一种圆筒类零件外轮廓形位公差测量仪器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于测量仪器领域，特别涉及一种圆筒类零件外轮廓形位公差测量仪器，适用于以内孔为基准的圆筒类零件外轮廓形位公差测量，尤其适合应用于导弹火箭弹类产品零部件，涉及外圆跳动量和台阶端面跳动量的同步实时测量。
【背景技术】
[0002]圆筒类零件的外圆跳动量和台阶端面跳动量可以反映产品的同轴度、圆柱度、圆度、平面度、垂直度及跳动量。
[0003]在现有技术中，对于以内孔为基准的回转类薄壁筒体圆筒类零件和零部件，跳动量的测量方式有两种。第一种为在零件加工时实时测量，第二种为用跳动测量仪测量。
[0004]第一种测量方式，先用机床上的夹具夹持定位零件的内孔基准，再用百分表打跳动。这种测量方式的缺点为:
第一，由于机床上空间限制，不能同时测量多个跳动。
[0005]第二，外圆夹持定位会导致圆筒类零件及零部件变形，测量结果不准确。
[0006]第三，当零件机加工序完成，再经过表面处理、时效处理以及焊接等工艺，零件会产生变形，机床上实时测量的数据就失效，这种方法测量不可靠，不能作为最后的测量要求。
[0007]第二种测量方式，由于跳动测量仪没有合适的定位元件，大都是顶尖夹持定位，测量基准和设计基准不重合，从而产生基准不重合误差，测量精度低。另外跳动测量仪结构复杂，成本高，不方便移动。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种圆筒类零件外轮廓形位公差测量仪器。
[0009]为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:
一种圆筒类零件外轮廓形位公差测量仪器，包括定位装置、第一测量装置、第二测量装置和底座，
所述定位装置包括定位芯轴，该定位芯轴上段设有与零件内孔的第一定位面相接触的第一外圆面、下段设有定位端面以及与零件内孔的第二定位面相接触的第二外圆面，所述定位芯轴的底端为圆柱段，所述定位端面位于第二外圆面的下方，且定位端面的直径大于第二外圆面的直径，所述定位端面均布有分度孔；
所述第一测量装置包括竖直固定在底座上且可前后移动的表架杆，以及若干个杠杆百分表，所述杠杆百分表通过第一固定调节结构与表架杆相连；
所述第二测量装置包括竖直固定在底座上的固定杆、固定杆上的分度装置和多自由度表架调节装置；所述分度装置包括横向穿过固定杆的分度杆，所述分度杆可插入或拔出所述分度孔；所述多自由度表架调节装置包括百分表、与固定杆相连的高度可调的竖直支架、与竖直支架相连的可绕竖直支架旋转的旋转支架、与旋转支架相连的长度可调的第二固定调节结构，所述百分表通过第二固定调节装置与旋转支架相连；
所述底座包括表面中央的中空凸台，套装固定在凸台内部的第一套筒，所述第一套筒内置可竖直固定圆柱段的轴承，所述圆柱段的底端设有压在轴承内圈的压板，所述压板和圆柱段通过预紧螺钉相连；所述第一测量装置和第二测量装置分别位于定位装置的两侧。
[0010]待测零件定位尺寸为两个内径，分别为零件底部的内孔的第二定位面和零件顶部的内孔的第一定位面。定位芯轴用于对零件内孔基准定位。定位芯轴有第一外圆面和第二外圆面共两个定位面，以及一个定位端面，三者配合作为定位基准，对待测零件进行定位。对应同类产品零件，可以加工出不同的定位芯轴，更换定位装置零部件，就可以测量；定位装置有高精度的装配要求，所以不同尺寸同类产品，只需将定位装置更换，就可以测量。
[0011]第一调节装置和第二调节装置均可以根据零件外圆或台阶或凸台等位置的需要调节到相应的位置，再进行固定测量。旋转支架可以绕竖直支架旋转，竖直支架高度可调，第二固定调节结构长度可调，这样便形成多自由度表架调节装置，实现零件复杂外轮廓特征的测量。分度装置有两个工作状态，状态A:分度杆插入定位芯轴的分度孔内，定位芯轴旋转被限制，此时进行装卸待测零件；状态B:分度杆从定位芯轴的分度孔拔出，定位芯轴可以旋转，进行测量。从而实现了对定位芯轴旋转自由度的控制。
[0012]测量时，通过预紧螺钉和压板可对轴承进行预紧，调整轴承游隙，使游隙最小，使定位装置轴向跳动量和径向跳动量均小于0.01mm。将圆筒类零件安装在定位芯轴上，根据需要对第一测量装置进行位置调整，使得表架杆处于便于测量的最合适的位置并固定在底座上，调整好第一固定调节结构的位置并固定，将杠杆百分表和百分表调零，旋转定位芯轴，杠杆百分表和百分表便显示外轮廓形状和位置公差读数。多个杠杆百分表可对外圆跳动量和台阶端面跳动量进行同步实时测量，可同时测量多个外圆面和多个台阶。
[0013]作为一种优选方式，所述底座的上表面开有前后方向的第一导向槽，所述底座的上表面设有架在第一导向槽上方的导向座，所述表架杆与导向座固定，所述导向座可沿第一导向槽前后移动且可自由调节固定位置。
[0014]作为一种优选方式，还包括穿过导向座的锁紧螺杆，所述锁紧螺杆的一端位于第一导向槽内，另一端装有第一锁紧螺母，所述第一导向槽的侧表面设有防止锁紧螺杆从第一导向槽脱出的凸起。
[0015]拧紧第一锁紧螺母便将导向座压紧在底座上，将其固定，从而将表架杆固定，以便安装和调节第一固定调节结构。
[0016]进一步地，所述轴承为背对背安装，所述第一套筒两侧设有压在轴承内圈的第一台阶和压在轴承外圈的第二台阶。
[0017]第一台阶和第二台阶用于对轴承预紧。通过预紧螺钉使定位芯轴受到向下的拉力，使上端轴承内圈受到向下的力，下端轴承内圈受到向上的力，预紧螺钉同时使上下轴承游隙减小，游隙接近为0，径向跳动量最小，使定位芯轴自身跳动量小于0.01mm。
[0018]进一步地，所述分度杆上套有位于定位芯轴与固定杆之间的复位弹簧，所述分度杆上还设有对复位弹簧限位的第三台阶。
[0019]复位弹簧在状态A受压，处于压缩状态，产生作用在第三台阶上的向左的力，防止装卸零件时分度杆从分度孔内脱出。
[0020]进一步地，所述固定杆上还设有套在分度杆上的第二套筒，所述第二套筒上横向开有长度小于分度孔深度的第二导向槽，所述分度杆上设有可在第二导向槽内移动的导向销，所述导向销与定位芯轴分别位于固定杆的两侧。
[0021]在状态A，导向销位于第二导向槽内，在第二导向槽内移动，分度杆插入定位芯轴的分度孔内，导向销限制分度杆旋转。在状态B，拉动分度杆，将导向销拉出第二导向槽，分度杆被拔出定位芯轴的分度孔。
[0022]进一步地，定位芯轴上与第二外圆面顶部相邻的部位还设有与零件内螺纹相配合的外螺纹。
[0023]外螺纹与零件内螺纹相配合对零件进行固定，保证产品零件测量时不会移动，不受外力作用影响而移动。这样本发明测量仪器的定位基准和零件的设计基准重合，使得测量基准不重合误差为零。
[0024]作为一种优选方式，还包括锁紧螺钉，所述竖直支架的下段插入所述固定杆的顶端并与固定杆间隙配合，所述锁紧螺钉穿过固定杆并与竖直支架下段的侧面接触，竖直支架下段与锁紧螺钉接触的侧面为平面。
[0025]借由上述结构，在竖直方向可以调节竖直支架的高度，通过锁紧螺钉进行位置锁紧。竖直支架下段与锁紧螺钉接触的侧面为平面，从而锁紧螺钉锁紧时有足够的受力面，也限制了竖直支架的旋转，便于锁紧螺钉压紧。
[0026]作为一种优选方式，还包括圆柱销和压紧螺钉，所述竖直支架的上段从上往下依次开有第一销孔和螺纹孔，所述旋转支架与竖直支架相连的一端为相对的两块扇形板，扇形板之间形成扇形槽，所述扇形板上从上往下依次开有第二销孔和弧形槽，所述竖直支架的上段插入所述扇形槽内，圆柱销穿过第一销孔和第二销孔，压紧螺钉穿过螺纹孔和扇形槽。
[0027]扇形槽和竖直支架形成移动副，可以绕着圆柱销中心旋转，环形槽的角度大小可以根据测量需要灵活制定。
[0028]作为一种优选方式，所述旋转支架与第二固定调节结构相连的一端开有穿透至扇形槽的通孔，所述第二固定调节结构为长度调节百分表架，所述长度调节百分表架一端装有百分表，另一端伸入通孔内并与通孔间隙配合，旋转支架上还设有锁紧长度调节百分表架的表架螺钉。
[0029]长度调节百分表架在通孔内可以调节位置。
[0030]与现有技术相比，本发明具有以下先进性:
第一，本发明解决了由内孔定位的圆筒类零部件的外轮廓跳动量的精确测量问题，解