的吹气头33均为高强度风力，使检测组件对使用高强度风力吹风清理的工件整体进行检测得出数据，检测组件重新回到远离磨削起点一端后，操作丝杠3再次重复上一步骤，使检测组件再次移动至横向支架2靠近磨削起点的一端，再次测得一组使用高强度风力吹风清理的工件的检测数据，此时远离磨削起点一侧的吹气头33在调节齿轮38和齿纹凹槽40的作用下重新变为中等风力，检测组件移动至横向支架2靠近磨削起点的一端后重新返回至横向支架2中部，此时靠近磨削起点一侧的吹气头33在调节齿轮38和齿纹凹槽40的作用下也重新变为中等风力，使检测组件和吹气组件均恢复至初始状态；此时一共测得四组数据，第一距离传感器13将每次测得其与工件表面的距离数据反馈至控制模块，由控制模块统一进行计算对比并通过数据展示给操作人员，使操作人员能及时得知检测结果，控制模块将磨削时第一距离传感器13测得的数据与使用中等风力吹风清理的工件检测得出的数据进行对比，如果两者差距较大，则证明磨削时测得的数据受工件上碎屑的影响较大；如果两者差距不大，将两者的数据与第一次使用高强度风力吹风清理的工件检测得出的数据进行对比，如果数据相差不大，则证明检测组件对工件的检测结果较为精准，没有受到碎屑的影响；如果数据相差较大，再将第一次使用高强度风力吹风清理的工件检测得出的数据与第二次使用高强度风力吹风清理的工件检测得出的数据进行对比便能得出磨削工件较为精准的测量数据（因为高强度风力清理过的工件表面基本上不会有碎屑杂物，所测出的数据比磨削时和使用中等风力清理过工件表面检测的数据更为准确），便于提高操作人员对磨削工件检测的准确性。

上面所述只是为了说明本发明，应该理解为本发明并不局限于以上实施例，符合本发明思想的各种变通形式均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.外圆磨削加工用动态检测装置，包括安装座（1），其特征在于，所述安装座（1）的内部设置有可调节的伸缩组件，所述伸缩组件的一端固定连接有横向支架（2），所述横向支架（2）的内部通过轴承卡接有可旋转的丝杠（3），所述丝杠（3）的外部传动连接有可在其外部移动的固定组件，所述固定组件顶端远离横向支架（2）的一侧通过铰链铰接有可活动的套管（4），所述固定组件和套管（4）的侧面均设置有可调节的检测组件，所述固定组件和套管（4）的内部设置有用于带动检测组件活动的传动结构，所述固定组件的顶端设置有用于拉起套管（4）的气缸组件，所述固定组件远离检测组件一侧的顶部设置有用于标定夹具轴心的对准结构，所述固定组件的两侧均设置有吹气组件，所述横向支架（2）上表面和下表面的两侧均设置有用于调整吹气组件的卡接结构；

所述固定组件包括滑块（7）和固定套管（8），所述滑块（7）套接在丝杠（3）的外部且卡接在横向支架（2）的内部，所述丝杠（3）的一端与电机驱动轴连接，所述滑块（7）的一侧固定连接在固定套管（8）侧面的中部，所述套管（4）通过铰链铰接在固定套管（8）顶端的一侧，所述气缸组件包括支撑板（9）和伸缩气缸（10），所述支撑板（9）固定连接在固定套管（8）的顶端，所述伸缩气缸（10）的一端铰接在支撑板（9）侧面的顶部，所述伸缩气缸（10）的另一端铰接在套管（4）的上表面；

所述检测组件包括弧形限位壳（11）、弧形齿环（12）和第一距离传感器（13），所述弧形齿环（12）卡接在所述弧形限位壳（11）的内部，所述弧形齿环（12）的内表面等距均匀设置有三个第一距离传感器（13），所述弧形齿环（12）的两侧均开设有与弧形限位壳（11）卡接的弧形卡槽（14），所述弧形限位壳（11）的数量为两个，两个所述弧形限位壳（11）的侧面分别与套管（4）和固定套管（8）固定连接，其中一个所述弧形限位壳（11）内部的一侧卡接有与弧形齿环（12）啮合的主动直齿轮（15），所述主动直齿轮（15）为电机驱动轴，另一个所述弧形限位壳（11）内部的一侧卡接有与弧形齿环（12）啮合的从动直齿轮（16），所述主动直齿轮（15）和从动直齿轮（16）的一侧均固定连接有传动齿轮（17）。

2.根据权利要求1所述的外圆磨削加工用动态检测装置，其特征在于，所述伸缩组件包括液压杆（5）和辅助支撑杆（6），所述液压杆（5）插接在安装座（1）的内部，所述液压杆（5）的两侧均设置有辅助支撑杆（6），两个所述辅助支撑杆（6）的一端插接在安装座（1）的内部且另一端与横向支架（2）固定连接，两个所述辅助支撑杆（6）的表面均设置有刻度线。

3.根据权利要求1所述的外圆磨削加工用动态检测装置，其特征在于，所述传动结构包括齿轮带（18）和卡接齿轮（19），所述齿轮带（18）设置在套管（4）和固定套管（8）的内部，所述卡接齿轮（19）的数量为三个，其中一个所述卡接齿轮（19）卡接在套管（4）的内部且与齿轮带（18）啮合，另外两个所述卡接齿轮（19）卡接在固定套管（8）的内部且与齿轮带（18）啮合，两个所述传动齿轮（17）分别插接在固定套管（8）和套管（4）的内部，且两个所述传动齿轮（17）分别啮合在齿轮带（18）的两端。

4.根据权利要求3所述的外圆磨削加工用动态检测装置，其特征在于，所述对准结构包括支撑架（20）、套架（21）、齿条（22）、第二距离传感器（23）和弧形齿条（24），所述支撑架（20）的底端固定连接在固定套管（8）侧面的顶部，所述套架（21）固定连接在支撑架（20）的侧面，所述弧形齿条（24）的底端固定连接在套管（4）侧面的顶部且穿设在支撑架（20）的内部，所述支撑架（20）内部靠近弧形齿条（24）的一侧卡接有与其啮合的第一齿轮（25），所述第一齿轮（25）的一侧固定连接有第一锥齿轮（26），所述第一锥齿轮（26）的侧面啮合有第二锥齿轮（27），所述第二锥齿轮（27）侧面的圆心处固定连接有传动杆（28），所述传动杆（28）穿设在套架（21）内部的一端固定连接有第二齿轮（29），所述齿条（22）插接在套架（21）的内部且与第二齿轮（29）啮合，所述第二距离传感器（23）设置在齿条（22）的底部。

5.根据权利要求1所述的外圆磨削加工用动态检测装置，其特征在于，所述吹气组件包括套杆（30）、活动杆（31）、顶板（32）和吹气头（33），所述套杆（30）固定连接在固定套管（8）的侧面，所述活动杆（31）插接在套杆（30）的内部，所述吹气头（33）通过螺纹连接在活动杆（31）远离套杆（30）的一端，所述顶板（32）固定连接在活动杆（31）表面靠近吹气头（33）的一侧，所述吹气头（33）包括外套管（34）、气嘴（35）、固定板（36）、旋转架（37）和调节齿轮（38），所述气嘴（35）通过螺纹连接在外套管（34）的一端，所述固定板（36）固定连接在气嘴（35）的内部，所述旋转架（37）卡接在外套管（34）的内部且与固定板（36）抵紧，所述调节齿轮（38）固定连接在旋转架（37）远离固定板（36）的一端且穿设在外套管（34）的外部。

6.根据权利要求5所述的外圆磨削加工用动态检测装置，其特征在于，所述卡接结构包括卡板（39）、齿纹凹槽（40）和压缩弹簧（41），所述卡板（39）通过铰链铰接在横向支架（2）的上表面，所述齿纹凹槽（40）开设在卡板（39）远离固定套管（8）一侧的顶部，所述压缩弹簧（41）固定连接在卡板（39）侧面的中部，所述卡板（39）的两侧均固定连接有压缩弹簧（41），两个所述压缩弹簧（41）的底端均固定连接在横向支架（2）的上表面。

7.根据权利要求1所述的外圆磨削加工用动态检测装置，其特征在于，所述吹气组件和卡接结构的数量均为四个，四个所述吹气组件平均分为两组，两组所述吹气组件分别设置在固定套管（8）的两侧，四个所述卡接组件分别设置在横向支架（2）上表面和下表面的两侧。

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