两异面轴孔中心轴线垂直度的检测方法及其检测装置与流程

本发明涉及一种异面中心线垂直度检测方法及其检测装置。

背景技术：

在机械制造中，垂直是点到直线的距离(Perpendicularity)是位置公差，用符号⊥表示。当理论正确角度相对于基准面90度产生的公差百分比，称为垂直度公差。当以平面为基准时，若被测要素为平面，则其垂直度公差带的距离为垂直度的公差值称为公差带。垂直度量测用量角器或垂直度量测仪。被测要素为直线轴时候，垂直度的公差值表示轴与平面所称角度与90度做差，产生的公差百分比。不同在任何一个平面内的两条直线叫做异面直线(skew lines)。经过平面外一点和平面内一点的直线和平面内不经过该点的直线是异面直线，特点是既不平行，也不相交。两条异面直线所成的角是在空间内任意取一点，然后过这个点分别做两条直线得平行线，此时这两条平行线所成得夹角才为“两条异面直线所成的角”。两异面直线所成角是通过空间任一点O分别作两异面直线的平行线a，b，a，b垂直交于O,但两异面直线并无公共点，90度时,称两直线垂直。这两直线a，b所成角[0度,90度]叫异面直线成的角。轴类零件属旋转体零件，主要由圆柱面、圆锥面、螺纹及键槽等表面构成，其长度大于直径。根据其结构形状又可分为光轴、空心轴、半轴、阶梯轴、异型轴(十字轴、偏心轴、曲轴、凸轮)。除直径精度要求外还有圆度、圆柱度、同轴度、垂直度等方面的要求。轴类零件的设计基准是其支承轴颈的轴心连线，按“基准统一”原则，常在轴的两端面加工出中心孔作为统一的定位基准面加工各段外圆柱面；或用柱面与中心联合定位；较短的轴则直接用外圆定位。相邻两个轴系的回转轴线在空间应保持垂直并相交于同一平面内，但由于设备在制造、装配、控制及运动过程中热变形、摩擦、振动和惯性等因素的影响，使得两轴线绝对共面是达不到的，在实际工作空间是两条异面直线，两互相垂直轴系的相交度误差为空间两轴线线段公垂线段的长度。一般认为轴线相交度也看作平均回转轴线之间、不受轴转角位置及晃动量影响的误差项目。轴线的垂直度误差为两互相垂直轴系的轴线之间角度与90的偏差，垂直度误差本身会根据转动轴系的转动角度和位置而发生变化，轴线垂直度对综合指向的影响很大。一般认为垂直度误差为固定值，不受回转误差和平均轴线之间的误差影响。回转轴线为回转中心的连线，在无任何误差情况下，转轴上的一切点都围绕回转轴线作圆周运动，该圆周运动的圆心即转轴的回转中心。由此可见，直接检测两个轴系两孔垂直度是比较困难的。目前制造相交度、垂直度的两个轴孔零件一般做法是通过两次装夹零件，然后分别加工两孔，由于夹具本身的误差以及机床等误差因素，最终并不能达到图纸上两个轴系两孔轴线垂直度的要求，解决这类问题的关键是转化线线垂直、线面垂直、面面垂直。目前生产现场中对两个不同平面的轴孔心线垂直度的测量尚无完备的测量方法手段，即使近年来三坐标测量机的使用，对两个不同平面的轴孔心线垂直度测量也显得无能为力，且不为现场实用。传统的用心轴模拟打表的方法，单纯靠装置的机械精度保证的测量精度，很难真实地反映零件的误差状态，可信率很低，在外形和结构很不规则的产品或零部件中，两互相垂直的异面直线要素有着给定相互垂直的两个方向和给定任意方向垂直度公差的设计要求，而设计要求又不能采用线对面垂直度公差来加以解决，在设计、制造和检验时，这类问题就没有国家标准依据可查了，而在企业中这类问题却是大量存在的。为了解决检测垂直度的难题，本发明提供了一种异面中心线垂直度检测机构，该机构应用于如图1中零件结构的尺寸为Ф18⁺₀^0.019mm的水平待测孔4相对尺寸为Ф6+0.013 0mm垂直待测孔3的垂直度的检测。

技术实现要素：

本发明目的是针对现有技术检测两中心线垂直的内孔的垂直度的问题，提供一种方法简单，检测精度准确可靠的两异面轴孔中心轴线垂直度的检测方法及其检测装置。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种两异面轴孔中心轴线垂直度的检测方法，具有如下技术特征：将顶端制有矩形槽的右立柱7和左立柱9固定于基座1平面两侧，用制有轴孔的定位座5，将其垂直固定在基座1平面的后端，且与上述右立柱7和左立柱9形成等腰三角形分布在所述基座1上，并制备一个带有阶梯轴的插销2，然后将被测零件8放置于所述右立柱7和左立柱9之间，再将一端制有矩形棒的测棒6，从左立柱9顶端上的矩形槽插入被测零件8的垂直带测孔3至右立柱7上的矩形槽或燕尾槽，然后用插销2同轴插入定位座5的定位孔和被测零件8的水平待测孔4，同时在插销2上滑动被测零件8，若测棒6能顺利穿过右立柱7的矩形槽及能插入垂直待测孔3，则在空间上具有两个不同平面轴孔的被测零件8，它的两异面轴孔中心轴线满足垂直度要求，反之垂直度不能满足要求。

本发明具有如下有益效果。

方法简单。本发明将顶端制有矩形槽的右立柱7和左立柱9固定于基座1平面两侧，用制有轴孔的定位座5，将其垂直固定在基座1平面的后端，且与上述右立柱7和左立柱9形成等腰三角形分布在所述基座1上，并制备一个带有阶梯轴的插销2，然后将被测零件8放置于所述右立柱7和左立柱9之间，检测两异面轴孔中心轴线垂直度，方法简单，方便快捷。测试结果准确可靠。

检测准确可靠。本发明将一端制有矩形棒的测棒6，从左立柱9顶端上的矩形槽插入被测零件8的垂直带测孔3至右立柱7上的矩形槽或燕尾槽，然后用插销2同轴插入定位座5的定位孔和被测零件8的水平待测孔4，以测棒6能顺利穿过右立柱7的矩形槽及能插入垂直待测孔3检测空间上具有两个不同平面轴孔的被测零件8的垂直度，利用左立柱9顶端上的矩形槽的不可回转性及其右立柱7上的矩形槽或燕尾槽自同心性，检测两异面轴孔中心轴线的垂直度，检测精度准确可靠。

附图说明

图1是本发明检测两异面轴孔中心线垂直度的装置的立体图。

图2是图1的左视图。

图中：1 基座，2 插销，3 垂直待测孔，4 水平待测孔，5 定位座，6 测棒，7 右立柱，8 被测零件，9 左立柱。

具体实施方式

参阅如图1、图2。根据本发明，将顶端制有矩形槽的右立柱7和左立柱9固定于基座1平面两侧，用制有轴孔的定位座5，将其垂直固定在基座1平面的后端，且与上述右立柱7和左立柱9形成等腰三角形分布在所述基座1上，并制备一个带有阶梯轴的插销2，然后将被测零件8放置于所述右立柱7和左立柱9之间，再将一端制有矩形棒的测棒6，从左立柱9顶端上的矩形槽插入被测零件8的垂直带测孔3至右立柱7上的矩形槽或燕尾槽，然后用插销2同轴插入定位座5的定位孔和被测零件8的水平待测孔4，同时在插销2上滑动被测零件8，若测棒6能顺利穿过右立柱7的矩形槽及能插入垂直待测孔3，则在空间上具有两个不同平面轴孔的被测零件8，它的两异面轴孔中心轴线满足垂直度要求，反之垂直度不能满足要求。

在以下描述的实施例中，检测两异面轴孔中心线垂直度的装置，包括：固定于基座1平面两侧，顶端制有矩形槽的右立柱7和左立柱9和制有轴孔的定位座5。定位座5垂直固定在基座1平面的后端，且与所述右立柱7和左立柱9形成等腰三角形分布在所述基座1上，一端制有矩形棒的测棒6从左立柱9顶端上的矩形槽插入被测零件8的垂直带测孔3至右立柱7上的矩形槽或燕尾槽，一个带有阶梯轴的插销2通过放置于右立柱7和左立柱9之间的被测零件8的水平待测孔4，并以测棒6能顺利穿过右立柱7的矩形槽及能插入垂直待测孔3，检测在空间上具有两个不同平面轴孔的被测零件8的两异面轴孔中心轴线的垂直度。

在设计制造过程中，严格保证了制造精度，右立柱7和左立柱9的两矩形槽的中心轴线对插销2的中心轴线的垂直度控制在0.01mm以内。测棒6矩形棒台阶后端的圆柱体的直径大小为即测棒6矩形棒台阶后端的圆柱体的直径公差为垂直待测孔3的孔径为为右立柱7和左立柱9的顶端矩形槽宽为即右立柱7和左立柱9的顶端矩形槽宽超出的公差为+0.01 0mm。左立柱9的顶端的开口槽可以是矩形槽，也可以是具有自定心的燕尾槽，即V形槽，由于设计要求被测零件8的两异面轴孔(垂直待测孔3及水平待测孔4)中心线的垂直度在20mm范围内小于0.15mm，因此该垂直度检测装置能准确可靠的测量被测零件8的垂直度是否满足要求。并且采用矩形槽的优点可以测量不同轴心线距离的待测零件的垂直度，另外可以通过设计更改插销和测棒两销子的直径大小及其它附属结构的尺寸来实现不同尺寸内孔之间的垂直度的检测。

如果需要检测其它直径大小内孔之间的垂直度，可以通过设计更改两个配合的插销和测棒直径及其它附属结构的尺寸来实现不同尺寸内孔之间的垂直度的检测。

以上所述的仅是本发明的优选实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些变更和改变应视为属于本发明的保护范围。