CN108195334B - 浮动孔径测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种浮动孔径测量装置，包括设备底板，还包括用于完成待检测件孔径检测的测量机构，以及用于带动所述测量机构进行适应性调整的调节机构，所述测量机构借助所述调节机构与所述设备底板固定连接，所述测量机构包括孔径检测工装，所述孔径检测工装上设置有弹性部，所述孔径检测工装的顶部固定设置有用于与待检测件中心孔触接的接触式测量组件，所述接触式测量组件与待检测件中心孔过盈配合，所述接触式测量头可将待检测件中心孔与孔径偏差转化为所述弹性部的弹性形变。本发明适配性强、自动化程度高、可有效地提升孔径检测的效率与精度，具有很高的使用及推广价值。

Description

浮动孔径测量装置

技术领域

本发明涉及一种测量机构，尤其涉及一种在汽车飞轮盘加工过程中所使用到的浮动孔径测量装置，属于自动化加工领域。

背景技术

近年来，随着我国制造业的飞速发展、迅速崛起，我国的工业化生产水平获得了显著地提升。在这样的大背景下，汽车加工业作为工业化生产中的重要一环，其技术水平、加工效率等也均得到了长足的进步。

具体而言，飞轮盘是一种转动惯量很大的盘形零件，也是汽车发动机中所需要使用到的重要部件之一，其作用如同一个能量存储器。对于四冲程发动机来说，每四个活塞行程作功一次，即只有作功行程作功，而排气、进气和压缩三个行程都要消耗功。因此曲轴对外输出的转矩呈周期性变化，曲轴转速也不稳定。为了改善这种状况，则需要在曲轴后端装配飞轮盘。此外，部分飞轮盘还是摩擦式离合器的主动件，在飞轮盘轮缘上镶嵌有供启动发动机用的飞轮齿圈。此外，在飞轮盘上还刻有上止点记号，用来校准点火定时或喷油定时，以及调整气门间隙。

由上述介绍可以看出，飞轮盘的加工制造是汽车加工行业中不可或缺的一部分。由于目前，各汽车企业所使用的飞轮盘规格及要求不尽相同，因此在对飞轮盘加工件进行加工时，需要对飞轮盘加工件的中心孔的孔径进行检测。在现有的加工过程中，对于飞轮盘中心孔的孔径检测大多需要依靠人工操作来完成，但是由于在飞轮盘加工件的加工过程中，其产品精度的要求非常高，因此采用人工操作的方式很难精确的达到被测产品所要求的检测精度。同时，采用人工操作的方式受操作人员的熟练度影响较大，一旦操作人员出现疏忽的情况，那么整条产线的生产效率都会受到极大的影响。

正因如此，如何在保证加工企业生产效率的前提下，设计出一种能够以自动化、可调节化的方式完成对飞轮盘加工件中心孔径检测的孔径测量装置，就成为了本领域内技术人员所亟待解决的问题。

发明内容

鉴于现有技术存在上述缺陷，本发明的目的是提出一种在汽车飞轮盘加工过程中所使用到的浮动孔径测量装置。

本发明的目的，将通过以下技术方案得以实现：

一种浮动孔径测量装置，包括设备底板，还包括用于完成待检测件孔径检测的测量机构，以及用于带动所述测量机构进行适应性调整的调节机构，所述测量机构借助所述调节机构与所述设备底板固定连接，所述测量机构包括孔径检测工装，所述孔径检测工装上设置有弹性部，所述孔径检测工装的顶部固定设置有用于与待检测件中心孔触接的接触式测量组件，所述接触式测量组件与待检测件中心孔过盈配合，所述接触式测量头可将待检测件中心孔与孔径偏差转化为所述弹性部的弹性形变。

优选地，所述孔径检测工装上设置有第一固定部、第二固定部及弹性部，所述弹性部设置于所述第一固定部与所述第二固定部之间，所述弹性部的中心位置开设有一个检测平面，所述弹性部的中轴线落于所述检测平面所在的平面内，所述弹性部与第二固定部的侧面均开设有贯通的测量孔，所述弹性部上的测量孔与所述第二固定部上的测量孔共轴。

优选地，所述接触式测量组件包括第一测量头及第二测量头，所述第一测量头固定设置于所述第一固定部的顶部，所述第二测量头固定设置于所述弹性部的顶部，所述第二测量头的中轴线落于所述检测平面所在的平面内。

优选地，所述第一测量头与所述第二测量头二者相背的外周面均为弧形面，所述第一测量头与所述第二测量头二者相背的外周面共圆。

优选地，所述第一测量头弧形面的顶部对称地嵌设有两颗可活动的接触钢球，所述第一测量头上接触钢球的外切面凸出于所述第一测量头的弧形面，所述第二测量头弧形面的顶部中心位置嵌设有一颗可活动的接触钢球，所述第二测量头上接触钢球的外切面凸出于所述第二测量头的弧形面，三颗所述接触钢球所在的平面与所述设备底板的上端面相平行。

优选地，所述测量机构还包括用于检测所述弹性部形变量的测量笔，所述测量头与所述信号放大器电性连接，所述测量笔包括测量头及信号放大器，所述测量头与所述检测平面相对应，所述弹性部上测量孔的中轴线、所述第二固定部上测量孔的中轴线以及所述测量头的测量轴线三者共线。

优选地，所述调节机构包括整体调节模组，所述整体调节模组包括垂直调节组件及水平调节组件，所述垂直调节组件包括固定设置于所述设备底板上的顶升气缸以及与所述顶升气缸气缸轴固定连接的第一连接板，顶升气缸上还固定设置有用于实现对所述第一连接板辅助支撑的支撑板，所述支撑板的上端面固定设置有多根支撑杆。

优选地，所述水平调节组件包括第二连接板、水平推动气缸以及限位板，所述第二连接板设置于所述水平推动气缸与所述限位板之间，所述第二连接板可活动地设置于所述第一连接板的上端面，所述第一连接板的上端面固定设置有活动导轨，所述第一连接板上端面活动导轨的设置方向与所述水平推动气缸气缸轴的运动方向相平行，所述第二连接板的下端面上开设有活动槽，所述第一连接板上端面的活动导轨与所述第二连接板底面的活动槽相匹配。

优选地，所述调节机构还包括细微调节模组，所述细微调节模组包括自适应调节组件及气缸微调组件，所述自适应调节组件包括第三连接板以及固定设置于所述第三连接板下端面的活动滑块，所述第三连接板的上端面与所述孔径检测工装的下端面固定连接，所述第二连接板的上端面固定设置有活动导轨，所述活动滑块可活动地设置于所述第二连接板上端面的活动导轨上，所述第三连接板的上端面还固定设置有多根用于限制所述活动滑块移动行程的限位杆，所述第一连接板的上端面活动导轨的设置方向与所述第二连接板上端面活动导轨的设置方向相平行，所述第一连接板的上端面活动导轨的设置方向与所述第二连接板上端面活动导轨的设置方向二者均与所述顶升气缸气缸轴的运动方向相垂直。

优选地，所述气缸微调组件包括微调气缸，所述微调气缸的气缸轴与所述孔径检测工装的外周面触接，所述微调气缸气缸轴的运动方向与所述水平推动气缸气缸轴的运动方向相平行。

本发明的优点主要体现在以下几个方面：本发明以自动化、机械化的方式实现了对飞轮盘加工件中心孔的孔径检测，与现有技术相比，本发明对被测产品检测精度的提升显著，最高检测精度可达0.5μm。而且本发明还在最大程度上降低了人工操作的参与度，既避免了因人工操作失误而导致的检测结果偏差，还节约了加工企业的人力资源，提升了加工企业的生产效率。同时，本发明具备较强的自适应性和可调节性，除了可以完成对飞轮盘加工件中心孔的孔径检测外，还可以应用于对各种大中型加工的孔径检测，装置适用范围广，适用性及通用性强。此外，本发明可以通过对现有设备、现有零件的改装、组合而获得，装置加工成本相对较低，装配过程较为便捷，便于大规模推广使用。

综上所述，本发明适配性强、自动化程度高、可有效地提升孔径检测的效率与精度，具有很高的使用及推广价值。

以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

其中：1、设备底板；2、孔径检测工装；21、弹性部；22、第一固定部；23、第二固定部；24、检测平面；25、测量孔；31、第一测量头；32、第二测量头；33、接触钢球；41、顶升气缸；42、第一连接板；43、支撑板；44、支撑杆；51、水平推动气缸；52、第二连接板；53、限位板；61、活动滑块；62、第三连接板；63、限位杆；7、微调气缸。

实施方式

如图所示，本发明揭示了一种在汽车飞轮盘加工过程中所使用到的浮动孔径测量装置。

一种浮动孔径测量装置，包括设备底板1，还包括用于完成待检测件孔径检测的测量机构，以及用于带动所述测量机构进行适应性调整的调节机构，所述测量机构借助所述调节机构与所述设备底板1固定连接，所述测量机构包括孔径检测工装2，所述孔径检测工装2上设置有弹性部21，所述孔径检测工装2的顶部固定设置有用于与待检测件中心孔触接的接触式测量组件，所述接触式测量组件与待检测件中心孔过盈配合，所述接触式测量头可将待检测件中心孔与孔径偏差转化为所述弹性部21的弹性形变。

所述孔径检测工装2上设置有第一固定部22、第二固定部23及弹性部21，所述弹性部21设置于所述第一固定部22与所述第二固定部23之间，所述弹性部21的中心位置开设有一个检测平面24，所述弹性部21的中轴线落于所述检测平面24所在的平面内，所述弹性部21与第二固定部23的侧面均开设有贯通的测量孔25，所述弹性部21上的测量孔25与所述第二固定部23上的测量孔25共轴。

所述接触式测量组件包括第一测量头31及第二测量头32，所述第一测量头31固定设置于所述第一固定部22的顶部，所述第二测量头32固定设置于所述弹性部21的顶部，所述第二测量头32的中轴线落于所述检测平面24所在的平面内。

所述第一测量头31与所述第二测量头32二者相背的外周面均为弧形面，所述第一测量头31与所述第二测量头32二者相背的外周面共圆。

所述第一测量头31弧形面的顶部对称地嵌设有两颗可活动的接触钢球33，所述第一测量头31上接触钢球33的外切面凸出于所述第一测量头31的弧形面，所述第二测量头32弧形面的顶部中心位置嵌设有一颗可活动的接触钢球33，所述第二测量头32上接触钢球33的外切面凸出于所述第二测量头32的弧形面，三颗所述接触钢球33所在的平面与所述设备底板1的上端面相平行。

在本实施例中，三颗所述接触钢球33设置的方式实际上是利用了三点共圆的原理所实现的三点接触式测量，通过三颗所述接触钢球33，所述第一测量头31与所述第二测量头32可以顺利地***到待检测件的中心孔内。

所述测量机构还包括用于检测所述弹性部21形变量的测量笔（图中未示出），所述测量笔包括测量头及信号放大器，所述测量头与所述信号放大器电性连接，所述测量头与所述检测平面24相对应，所述弹性部21上测量孔25的中轴线、所述第二固定部23上测量孔25的中轴线以及所述测量头的测量轴线三者共线。

当所述第一测量头31与所述第二测量头32顺利***待检测件的中心孔内后，通过三颗所述接触钢球33与待检测件中心孔的接触，所述弹性部21产生形变，所述测量笔及时测量所述弹性部21的形变量，并通过所述信号放大器进行数据转换，从而准确地测量出待检测件中心孔的孔径值。

所述调节机构包括整体调节模组，所述整体调节模组包括垂直调节组件及水平调节组件，所述垂直调节组件包括固定设置于所述设备底板1上的顶升气缸41以及与所述顶升气缸41气缸轴固定连接的第一连接板42，顶升气缸41上还固定设置有用于实现对所述第一连接板42辅助支撑的支撑板43，所述支撑板43的上端面固定设置有多根支撑杆44。在本实施例中，所述支撑杆44共有四根，等距设置于所述支撑板43上端面的四角位置。

所述水平调节组件包括第二连接板52、水平推动气缸51以及限位板53，所述第二连接板52设置于所述水平推动气缸51与所述限位板53之间，所述第二连接板52可活动地设置于所述第一连接板42的上端面，所述第一连接板42的上端面固定设置有活动导轨，所述第一连接板42上端面活动导轨的设置方向与所述水平推动气缸51气缸轴的运动方向相平行，所述第二连接板52的下端面上开设有活动槽，所述第一连接板42上端面的活动导轨与所述第二连接板52底面的活动槽相匹配。

所述调节机构还包括细微调节模组，所述细微调节模组包括自适应调节组件及气缸微调组件，所述自适应调节组件包括第三连接板62以及固定设置于所述第三连接板62下端面的活动滑块61，所述第三连接板62的上端面与所述孔径检测工装2的下端面固定连接，所述第二连接板52的上端面固定设置有活动导轨，所述活动滑块61可活动地设置于所述第二连接板52上端面的活动导轨上，所述第三连接板62的上端面还固定设置有多根用于限制所述活动滑块61移动行程的限位杆63，在本实施例中，所述限位杆63设置有四根，四根所述限位杆63两两一组，分别设置于所述孔径检测工装2的两侧。

所述第一连接板42的上端面活动导轨的设置方向与所述第二连接板52上端面活动导轨的设置方向相平行，所述第一连接板42的上端面活动导轨的设置方向与所述第二连接板52上端面活动导轨的设置方向二者均与所述顶升气缸41气缸轴的运动方向相垂直。

所述气缸微调组件包括微调气缸7，所述微调气缸7的气缸轴与所述孔径检测工装2的外周面触接，所述微调气缸7气缸轴的运动方向与所述水平推动气缸51气缸轴的运动方向相平行。

所述调节机构的作用在于保证所述孔径检测工装2能够顺利地与待检测件中心孔的位置进行对应，并保证所述接触式测量组件能够顺利的***待检测件的中心孔内。在调节过程中，所述整体调节模组完成孔径检测工装2位置的大体调节，所述细微调节模组则会根据所述孔径检测工装2的大***置进行进一步的细微调节，从而保证本发明的使用效果。

本发明以自动化、机械化的方式实现了对飞轮盘加工件中心孔的孔径检测，与现有技术相比，本发明对被测产品检测精度的提升显著，最高检测精度可达0.5μm。而且本发明还在最大程度上降低了人工操作的参与度，既避免了因人工操作失误而导致的检测结果偏差，还节约了加工企业的人力资源，提升了加工企业的生产效率。同时，本发明具备较强的自适应性和可调节性，除了可以完成对飞轮盘加工件中心孔的孔径检测外，还可以应用于对各种大中型加工的孔径检测，装置适用范围广，适用性及通用性强。此外，本发明可以通过对现有设备、现有零件的改装、组合而获得，装置加工成本相对较低，装配过程较为便捷，便于大规模推广使用。

综上所述，本发明适配性强、自动化程度高、可有效地提升孔径检测的效率与精度，具有很高的使用及推广价值。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (2)

1.一种浮动孔径测量装置，包括设备底板（1），其特征在于：还包括用于完成待检测件孔径检测的测量机构，以及用于带动所述测量机构进行适应性调整的调节机构，所述测量机构借助所述调节机构与所述设备底板（1）固定连接，所述测量机构包括孔径检测工装（2），所述孔径检测工装（2）上设置有弹性部（21），所述孔径检测工装（2）的顶部固定设置有用于与待检测件中心孔触接的接触式测量组件，所述接触式测量组件与待检测件中心孔过盈配合，所述接触式测量组件可将待检测件中心孔与孔径偏差转化为所述弹性部（21）的弹性形变；

所述孔径检测工装（2）上设置有第一固定部（22）、第二固定部（23）及弹性部（21），所述弹性部（21）设置于所述第一固定部（22）与所述第二固定部（23）之间，所述弹性部（21）的中心位置开设有一个检测平面（24），所述弹性部（21）的中轴线落于所述检测平面（24）所在的平面内，所述弹性部（21）与第二固定部（23）的侧面均开设有贯通的测量孔（25），所述弹性部（21）上的测量孔（25）与所述第二固定部（23）上的测量孔（25）共轴；

所述接触式测量组件包括第一测量头（31）及第二测量头（32），所述第一测量头（31）固定设置于所述第一固定部（22）的顶部，所述第二测量头（32）固定设置于所述弹性部（21）的顶部，所述第二测量头（32）的中轴线落于所述检测平面（24）所在的平面内；

所述第一测量头（31）与所述第二测量头（32）二者相背的外周面均为弧形面，所述第一测量头（31）与所述第二测量头（32）二者相背的外周面共圆；

所述第一测量头（31）弧形面的顶部对称地嵌设有两颗可活动的接触钢球（33），所述第一测量头（31）上接触钢球（33）的外切面凸出于所述第一测量头（31）的弧形面，所述第二测量头（32）弧形面的顶部中心位置嵌设有一颗可活动的接触钢球（33），所述第二测量头（32）上接触钢球（33）的外切面凸出于所述第二测量头（32）的弧形面，三颗所述接触钢球（33）所在的平面与所述设备底板（1）的上端面相平行；

所述测量机构还包括用于检测所述弹性部（21）形变量的测量笔，所述测量笔包括测量头及信号放大器，所述测量头与所述信号放大器电性连接，所述测量头与所述检测平面（24）相对应，所述弹性部（21）上测量孔（25）的中轴线、所述第二固定部（23）上测量孔（25）的中轴线以及所述测量头的测量轴线三者共线；

所述调节机构包括整体调节模组，所述整体调节模组包括垂直调节组件及水平调节组件，所述垂直调节组件包括固定设置于所述设备底板（1）上的顶升气缸（41）以及与所述顶升气缸（41）气缸轴固定连接的第一连接板（42），顶升气缸（41）上还固定设置有用于实现对所述第一连接板（42）辅助支撑的支撑板（43），所述支撑板（43）的上端面固定设置有多根支撑杆（44）；

所述水平调节组件包括第二连接板（52）、水平推动气缸（51）以及限位板（53），所述第二连接板（52）设置于所述水平推动气缸（51）与所述限位板（53）之间，所述第二连接板（52）可活动地设置于所述第一连接板（42）的上端面，所述第一连接板（42）的上端面固定设置有活动导轨，所述第一连接板（42）上端面活动导轨的设置方向与所述水平推动气缸（51）气缸轴的运动方向相平行，所述第二连接板（52）的下端面上开设有活动槽，所述第一连接板（42）上端面的活动导轨与所述第二连接板（52）底面的活动槽相匹配；

所述调节机构还包括细微调节模组，所述细微调节模组包括自适应调节组件及气缸微调组件，所述自适应调节组件包括第三连接板（62）以及固定设置于所述第三连接板（62）下端面的活动滑块（61），所述第三连接板（62）的上端面与所述孔径检测工装（2）的下端面固定连接，所述第二连接板（52）的上端面固定设置有活动导轨，所述活动滑块（61）可活动地设置于所述第二连接板（52）上端面的活动导轨上，所述第三连接板（62）的上端面还固定设置有多根用于限制所述活动滑块（61）移动行程的限位杆（63），所述第一连接板（42）的上端面活动导轨的设置方向与所述第二连接板（52）上端面活动导轨的设置方向相平行，所述第一连接板（42）的上端面活动导轨的设置方向与所述第二连接板（52）上端面活动导轨的设置方向二者均与所述顶升气缸（41）气缸轴的运动方向相垂直。

2.根据权利要求1所述的浮动孔径测量装置，其特征在于：所述气缸微调组件包括微调气缸（7），所述微调气缸（7）的气缸轴与所述孔径检测工装（2）的外周面触接，所述微调气缸（7）气缸轴的运动方向与所述水平推动气缸（51）气缸轴的运动方向相平行。