轴状部件的表面缺陷检查方法与装置 本发明涉及检查滚轧螺纹的材料即轴状部件的表面缺陷的方法与装置。
在滚轧螺栓一类经滚轧加工来形成螺纹的情形，构成螺栓的材料的轴状件其外径的精度对滚轧螺纹的加工精度有直接影响。为此，例如将按一定长度切断的线状材料锻造成轴状材料而以之作为滚轧螺钉的坯料时，要在滚轧螺纹之前测定此种轴状件的外径，同时剔除因缩孔(凹坑)等而存在有表面缺陷的轴状件。
现来简单说明检查这种轴状件外径合格与否的先有技术的方法，图7示明采用U字形测定卡规1的检查方法，这里所用的测定卡规1具有通过轴状件2的槽1a。槽1a入口侧(开口端一侧)的宽度设定为轴状件2外径公差的上限值b1，而里侧的宽度设定为公差下限值b2，因此，以大致在中央的部段1b为界限定其宽度在两个等级中变化。于是，当轴状件2通过槽1a中时，若受阻在中央部段1b处(即图7处以虚线所示状态)时，则可以认为轴状件2外径的精度在规格之内。
图8中则示明用激光测定器3来检查轴状件外径合格与否的方法。在此方法中，当把轴状件2置于发光部3a与光接收部3b之间时，激光即为轴状件2遮挡，通过此轴状件地影子对光接收部3b的投影来测定轴状件的外径，根据此测定结果来检查外径是否合格。
但在以上所述现有技术的检测轴状件外径的方法中，虽然能在前述槽1a的宽度方向测量轴状件2的外径，或在与激光光轴正交的方向测量轴状件2的外径，但在除此之外的方向则不能进行外径的测定。因此，若对于一根轴状件2只测定一次时，就只能就圆周方向的某个方向检测外径，而在外周面的测定部以外的位置，即使有缩孔等的表面缺陷也不能发现，这就有可能对轴状件外径的合格性造成误判。
此外，在滚压成形前的另外的工位中时，为了就圆周方向对轴状件的外径进行测定，必须用夹具将轴状件2一个个地夹住边转动边检查。但是，由于滚压成形的循环时间短至2-3秒以下，一个轴状件所能允许的测定时间是很短的，结果就有每个地方的测定精度都低，测定设备复杂而使成本也增加等问题。
为了进行高精度的检查，需要进行手工操作，但若就整个滚轧螺栓坯料的轴状件进行检查，则需用过多的劳力与时间，使成本大幅度增加，因而用手工作业来进行轴状件外径的检查在实际上几乎是不可能的。
另一方面，在图9中示明了日本专利申请特开昭57-72743号公报中所记载的滚轧成形件的检查方法。如此图所示，在此检查方法中所用的滚轧成形机11包括有圆筒形的回转模12，以及在此回转模12的外侧隔规定间隔相对设置的圆弧状固定模13。同时还配备有：使夹持在回转模12与固定模13之间边转动边被滚轧的成形件吸向下侧，并加以保持的检查物体抽出臂14；使此检查物体抽出臂14转动到一止动器15的导轴16；以及使碰合上止动器15而定位的检查物体抽出臂14上所保持的检查物体—滚轧成形件在其回转时，检查滚轧形状有无异常的检查仪17。
这样，从滚轧成形机11顺次滚压成形完而排送出的滚轧成形件10之中，将应作为检查物体的对象按每规定数中选一个的比例，同时是在仍保持滚压成形时的位置时，通过臂14的前端吸持取出，使此检查物体在检查仪17中边转动边检查其滚轧形状有无异常。
于是，在此日本专利申请特开昭57-72743号公报所记载的滚轧成形件的检查方法中，是按每一定数中取一个的比例从滚轧成形件10之中取出检查物体进行检查，即所谓抽样检查方法。这虽然能依规定的概率保证批量全体的质量，但与全数检查不同，不能逐一保证制品的质量，会有可能混入不合格品。此外，由于检查仪17是使检查物体边转动边检查，这固然可以检查到滚轧成形件的整个周面，但因为是在电磁体或空气吸引检查物体的状态下进行转动，就需要有吸持装置与转动装置，从而带来使检查装置复杂与大型化的问题。
本发明的目的在于提供一种检查轴状材料表面缺陷的方法和装置，它能够对轴状部件的全数检查由滚轧加工来形成螺纹的轴状材料的圆周面方向上有无表面缺陷。
根据本发明，对于夹持在一对螺纹滚轧模之间转动的轴状材料，可检测出由螺纹滚轧模的滚轧引起塑性变形之前轴状材料的表面凹凸，能够对通过此工序的全体轴状材料检查它们在圆周面方向有无表面缺陷。
作为用来解决上述问题的手段，在本发明的方法中，其特征在于：在检查滚轧螺栓材料的轴状材料有无表面缺陷的轴状部件表面缺陷检查方法中，在把上述轴状材料夹持于一对螺纹滚轧模之间的同时，通过这对滚轧模的相对运动使轴状材料转动，而在由螺纹滚轧模的滚轧产生塑性变形之前，检测出轴状材料表面的凹凸。
此外，本发明的装置中，其特征在于：在把轴状材料夹持于一对螺纹滚轧模之间并通过这对螺纹滚轧模的相对运动来边转动轴状材料边滚轧螺纹的螺纹滚轧装置中，在上述这对螺纹滚轧模之间设有检测装置，该检测装置用来检测由这对螺纹滚轧模所转动的上述轴状材料的表面凹坑深度。
这样，根据本发明，就能对于夹持在一对螺纹滚轧模之间而被转动的前述轴状材料，检测在由螺纹滚轧模的滚轧产生塑性变形前的此轴状材料表面的凹凸，由此而能对于通过这一滚压成形工序的全部轴状材料，检查轴状材料的整个周面上有无表面缺陷。
图1为示明备有本发明第一实施例的检测装置的螺纹滚轧机中主要部分的、图3中沿I-I线的剖面侧视图。
图2为图1所示滚轧机的主要部分的放大图。
图3为螺纹滚轧机的主要部分的俯视图。
图4为图3所示螺纹滚轧机的正视图。
图5为示明备有本发明第二实施例的检测装置的螺纹滚轧机主要部分的正视图。
图6为沿图5中VI-VI线的向视图。
图7为先有技术的轴状材料外径测定方法的说明图。
图8为另一种先有技术的轴状材料外径测定方法的说明图。
图9是示明备有先有技术的检查装置的螺纹滚轧机的主要部分的说明图。
以下根据图1至图6说明本发明的实施例。首先根据本发明的螺纹滚轧机进行说明。
在图1至图4中，螺纹滚轧机21包括：分别安装在轴22a、23a之上，依同一方向转动的固定模22与可动模23这样一对圆材滚轧模；设于这对模22与23之间的支承台25；以及环形的轴偏摆检测装置26。
支承台25配置在上述这对模22与23中心连线的下方，其上端的高度和上述连线的距离与滚轧螺栓粗料24的半径尺寸相同。轴偏摆检测装置26安装在比前述轴22a上的固定模22的安装位置更靠前端一侧(图2中的下侧)，并与轴22a成同心圆布置。在支承台25的上方，将滚轧螺栓的粗料24装载于各个模22、23之间，同时备有可转动地保持此滚轧螺丝粗料24的输入装置27。
在支承于前述支承台25之上的滚轧螺栓粗料24的螺纹下部24a的上方，配置有检查滚轧螺栓粗料24表面缺陷的检查装置20。
上述检查装置20包括：具有将下端朝水平方向大致弯成直角而形成的水平部28a的可动叶片28，安装在此可动叶片28上方的导向筒28b，以及以上侧部分可滑动地插入导向筒28b之内的细棒状可动测量头29。上述可动叶片28的上端连接到可升降的杆30上。在杆30的外周面上同轴线地配置着螺旋弹簧31，杆30与可动叶片28在螺旋弹簧31的作用下，时刻压向下方。可动叶片28下端部上的水平部28a的下面触合着载承于模22与23之间的支承台25上的滚轧螺栓粗料24的螺纹下部24a的表面。
上述可动测量头29通过其上端能上下动作地插入设于前述导向筒28b内的螺旋弹簧32而推压向下方。这样，可动测量头29的下端便穿过上述可动叶片28向下延伸，且时刻碰触着滚轧螺栓粗料24的螺纹下部24a的表面。
下面说明上述装置的作用，也即说明本发明的检查方法。首先在固定模22与可动模23之间的支承台25之上，将滚轧螺栓粗料24以可转动的保持状态装载于输入装置27的端部上。
按上述方式装载的滚轧螺栓粗料24由于和固定模22以及可动模23依同一方向转动，可以为这对模22与23所挟持并带动回转。
此时，检查装置20的可动叶片28的水平部28a的下面同滚轧螺栓粗料4的螺纹下部24的表面作线状接触。同时，穿过此水平部28a的可动测量头29的下端，则触合上前述螺纹下部24a的表面上的与前述水平部28a下面相接触的直线上的一点。这样，当夹持于模22与23之间而转动的滚轧螺栓粗料24的螺纹下部24a的表面上存在有表面缺陷中之一即缩孔(凹坑)24b时，虽然和螺纹下部24a的表面作线接触的可动叶片28的位置无变化，但和螺纹下部24a的表面作点接触的可动测量头29的下端则进入缩孔24b内(图2中的状态)。也就是可动测量头29相对于可动叶片28向其前端侧突出作相对移动。此时，当可动叶片28的下面和可动测量头29下端的距离较预设的基准值大时，亦即可动测头29的相对移动量大于预定的基准值时，此滚轧螺栓粗料24即落到规格之外。因此，具有这样的表面缺陷的螺栓粗料24即作为不合格的淘汰掉。
这样，根据这一实施例的检查方法，由于是把检查装置触合着转动中的滚轧螺栓粗料24的外周面进行检查，就能对此外周面的整体检查其表面缺陷。
此外，在滚压成形工序中，由于是对夹持在一对模22与23之间被带动转动的滚轧螺栓粗料24进行检查，就不需要另外设置用于驱动检查物转动体的驱动装置。因而在用上述方法检查滚轧螺栓粗料等轴状件时，可以降低检查中所需的成本。
还由于是在螺纹滚压成形过程中来检查表面缺陷，就不需要多余的用于检查的时间，从而不会延长循环时间，这样就能对于进行滚压成形作业的全体滚轧螺栓粗料24作表面缺陷检查。
再有，由于是对滚轧螺栓粗料24刚要进行滚压成形之前或是在刚刚开始滚压成形之后的初期加工阶段进行表面缺陷检查，就能在存在表面缺陷处因滚压成形加工致使其形状有大的变化之前作出检查，故在粗料阶段就能基本上可靠地查出表面缺陷。
下面参看图5与图6说明另一实施例。此实施例是构成在使用平模滚轧来滚压成形螺纹时检查表面缺陷的方法的例子。
上述实施例中所用的平辊轧机包括：具有相互平行的侧壁41a与41b的导槽41；沿着一面(在图5中为左面)的侧壁41a作往复移动的楔形的第一平模42；以及沿另一面的侧壁41a作往复移动的第二平模42。在上述平模41a与41b的相互相对的侧缘上分别形成有模具的刃面42a与43a。
在上述导槽41的大致中央设有圆筒形的支座46。支座46是由内径可允许将滚轧螺栓粗料44的螺纹下部44a能自由转动地插入的管材形成，在此管材的一端附近(图6中的右端附近)形成有相对的滚轧用窗口46a-46a，由此可使上述各平模41与42从两侧夹住支座内的滚轧螺栓粗料44的螺纹下部44a，滚轧出外螺纹。在从滚轧用窗口46a的位置转过90°的位置(图5中的上侧)上，和导槽41的两侧壁41a、41b相平行地形成有测定用狭缝46b，该狭缝46b中能插入前述第一实施侧所示检查装置20的可动叶片28和可动测量头各自的下端。也就是说，测定用狭缝46b是沿支座46的轴线方向形成。
下面说明图5与图6所示装置的作用，也即说明本发明的检查方法，首先将滚轧螺栓粗料44以可自由转动的方式插入圆筒状的支座46的内部。此滚轧螺栓粗料44的螺纹下部44a即成了可从支座46的滚轧用窗口46a、46a接近的位置。然后将各平模42、43依图5的箭头所示方向移动，它们之间的间隔便逐渐变窄，而模具的刃面42a、43a便从滚轧用窗口46a、46a进入支座46的内部，而螺纹下部44a即为平模42、43所夹持(参看图6)。同时，所动叶片28与可动测量头29各自的下端即进入测定用狭缝46b之中，而可动叶片28的下部下表面与可动测量头29的下端便同上述螺纹下部44a的表面接触。
随后使第一平模42、第二平模43依图5中箭头所示方向进一步移动，模具的刃面42a、43a便一面使滚轧螺栓粗料44转动，一面逐渐地切入外周面内，渐次深切入而形成外螺纹。
此时，由于插入于支座46测定用狭缝46b中的可动叶片28和可动测量头29各自的下端与螺纹下部44a相融合，因而当转动的滚轧螺栓粗料44的螺纹下部44a上存在有气孔(凹坑)等表面缺陷时，就可与第一实施例的情形相同，使可动叶片28不作移动，而只是可动测量头29进入缩孔的内部。这样，可动测量头29相对于可动叶片28的相对移动量便可以作为缩孔的深度来测定。测定的结果，当可动叶片28的下表面与可动测量头29的下端的距离比预定的基准值大时，这样的滚轧螺栓粗料24便属于规格之外。于是，具有此种表面缺陷的滚轧螺栓粗料24便作为不合格品剔除。
在上述这种滚压成形作业开始时，在滚轧螺栓粗料24转动之际，使可动叶片28与可动测头29融合此粗料的外周面来测定缩孔时，可以获得与前述第一实施例相同的效果。
此外，在以上各实施例中，作为检测滚轧螺栓粗料即轴状件的表面缺陷的传感器，作为例释，是用备有恒定地以一端触合此轴状件表面而成弹性加压形式的棒状测量头的检查装置进行说明的，但作为另外的传感器，例如也可采用以光照射轴状件的表面，根据其反射光来检查有无表面缺陷的光导传感器等非接触式传感器，而能具有相同的作用和取得相同的效果。