[實用新型]跟隨磨削中在線跟隨直徑測量裝置

有效

• 申請號: 201520208125.3
• 申請日: 2015-04-09
• 公開（公告）號: CN204546290U
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發明（設計）人: 劉德鉁;郭海峰;謝備達;王培超;王曉鵬
• 申請（專利權）人: 北京第二機床廠有限公司
• 主分類號: B24B49/04
• 分類號: B24B49/04
• 代理公司: 北京市卓華知識產權代理有限公司 11299
• 代理人: 蔡勤增

技術領域

本實用新型涉及一種用于機加工領域的直徑在線測量裝置，尤其適用于加工時處于偏心運轉狀態的被加工部位的直徑在線測量。

背景技術

曲軸連桿頸的磨削工藝主要分為同心磨削和跟隨磨削兩種，同心磨削是利用偏心夾具裝夾將連桿頸的中心移至機床主軸回轉中心進行磨削；跟隨磨削是以主軸頸為回轉中心，而連桿頸在偏心狀態下回轉，再配合砂輪在垂直于回轉中心的方向上作前進、后退的往復直線同步運動進行磨削。

目前在曲軸連桿頸跟隨磨削時所使用的在線測量裝置均為使用單點測頭的測量裝置。單點測頭在外圓同心磨削時的一般使用情況如圖6所示，單點測頭70卡裝在固定的支架71上，其內裝有位置傳感器，下端的觸頭72與被測工件73的外圓緊密接觸，隨著被磨削工件外圓尺寸的不斷縮小，觸頭不斷伸出，其內傳感器便可計算出直徑的變化量，再通過控制箱的信號線69將其數據輸出。

單點測頭用在連桿頸跟隨磨削時的原理如圖7所示。為了使單點測頭能夠與偏心運轉的被磨削的連桿頸一起做跟隨運動，特安排了一個V形體14，所述V形體始終搭接在連桿頸15上，其內安置了單點測頭，單點測頭的觸頭72始終彈性壓在連桿頸外圓上。為了保持V形體能夠穩定地與連桿頸做跟隨運動，其上設置了一個傾斜桿12，所述傾斜桿又通過鉸鏈與一可上、下擺動的擺臂13相連。在連桿頸跟隨磨削開始前，需要將攜帶單點測頭的V形體搭接到連桿頸上。目前所使用的方法是在整套量儀的基座上安置一個直線油缸，以其為動力帶動所述擺臂的上、下擺動帶動V形體的升降來完成的。為了避免搭接時產生撞擊，在油缸驅動V形體下降到某一特定位置時由一位置傳感器發訊，使控制油缸的電磁閥關閉油路，于是V形體便停止下降。經短暫延時后工件開始回轉，此時電磁閥再次接通油路使V形體繼續下降，從而完成搭接工作。

近年來，曲軸連桿頸的磨削已由同心磨削逐漸趨向于跟隨磨削，但跟隨磨削中采用上述測量裝置由于主要存在以下兩大方面的缺陷，致使跟隨磨削時連桿頸的直徑在線測量裝置并不能令人滿意。

一、單點測頭看似簡單，然而其缺點甚多。首先，它要求支承測頭的V形體等在運轉中不得使觸頭與連桿頸的外圓之間有任何附加的相對位移，否則必將影響測量精度，這在跟隨磨削時是有相當難度的。例如當連桿頸在第一、四象限運動時，連桿頸要帶動V形體等一起向上運動，此時V形體等由于慣性等作用會更加緊密地壓向工件；反之在第二、三象限運動時，V形體等又有脫開工件的趨勢。如果整套裝置的剛性略有不足或其靈活性略有差異的話，均會造成觸頭與連桿頸表面之間位置的微小變化，而這在微米級的測量中是絕對不允許的。事實證明，在靜止狀態，只要用手指輕輕觸壓擺臂等，均會看到測頭讀數的明顯變化，因此，這給設計及制造帶來了不小的難度。

其次，單點測頭整體為一細長桿，在測量時受熱變形的影響會一比一地直接反映在測量的尺寸上，尤其是磨削過程中溫度變化的冷卻液會直接澆到測頭上，其溫度變化引起的熱度變形是十分驚人的，因此其測量精度的穩定性大受影響。

再者，V形體搭接的表面并非真正的圓柱體，從而導致V形體與連桿頸的中心之間的距離必然會產生各個瞬間無法預測的變化，這無疑也會影響到測量精度。

如果還要在線測量圓度，V形體上支承點的位置以及與觸頭之間的相對位置等，對于不同直徑的工件均需進行復雜的計算，其制造和檢驗的難度也很大，因此成本極高。而且一個V形體可適應的工件直徑又很有限，最終導致一臺磨床所需的測量裝置在整機中所占的成本是無法讓人接受的。

二、用電磁閥的開閉來控制油缸運行位置從而控制V形體位置的方法固然簡單，但缺點甚多。由于受傳感器發訊靈敏度的影響、受電磁閥閥芯運動靈活性的影響以及下降時油缸回油端空氣的影響，V形體停止的位置精度不高，而為了避免V形體與工件相撞，只能把停止的位置調高（目前采用該方法V形體停止的位置距連桿頸的距離至少要100多毫米），如此當電磁閥再次通電以使V形體最終搭接在工件上時便會產生猛烈的撞擊，而對于如此精密而昂貴的儀器每工作一次均需產生一次撞擊是不可想象的。

此外，如果萬一電磁閥失靈，在斷電時閥桿不能及時復位，則V形體即會直接撞擊到工件上，此種現象也曾經發生過。

發明內容

為了克服現有技術下的上述缺陷，本實用新型提供一種全新的跟隨磨削中在線跟隨直徑測量裝置，其測量精度和穩定性均較好并可解決現有結構中V形體不能快速、平穩而又準確地搭接在工件上的問題且絕無失靈的可能，同時裝置的成本很低。

本實用新型的技術方案是：