专利名称：活塞外圆形线检测设备的制作方法
技术领域：
本实用新型实施例涉及机车活塞外圆形线检测技术领域，尤其涉及一种机车的活
塞外圆形线检测设备。
背景技术：
活塞是机车发动机的心脏，在发动机工作中承受交变的机械负荷和热负荷，是发 动机中工作条件最恶劣的关键零部件之一。随着机车整车对发动机的动力性、经济性、环保 性及可靠性的要求越来越严格，为减少发动机的摩擦功损失，降低油耗、噪声和排放，活塞 需要具有耐热性、耐磨性、平稳的导向性和良好的密封功能。为满足以上的功能要求，目前 活塞大多采用轻质高强度新材料，且其在切削加工方面也具有很强的工艺特点，通常将活 塞的外圆设计成异型外圆，即垂直于活塞轴线的横剖面为椭圆或修正椭圆，椭圆度沿轴线 方向按一定的规律变化。上述活塞的外圆形线具有较高的检测要求，目前，国内活塞制造行 业通常采用的检验方法是用圆度仪来进行活塞外圆形线的检测。该方法一般为用形线检测 仪或三座标扫描活塞的整个外圆形线轮廓，然后利用分析软件对该外圆形线进行自动处理 分析，得出是否合格的检测结果。 在实现本实用新型过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题采用上述 形线检测仪或三座标检测时，扫描活塞外圆形线和后续的分析处理，通常会耗费较长的时 间，速度慢；而且当不同的生产厂家有不同的检测要求时，可能还需要对检测软件进行修 改，成本较高；上述特点使得用圆度仪检测时的抽样数不可能很多，这使得企业现场大批量 入库验收活塞零件时，接收的风险性较高，产品质量不易控制。
实用新型内容本实用新型实施例的目的是提供一种活塞外圆形线检测设备，能够快速方便的对 活塞的外圆形线进行检测，达到提高活塞检测效率和质量控制的目的。 为实现上述目的，本实用新型实施例提供一种活塞外圆形线检测设备，包括 工作台，用于承载固定待检测的活塞； 第一导轨和第二导轨，分别设置于所述工作台的两侧，并与所述工作台滑动连 接； 第一高度尺和第二高度尺，所述第一高度尺与所述第一导轨连接，沿高度方向从 上到下安装有多个测量顶柱，所述第二高度尺与所述第二导轨连接，沿高度方向从上到下 安装有多个用于测量活塞外圆形线的测量表。 在此基础上，进一步的，所述测量顶柱可以为球头测量柱。所述测量表可以为杠杆 千分表。 所述第一高度尺和第二高度尺可以为可调高度尺，所述可调高度尺上设置有滑槽 及与所述滑槽滑动连接的多个滑块，所述测量顶柱和测量表可拆卸的固设在所述滑块上。 所述测量顶柱和测量表通过拧紧螺钉固设在所述滑块上。所述第一高度尺和第二高度尺的数量可以为多个。 所述第一导轨和第二导轨可以为燕尾导轨，所述燕尾导轨的外侧导槽内设置有内
装滑块。所述工作台上可以设置有用于夹紧活塞的内撑式包容扇面软三爪。所述内撑式包
容扇面软三爪的活塞卡口尺寸调整范围可以为210 250mm。所述工作台内还可以设置有
旋转分度装置，所述旋转分度装置设置在所述内撑式包容扇面软三爪的下方。 本实用新型实施例活塞外圆形线检测设备结构简单，通过采用测量表对活塞的外
圆形线进行多点检测，操作方便，解决了目前的活塞检测成本高、效率低的缺陷，实现了检
测成本低、速度快，效率高，可以使得抽样数大大增加，企业现场大批量入库验收活塞零件
时接收的风险性较低，产品质量容易保证。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是 本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型活塞外圆形线检测设备实施例的结构示意图； 图2为本实用新型活塞外圆形线检测设备实施例的立体示意图； 图3为活塞外圆形线纵向简图； 图4为活塞外圆形线横向简图。 附图标记说明
12-第一导轨； 13-第二导轨； 15-第二高度尺； 16-测量顶柱； 18-内撑式包容扇面软三 19-旋转分度装 爪； 置； 20-活塞； 21-滑块； 22-拧紧螺钉。
11-工作台； 14-^一高度尺
具体实施方式为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新 型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描 述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施 例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于 本实用新型保护的范围。 图1为本实用新型活塞外圆形线检测设备实施例的结构示意图，图2为本实用新 型活塞外圆形线检测设备实施例的立体示意图，结合图1和图2所示，本实施例的活塞外圆 形线检测设备主要包括工作台11、第一导轨12、第二导轨13、第一高度尺14、第二高度尺 15、测量顶柱16和测量表17。 其中，工作台11用于在检测活塞时，对待检测的活塞进行承载固定；具体实施中， 该工作台11上可以设置内撑式包容扇面软三爪18，在检测时对活塞进行夹紧固定，且该 内撑式包容扇面软三爪18可以针对不同尺寸齿口的活塞，对其活塞卡口尺寸进行210 250mm的调整，可以适应不同类型的活塞产品的检测，使得该检测设备可以适用多规格活塞 的测量。进一步的，为使得检测时更精准，消除检测时的测量盲点，该工作台11内部，位于 内撑式包容扇面软三爪18的下方，还可以设置旋转分度装置19，该旋转分度装置19可以在 检测过程中对活塞进行方便地旋转，从而可以多角度的对活塞的外圆形线进行多点测量， 提高测量的精确度。 第一导轨12和第二导轨13分别设置在工作台11的两侧，且工作台11的两侧边 缘卡在与之对应的上述两个导轨的导槽内，使得工作台11与上述两个导轨形成滑动连接， 工作台11可以沿导轨移动；该导轨主要是用于在检测时将工作台11移入或移出检测工作 区，使得活塞的检测更换移动较为方便。具体实施中，上述导轨可以采用燕尾导轨，且该燕 尾导轨的外侧导槽内可以设置有滑块21，位于导轨两侧的高度尺可以通过该滑块21与导 轨连接，并通过拧紧螺钉固定，高度尺可以方便地通过该滑块21进行移动。 在第一导轨12的外侧固接有垂直放置的第一高度尺14，第二导轨13的外侧固接 有垂直放置的第二高度尺15，检测活塞的工作区即为由这两个高度尺所组成的区域，待检 测的活塞放置在第一高度尺14和第二高度尺15之间，即可对活塞的外圆形线的尺寸进行 测量。具体的，第一高度尺14沿高度方向从上到下安装有多个测量顶柱16，该测量顶柱16 用于在活塞检测时顶紧活塞，使之固定，且其主要作用是在测量过程中与杠杆千分表对准， 两者确定一直线，并使得该确定的直线经过测量点；具体实施中，其可以采用球头测量柱。 第二高度尺15沿高度方向从上到下安装有多个测量表17，该测量表17用于在活塞检测时 对活塞外圆形线的尺寸进行测量；具体实施中，其可以采用杠杆千分表。 其中，测量顶柱16和测量表17在检测时是需要横向方向对准的，即在活塞横截面 的平面方向对准。且高度尺上的多个测量顶柱16和测量表17可以用于测量对应活塞外圆 形线上不同横截面上的多个测量点，其数量可以根据不同的测量需要进行适当的改变，例 如，如果需要测量多个测量点时，可以增加测量顶柱16和测量表17的数量。为了方便地对 测量顶柱16和测量表17的高度进行调整，第一高度尺14和第二高度尺15可以采用可调高 度尺，该可调高度尺上设置有滑槽及与滑槽滑动连接的多个滑块，测量顶柱16和测量表17 可拆卸的固设在滑块上例如通过拧紧螺钉固设，这样测量顶柱16和测量表17就可以通过 移动滑块方便地在可调高度尺上进行上下高度的调整，从而实现方便地对活塞外圆形线上 的对应不同横截面上的多个测量点的测量。 一般可调高度尺上的滑块数量如果有限制，例 如通常只有四个滑块时，在想进一步增加可调高度尺上安装的测量部件即测量顶柱16和 测量表17的数量时，可以采用增加可调高度尺的方法，并将新增加的可调高度尺上的测量 部件的设置高度与其他可调高度尺上的测量部件的设置高度错开，即使得不同可调高度尺 上测量部件位于不同的高度，这样就可以实现增加测量点的目的，较为方便。 下面再对本实施例的活塞外圆形线检测设备对活塞进行检测的具体过程进行说 明如下 本实施例的测量顶柱16以球头测量柱为例，测量表17以杠杆千分表为例进行说 明。此外，为使得描述更方便和清楚，以下结合图3和图4进行说明，图3为活塞外圆形线 纵向简图，图4为活塞外圆形线横向简图。假设本实施例中需要测量的活塞外圆形线，从纵 向上分别选取对应水平面1、水平面2和水平面3上的活塞横截面椭圆进行测量，该椭圆的 形状可参考图4，每一个水平截面椭圆上需要测量多个分别对应不同角度的测量点，例如，本实施例中选取测量上述三个水平面上的点A、点B和点C所对应的测量点，即共9个测量 点。则可以针对该测量要求设置活塞外圆形线检测设备，具体的，可以分别设置3个第一高 度尺14，每一个第一高度尺14上从上到下安装3个球头测量柱；设置3个第二高度尺15， 每一个第二高度尺15上从上到下安装3个杠杆千分表。其中，3个第一高度尺14和第二 高度尺15是用于分别对应每一水平面上的3个测量点的，每一个高度尺的3个球头测量柱 和杠杆千分表是用于分别对应3个水平面的。需要测量的参数为对于特定高度水平椭圆截 面，其上的某个被测点相对于正圆边缘点的偏移量，例如，对于水平面1上的点A，需要测量 点A相对于点D的偏移量X。以下为具体测量过程 首先，在检测前，需要先利用一个标准件对该检测设备的杠杆千分表进行调零。在 调零之前，需要先调整对应各个测量点的杠杆千分表和球头测量柱在同一水平面，且在垂 直于导轨的同一直线上。例如，对应水平面1上的测量点A点，需调整3个第一高度尺14 中的中间位置的第一高度尺14，和3个第二高度尺15中的中间位置的第二高度尺15，使得 位于上述高度尺上的最上方的球头测量柱和最上方的杠杆千分表位于水平面1所在的高 度，且在垂直于导轨的同一直线上。具体实施中，可以参照导轨上的刻度，调整两者在位于 导轨的同一刻度位置处，再参照高度尺上的刻度，调整两者在水平面1所在的高度处即可。 同理，可以按照上述方法，相应调整其他测量点所对应的杠杆千分表和球头测量柱。其中， 对于各水平面上的B点和C点所对应的千分表和球头测量柱的位置调整，由于B点和C点 相对于A点的X方向(即沿导轨运动方向)偏移量是一定值，所以A点所对应的高度尺和 B点、C点所对应的高度尺之间的位置也可以很容易的设定为上述偏移量值。 然后，先将一个正圆柱形状的标准件固定在工作台11上，利用内撑式包容扇面软 三爪18将其撑紧。将该工作台11沿导轨缓慢移入工作区，使得工作台11上的标准件的两 个侧壁分别接触左侧的球头测量柱和右侧的杠杆千分表。球头测量柱和杠杆千分表将沿标 准件的外表面滑过，当杠杆千分表的刻度偏移量最大时，表示杠杆千分表和球头测量柱两 点确定的直线经过标准件的圆心。在此位置对与点A对应的杠杆千分表进行调零，并记下 导轨上所在的刻度位置。同理，当A点所对应的千分表确定调零位置时，B点和C点所对应 的千分表即确定了其调零位置。在上述过程中，三个水平面上的各测量点即可以同时完成 调零工作。调零结束后，将工作台ll沿导轨移出工作区，取下标准件。 接着，进行被测活塞的检测。将被测活塞20固定在工作台11上，利用内撑式包容 扇面软三爪18将其撑紧。调整工作台11两侧的第一导轨12和第二导轨13内的滑块至合 适位置后，用拧紧螺钉锁紧工作台ll在导轨的位置。然后，将该工作台ll沿导轨缓慢移入 工作区。此时，利用工作区内的球头测量柱和杠杆千分表对被测活塞20的外圆形线进行检 测。当工作台11运动到之前确定的导轨刻度位置时，即使得工作台11上被测活塞的圆心 位于A点所对应的导轨刻度位置，此时，可以根据千分表的偏移量测出被测活塞上的A点的 偏移参数，即图4中A点相对于D点的偏移量X。同时，即可根据B点和C点所对应的千分 表的偏移量测出被测活塞上的B点和C点的偏移参数，例如，B点的偏移参数为B点相对于 F点的偏移量。在上述过程中，三个水平面上的各测量点的偏移参数同理也可测量得出，不 再赘述。 由图4可知，在检测时可能会出现检测盲点，例如，对于位于0度和180度的点可 能检测不到。此时，可以先将测完其他点的活塞20慢慢移出工作区，旋转工作台ll上的旋转分度装置，使其旋转90度，再移入工作区进行检测。经过上述旋转再测量，就可以使得对 活塞外圆形线的检测较为精确，真实的还原了活塞有效的形线和椭圆度的形状，符合活塞 检测和在发动机使用要求的和谐统一。 本实施例通过采用测量表对活塞的外圆形线进行多点检测，操作方便，成本低廉， 解决了目前的活塞检测成本高、效率低的缺陷，实现了检测成本低、速度快，效率高，可以使 得抽样数大大增加，企业现场大批量入库验收活塞零件时接收的风险性较低，产品质量容 易保证；且本实施例的活塞外圆形线检测设备结构简单，工作可靠，为实现活塞外圆形线检 测工艺技术的应用推广提供了条件，显著提高了机车发动机活塞外圆形线检测效率和活塞 加工的可靠性，具备较高的实用价值。 最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等 同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术 方案的精神和范围。
权利要求一种活塞外圆形线检测设备，其特征在于，包括工作台，用于承载固定待检测的活塞；第一导轨和第二导轨，分别设置于所述工作台的两侧，并与所述工作台滑动连接；第一高度尺和第二高度尺，所述第一高度尺与所述第一导轨连接，沿高度方向从上到下安装有多个测量顶柱，所述第二高度尺与所述第二导轨连接，沿高度方向从上到下安装有多个用于测量活塞外圆形线的测量表。
2. 根据权利要求1所述的活塞外圆形线检测设备，其特征在于，所述测量顶柱为球头
3. 根据权利要求1所述的活塞外圆形线检测设备，其特征在于，所述测量表为杠杆千 分表。
4. 根据权利要求1所述的活塞外圆形线检测设备，其特征在于，所述第一高度尺和第 二高度尺为可调高度尺，所述可调高度尺上设置有滑槽及与所述滑槽滑动连接的多个滑 块，所述测量顶柱和测量表可拆卸的固设在所述滑块上。
5. 根据权利要求4所述的活塞外圆形线检测设备，其特征在于，所述测量顶柱和测量 表通过拧紧螺钉固设在所述滑块上。
6. 根据权利要求1所述的活塞外圆形线检测设备，其特征在于，所述第一高度尺和第 二高度尺的数量为多个。
7. 根据权利要求1所述的活塞外圆形线检测设备，其特征在于，所述第一导轨和第二 导轨为燕尾导轨，所述燕尾导轨的外侧导槽内设置有内装滑块。
8. 根据权利要求1所述的活塞外圆形线检测设备，其特征在于，所述工作台上设置有 用于夹紧活塞的内撑式包容扇面软三爪。
9. 根据权利要求8所述的活塞外圆形线检测设备，其特征在于，所述内撑式包容扇面 软三爪的活塞卡口尺寸调整范围为210 250mm。
10. 根据权利要求9所述的活塞外圆形线检测设备，其特征在于，所述工作台内还设置 有旋转分度装置，所述旋转分度装置设置在所述内撑式包容扇面软三爪的下方。
专利摘要本实用新型提供一种活塞外圆形线检测设备，包括工作台，用于承载固定待检测的活塞；第一导轨和第二导轨，分别设置于所述工作台的两侧，并与所述工作台滑动连接；第一高度尺和第二高度尺，所述第一高度尺与所述第一导轨连接，沿高度方向从上到下安装有多个测量顶柱，所述第二高度尺与所述第二导轨连接，沿高度方向从上到下安装多个用于测量活塞外圆形线的测量表。本实用新型结构简单，工作可靠，成本低廉，为实现活塞外圆形线检测工艺技术的应用推广提供了条件，显著提高机车活塞外圆形线检测效率和活塞加工的可靠性，具备实用价值。
文档编号G01B5/20GK201548176SQ20092027180
公开日2010年8月11日 申请日期2009年11月18日 优先权日2009年11月18日
发明者于惠洋, 杨磊 申请人:中国北车集团大连机车研究所有限公司