[发明专利]一种轴类零件检测矫直机及矫直方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及矫直机技术领域，特别是涉及一种轴类零件检测矫直机及矫直方法。

(二)背景技术

随着工业技术的快速发展，重型机械设备、大型轮船、发电机(包括汽轮机、风力发电机、核电)、军品等对高品质大型轴类锻件的需求量越来越大。高品质锻件的含意包括：①高的材料机械性能②高的尺寸、形状精度。也就意味着在保证材料机械性能的同时还要减少材料的加工量，以节省资源、节约成本、降低能耗。

大型轴类锻件大都采用热锻法获得，材料热锻后在高温下进行检测→矫直→再检测→再矫直，直到满足锻件直线度要求为止。

目前对大型高温锻件的检测方法主要有两种：①采用无接触激光测距传感器。具体方法有脉冲法、干涉法、相位法等。脉冲法的测量尺寸范围大，从几十米到上千万米，但精度低，量级为米；干涉法的测量精度高但测量尺寸范围小，量级为厘米；激光相位比较法测量精度为±2mm，重复精度为0.5mm，测量尺寸范围和精度都比较适合锻件类毛胚，也易于实现检测和矫直在同一台设备上完成，但这种测量方法容易受蒸汽、粉尘、雾气等的影响，同时高温锻件表面的氧化皮也会影响测量的实际尺寸，因此这种方法也存在明显不足。②采用接触式测量方法。这种测量方法可靠性、准确度较高，在实际应用中较为广泛。方法是锻件置于测量台上，千分表或测量仪的测头沿锻件X轴移动测出母线上各点的Z向坐标值，将获得一组X、Z值。然后再转动锻件选择另一条母线进行检测，按需要获得n条母线的检测表。当母线是三维空间弯曲时这种测量方法就无法准确表达了或者说产生的测量误差较大。

目前采用接触式测量方法时检测和矫直分别在两台设备上进行。检测多为人工操作、矫直也是凭操作员经验进行。具体做法是工件先在检测台进行直线度检测、标定→然后移到矫直机矫直→矫直完再移到检测台进行检测、标定→再矫直，多次重复直到合格为止。这个过程中如果锻件温度降低还需要多次重新回炉加热后再进行矫直。这样存在的问题：①由于检测和矫直分别在两台设备上进行，其基准无法准确统一，必然产生较大的位置误差。②锻件在两台设备间来回搬运造成工作时间长、效率低。③由于检测、矫直时间长造成锻件温度的降低，锻件需要多次重新回炉加热，造成大量的锻件氧化皮损耗和能量消耗。④多次回炉后材料性能不稳定，对质量影响较大。

(三)发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够在同一台设备、同一工位、同一安装基准上进行工件的检测和矫直；在对工件进行直线度检测时，能够在三维尺度上对工件进行检测，减小测量误差的轴类零件检测矫直机及矫直方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种轴类零件检测矫直机，包括控制台和矫直机本体，所述的矫直机本体包括一固定工作台和移动主机架；在所述的固定工作台的一端设有第一电机，第一电机为伺服电机或步进电机；在第一电机的右侧设有一夹钳，夹钳通过旋转机构与第一电机相连，第一电机能够为夹钳在其轴向上的转动提供动力；在夹钳右侧的固定工作台上设有若干个支撑块；在所述的固定工作台的后侧或前后两侧沿固定工作台的长度方向设有第一滑槽，所述的移动主机架上设有与第一滑槽相配合的滑动机构；在移动主机架的一侧设有第二电机，第二电机为伺服电机或步进电机，第二电机通过传动机构与移动主机架相连，第二电机能够为移动主机架沿设于固定工作台上的第一滑槽进行左右滑动提供动力；在移动主机架上设有一矫直液压缸，矫直液压缸的活塞杆底部设有矫直机压头，矫直机压头的中心线与各支撑块的对中面处于同一平面上；在矫直液压缸的活塞杆上设有用于测量矫直机压头位移量的第一位移传感器；在所述的移动主机架的右侧水平设有第一导轨，在移动主机架的右侧设有与第一导轨相配合的后托架，后托架能够沿第一导轨进行运动；在移动主机架的右侧设有用于测量后托架位移量的第三位移传感器；在后托架的右侧设有测量液压缸，测量液压缸的活塞杆底部设有能够在竖直方向上随着工件的上下起伏而进行竖直方向上的位移的测量滚轮，在测量液压缸的活塞杆上设有用于测量测量滚轮位移量的第二位移传感器；在移动主机架上设有用于测量工件温度的温度传感器；所述的第一电机、第二电机、矫直液压缸、测量液压缸、温度传感器、第一位移传感器、第二位移传感器、第三位移传感器分别与控制台电连接。

优选的，所述的支撑块为V型支撑块。

优选的，所述的矫直液压缸为伺服油缸。

优选的，所述的测量滚轮呈中间凹陷，两端凸起设置，测量滚轮的凹陷部的半径与工件的横截面的半径相同，测量滚轮凹陷部的曲率与工件横截面曲率相同，测量滚轮的凹陷部能够与工件的表面相贴合。