一种工件表面调平装置及方法

1.本发明属于工件表面调平技术领域，具体是涉及一种工件表面调平装置及方法。


背景技术：

2.这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
3.在硬度测量过程中，工件待测表面的水平度至关重要，直接影响着测量结果的精度、准确度等问题。工件待测表面的水平度受多种因素的影响，在硬度测量之前，切削完的工件需要先对待测表面进行打磨抛光等一系列操作，在打磨抛光过程中，极易将待测表面磨出一定的斜度，且有时需要对一工件的待测表面进行深度方向的硬度梯度测量，人为的对工件加工出一个倾斜面，从而导致硬度的测量具有一定的难度。例如，工件在切削完成后，需要对工件的待测表面进行打磨抛光，在打磨的过程中，尤其是在打磨薄壁件时，无法避免的会将薄壁件的待测表面打磨出一定的斜度，从而直接影响待测表面硬度的测量。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种工件表面调平装置及方法。
5.本发明实施例提供了一种工件表面调平装置，包括工作台，在所述工作台上设有两个夹持工件的夹持件，工作台的顶部设有至少两根水平放置的压板，工作台内设有容纳空间，在所述工作台的表面上设有与所述容纳空间相连通的竖向凹槽，所述容纳空间上设有若干个竖直放置的弹性件，且弹性件的上部设有顶板，顶板在弹性件的弹性作用下能够沿着竖向凹槽滑动并与工件的底面相接触，在与工作台表面相垂直的侧面上设有插槽，在所述插槽内设有可拆卸地，且固定顶板的限位板。
6.进一步地，所述容纳空间内放置顶部为敞口的箱体，弹性件设置在箱体内，箱体的侧壁面上设有竖向凹槽相对接的滑槽，顶板设置在箱体内，且顶板上连接滑杆，所述滑杆设置在滑槽内。
7.进一步地，在所述工作台的侧壁面插槽的底部设有两个垫片槽，这两个垫片槽分别设置竖向凹槽的两侧，与竖向凹槽相连通且垂直于所述竖向凹槽。
8.进一步地，其中一个垫片槽内放置硬质垫片，另一垫片槽内放置软质垫片。
9.进一步地，工作台上设有两个相对立，且垂直于工作台表面的竖直板，竖直板上设有插口，所述夹持件滑动设置在所述插口内。
10.进一步地，在所述竖直板的顶部设有滑槽，所述压板设置在所述滑槽内，且能够在滑槽内移动。
11.进一步地，在所述工作台上竖向凹槽的顶部设有用于放置工件的底板，所述底板能够被工作台内的顶板顶起。
12.进一步地，所述插槽与竖向凹槽相垂直，且限位板能够在所述插槽内插入或者拔出。
13.进一步地，所述夹持件与工件相接触的端部为球形结构。
14.本发明实施例还提供了基于上述任一项所述的一种工件表面调平装置的调平方法，该方法包括如下过程：
15.将待测工件放置于工作台上；
16.调整水平放置的压板至工件待测表面上方两端处；
17.将工作台内的限位板取出，顶板在弹性件的作用下在竖向滑槽滑动进而将待测工件顶起，待测工件在压板和顶板的共同作用下使待测工件的待测表面调整到水平位置；
18.在竖向凹槽内顶板的下方放置垫片对工件调平状态进行位置保持；工件待测表面调平完毕。
19.本发明的有益效果如下：
20.本发明提供的工件表面调平装置将工件放置在工作台的竖向凹槽上，通过取下限位板，所述顶板在底部弹簧的弹性作用下能够沿着竖向滑槽移动进而将工作平台上的工件给顶起，这样在弹簧以及压板的双重作用下，使工件待测表面调整到水平位置，节省大量的调整时间，特别是薄壁件的待测表面无需进行打磨抛光，进行提高了测量效率及测量精度，实用性强。
附图说明
21.图1为本发明实施例提供的工件表面调平装置的整体结构图；
22.图2为本发明实施例提供的工件表面调平装置中工件调平系统各部件位置关系示意图；
23.图3为本发明实施例提供的调平装置中工作台的结构图；
24.图4是本发明实施例提供的调平装置中弹性橡胶片组和定位垫片组的安装结构图；
25.图5是本发明实施例提供的调平装置中弹性橡胶片组或定位垫片组的结构图；
26.图6是本发明实施例提供的调平装置中工件被调平的原理图。
27.图中：1、滑块，2、滑台，3、弹簧箱，4、工作台，5、弹性橡胶片组，6、定位垫片组，7、弹簧箱止动盖，8、夹持杆，9、工件调平台，10、弹簧箱盖片，101、平板，102、限位杆，11、水平压片，12、竖向凹槽，13、竖直板，14、水平凹槽，15、拨动端，16、待测工件。
具体实施方式
28.如图1所示，本发明实施例提供了一种用于硬度检测仪的工件表面调平装置整体结构图，该结构主要包括工件夹持系统、工件调平系统、工件定位系统以及工作台4这四大部分。
29.具体地，参照图1
‑
图3所示，在本发明实施例中所述工作台4的内部设有一个用于放弹簧箱3的容纳空间，该弹簧箱3的顶部为敞口，同时在工作台4用于放置被测工件的表面上向下延伸形成一个竖向凹槽12，该竖向凹槽12与放置弹簧箱3的容纳空间相连通，弹簧箱3内设有若干个竖直放置的弹簧，且这些弹簧的顶部上连接一个弹簧箱盖片10，该弹簧箱盖片10能够在这些弹簧的弹性作用下在竖向滑槽12内滑动移动到工作台的表面上将该表面上的被测工件给顶起。
30.本发明实施例中工作台的表面上设有一个工件调平台9，该工件调平台9用于承载
被测工件，并且工件调平台9放置在竖向凹槽12的顶部，这样弹簧箱盖片10在顶升之后能够与工件调平台9相接触。
31.进一步地，在本发明实施例中工作台4的两侧各设有一个竖直板13，并且两个竖直板13的顶部两端各滑动设置一个水平压片11，需要保证这两个水平压片11的水平度，这样工件在被顶起的时候，通过这两个水平压片11的限制，从未将被测工件的被测面调平。
32.如图1所述，在被测工件未开始调平之前，为了将弹簧箱盖片10固定在工作台4的竖向凹槽12内不进行移动，本发明实施例在工作台4与所述水平台面相垂直的侧面上开设有一个水平凹槽14，该水平凹槽14垂直于竖向凹槽12，且水平凹槽14内插设有一个弹簧箱止动盖7，当未开始之前，将弹簧箱止动盖7插在所述水平凹槽14内用于固定弹簧箱盖片10，当对工件进行调平的时候，可以将所述水平凹槽内的弹簧箱止动盖7拔出，这样弹簧箱盖片10在底部弹簧伸缩的作用下，向上移动将工件调平台9以及上部的被测工件顶起，参照图4所示。
33.所以，本实施例提供的工件表面调平装置将工件放置在工作台的竖向凹槽上，通过取下限位板，所述顶板在底部弹簧的弹性作用下能够沿着竖向滑槽移动进而将工作平台上的工件给顶起，这样在弹簧以及压板的双重作用下，使工件待测表面调整到水平位置，节省大量的调整时间，提高了测量效率及测量精度，实用性强。
34.参照图2所示，本实施中的弹簧箱3为一个顶部为敞口的矩形壳体，该矩形壳体内可以设置两组弹簧，每组弹簧设置在矩形壳体长度方向的两端用于支撑弹簧箱盖片10。
35.当然，在另外一些实施例中，设置在弹簧箱内的弹簧可以采用其它可替换式的弹性元件等来代替控制弹簧箱盖片10的自动运动。
36.进一步地，如图2所示，在本实施例中所述弹簧箱3在其长度方向的两个侧壁面上分别设有一个限位槽，如图所示，在所述弹簧箱内的弹簧箱盖片10主要包括平板101以及设置在平板两端的限位杆102，其中两个限位杆102分别设置弹簧箱两侧侧壁上的限位槽内，这样保证弹簧箱盖片10保持竖直上下移动。
37.其中平板101的尺寸略小于弹簧箱顶部的敞口尺寸，或者说平板101与弹簧箱3的内壁之间设有间隙，这样才能保证弹簧箱盖片10的顺利滑动。
38.在发明实施例中，所述弹簧箱3侧壁上的限位槽与工作台上的竖向凹槽12相对应。同时在所述工作台的表面上要设置一个大于弹簧箱盖片10的缺口，所述工件调平台9正好盖在所述缺口上，这样弹簧箱盖片10的上升之后才能穿过所述缺口与工件调平台9的底面相接触将其顶起。
39.需要说明的就是，在本发明另外一些实施例中所述弹簧箱3也是可以直接省略的，比如直接在工作台的内部加工出一个与所述弹簧箱3大小相同的空间，然后在内部放置一些弹簧即可。
40.当对被测工件的表面调平进行硬度测试的时候，为了保证在测试过程工件的稳定性，参照图4所示，在本发明实施例中工作台4的侧壁面上水平凹槽的底部，竖直凹槽12的两侧分别延伸处理一个垫片槽，其中一个垫片槽放置弹性橡胶片组5，另一个垫片槽放置在定位垫片组6，弹性橡胶片组5是由多个弹性橡胶片叠加而成，定位垫片组6是由多个定位垫片组成。
41.所述弹性橡胶片和定位垫片的形状形同，如图5所示，这些垫片上均设有一个拨动
端15，当弹性橡胶片组5和定位垫片组6放置垫片槽内的时候，拨动端15放置在外端，参照图1所示，当弹簧箱盖片10升高至垫片槽的某一高度时候，可以分别将定位垫片组6和弹性橡胶片组5拨出一些垫片，然后垫在弹簧箱盖片10的底部起到支撑作用。
42.所述定位垫片为刚性体，弹性橡胶片为弹性体，之所以选择这两种，是因为比如当拨出部分定位垫片的时候，位于最顶部的定位垫片与弹簧箱盖片10的底面之间的距离小于一个定位垫片的厚度的时候，可以拨出一个弹性橡胶片利用其本身的弹性特性，插入到这些定位垫片与弹簧箱盖片10之间，从而对弹簧箱盖片10支撑起来。
43.本实施例中的定位垫片和弹性橡胶片的厚度可以是相同的，也可以是不同的，同时也要确定好垫片槽的深度，保证弹簧箱盖片10的升降范围在垫片槽的高度范围内，当然如果所述弹簧箱盖片10的升降高度超过垫片槽的高度时，可以将所述定位垫片全部拨出，然后找一些垫片垫在这些定位垫片的顶部从而与弹簧箱盖片的底部相接触，实现对工件的支撑作用。
44.进一步地，如图1所示，本发明实施例中工作台表面的两端分别设置了一个竖直板13，该竖直板与工作台4的表面固定连接在一起，在所述两个竖直板13的顶部相同位置上均开设有一个横向槽，两个水平压片11安装在两个竖直板13的横向槽内用于顶住被测工件，这样当被测工件在被顶升的过程中，其顶部在两个水平压片11的限制下自动调整自身状态，保证工件的顶面处于水平状态。
45.所述水平压片11滑动设置在竖直板的横向凹槽内，这样可以根据工件不同的尺寸大小调整两者之间的距离。
46.进一步地，如图1所示，在本发明实施例中，所述工作台4在所述竖直板13的两侧分别连接一个矩形滑台2，这两个矩形滑台2在面向工作台的中间位置上设有一个凹槽导轨，所述夹持杆8上设有一个滑块1，该滑块1设置在凹槽导轨内，并且可以在所述凹槽导轨的内部进行滑动，这样便于调整两个夹持杆8之间的距离。
47.参照图1所示，在发明实施例中，所述夹持杆8为一个l型杆，同时在所述水平台上4的竖直板13上设有一个通孔，所述夹持杆8的一端连接滑块1，另一端垂直插入到竖直板的通孔内。
48.优选地，本发明中的夹持杆8与被测工件相接触的端部设置成球形结构，这样与工件为点接触，减少对工件表面的伤害。
49.下面详细说明一下基于上述用于硬度检测仪的工件表面调平装置的调平方法，包括如下步骤，
50.步骤1、将待测工件16放置于工作台4的工件调平台9；
51.步骤2、若待测工件16为薄壁件，则拖动夹持杆8使夹持杆头部的球型结构接触到待测工件侧面以进行夹持；
52.步骤3、调整水平压片11至工件待测表面上方两端处；
53.步骤4、抽出弹簧箱止动盖7，弹簧箱盖片10在弹簧的作用下，推动工件调平台9向上移动，工件在水平压片11和工件调平台9的共同作用下使工件待测表面调整到水平位置；
54.步骤5、转动定位垫片和弹性橡胶片至弹簧箱盖片10调的下方，对工件调平台9进行位置保持；
55.步骤6、工件待测表面调平完毕。
56.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
57.上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。