[实用新型]跟随磨削中在线跟随直径测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于机加工领域的直径在线测量装置，尤其适用于加工时处于偏心运转状态的被加工部位的直径在线测量。

背景技术

曲轴连杆颈的磨削工艺主要分为同心磨削和跟随磨削两种，同心磨削是利用偏心夹具装夹将连杆颈的中心移至机床主轴回转中心进行磨削；跟随磨削是以主轴颈为回转中心，而连杆颈在偏心状态下回转，再配合砂轮在垂直于回转中心的方向上作前进、后退的往复直线同步运动进行磨削。

目前在曲轴连杆颈跟随磨削时所使用的在线测量装置均为使用单点测头的测量装置。单点测头在外圆同心磨削时的一般使用情况如图6所示，单点测头70卡装在固定的支架71上，其内装有位置传感器，下端的触头72与被测工件73的外圆紧密接触，随着被磨削工件外圆尺寸的不断缩小，触头不断伸出，其内传感器便可计算出直径的变化量，再通过控制箱的信号线69将其数据输出。

单点测头用在连杆颈跟随磨削时的原理如图7所示。为了使单点测头能够与偏心运转的被磨削的连杆颈一起做跟随运动，特安排了一个V形体14，所述V形体始终搭接在连杆颈15上，其内安置了单点测头，单点测头的触头72始终弹性压在连杆颈外圆上。为了保持V形体能够稳定地与连杆颈做跟随运动，其上设置了一个倾斜杆12，所述倾斜杆又通过铰链与一可上、下摆动的摆臂13相连。在连杆颈跟随磨削开始前，需要将携带单点测头的V形体搭接到连杆颈上。目前所使用的方法是在整套量仪的基座上安置一个直线油缸，以其为动力带动所述摆臂的上、下摆动带动V形体的升降来完成的。为了避免搭接时产生撞击，在油缸驱动V形体下降到某一特定位置时由一位置传感器发讯，使控制油缸的电磁阀关闭油路，于是V形体便停止下降。经短暂延时后工件开始回转，此时电磁阀再次接通油路使V形体继续下降，从而完成搭接工作。

近年来，曲轴连杆颈的磨削已由同心磨削逐渐趋向于跟随磨削，但跟随磨削中采用上述测量装置由于主要存在以下两大方面的缺陷，致使跟随磨削时连杆颈的直径在线测量装置并不能令人满意。

一、单点测头看似简单，然而其缺点甚多。首先，它要求支承测头的V形体等在运转中不得使触头与连杆颈的外圆之间有任何附加的相对位移，否则必将影响测量精度，这在跟随磨削时是有相当难度的。例如当连杆颈在第一、四象限运动时，连杆颈要带动V形体等一起向上运动，此时V形体等由于惯性等作用会更加紧密地压向工件；反之在第二、三象限运动时，V形体等又有脱开工件的趋势。如果整套装置的刚性略有不足或其灵活性略有差异的话，均会造成触头与连杆颈表面之间位置的微小变化，而这在微米级的测量中是绝对不允许的。事实证明，在静止状态，只要用手指轻轻触压摆臂等，均会看到测头读数的明显变化，因此，这给设计及制造带来了不小的难度。

其次，单点测头整体为一细长杆，在测量时受热变形的影响会一比一地直接反映在测量的尺寸上，尤其是磨削过程中温度变化的冷却液会直接浇到测头上，其温度变化引起的热度变形是十分惊人的，因此其测量精度的稳定性大受影响。

再者，V形体搭接的表面并非真正的圆柱体，从而导致V形体与连杆颈的中心之间的距离必然会产生各个瞬间无法预测的变化，这无疑也会影响到测量精度。

如果还要在线测量圆度，V形体上支承点的位置以及与触头之间的相对位置等，对于不同直径的工件均需进行复杂的计算，其制造和检验的难度也很大，因此成本极高。而且一个V形体可适应的工件直径又很有限，最终导致一台磨床所需的测量装置在整机中所占的成本是无法让人接受的。

二、用电磁阀的开闭来控制油缸运行位置从而控制V形体位置的方法固然简单，但缺点甚多。由于受传感器发讯灵敏度的影响、受电磁阀阀芯运动灵活性的影响以及下降时油缸回油端空气的影响，V形体停止的位置精度不高，而为了避免V形体与工件相撞，只能把停止的位置调高（目前采用该方法V形体停止的位置距连杆颈的距离至少要100多毫米），如此当电磁阀再次通电以使V形体最终搭接在工件上时便会产生猛烈的撞击，而对于如此精密而昂贵的仪器每工作一次均需产生一次撞击是不可想象的。

此外，如果万一电磁阀失灵，在断电时阀杆不能及时复位，则V形体即会直接撞击到工件上，此种现象也曾经发生过。

发明内容

为了克服现有技术下的上述缺陷，本实用新型提供一种全新的跟随磨削中在线跟随直径测量装置，其测量精度和稳定性均较好并可解决现有结构中V形体不能快速、平稳而又准确地搭接在工件上的问题且绝无失灵的可能，同时装置的成本很低。

本实用新型的技术方案是：