大尺寸箱体端面跳动测量仪的制作方法

专利名称:大尺寸箱体端面跳动测量仪的制作方法
本大尺寸箱体端面跳动测量仪是一种测量大尺寸箱体端面跳动误差的专用仪器，属于长度测量类。国际分类号为G01B5／08。
本大尺寸箱体端面跳动测量仪适用于机械加工行业中的检测领域，特别适用于对加工精度要求高的大尺寸箱体的在线测量。
现在对大尺寸箱体的端面垂直度或跳动的测量多用价格很高的三坐标测量仪。用三坐标测量仪进行测量使用费用很高，一般都不用于对批量生产的产品零件进行直接测量和在线测量。同时，由于三坐标测量仪工作台的尺寸和承重能力的限制，特大型的被测物也不能被测量。对于大尺寸形体的测量，如专利号为CN86200163U的专利，它可以测量大尺寸箱体上孔的同轴度，装置简单，成本低，适合于对批量生产的产品零件作直接测量和在线测量。但由于它没有轴向定位和轴向测量装置，因此也不能测量端面跳动。
本测量仪的设计目的是为解决大尺寸箱体端面跳动测量时的高成本以及特大型箱体端面跳动测量的难题，它是一种满足国标要求的、成本低廉的测量仪器。
本测量仪如附图1所示，它由测杆(4)、径向测量元件(3)、轴向测量元件(6)、轴线调节装置(7)、轴向定位机构(8)和支承装置(9)组成。测杆(4)被支放在轴线调节装置(7)上，测杆(4)可绕自己的轴线转动，并被轴向定位机构(8)定位。对被测物(5)进行测量时，转动测杆(4)，可以在整个圆周上每边测出n个半径变动量△ri和n个端面变动量△yi(i＝1，2…，n)。通过每边n个半径变动量△ri可以算出概算圆圆心和轴线方向，通过坐标变换，可以得到端面跳动误差δ。在测量时，如果测杆(4)轴线与被测箱体(5)轴线偏差过大，可通过轴线调节装置(7)调整。
本测量仪的数据处理与三坐标测量仪的数据处理原理一样。运用微型计算机处理，能快速地得到结果。本测量仪结构简单，成本十分低廉。由于是测量相对变动量，只要换用不同的测量元件(3)和(6)的支架，就能测量不同尺寸、包括很大尺寸的被测物。由于被测物不需固定在测量仪上，因此不受被测物重量的限制。本测量仪的中间环节较少，容易达到较高的测量精度。
本实用新型可以如附图1所示，在测杆(4)上刻有n条等分刻线(2)，在轴线调整装置上有一个标尺(1)，这样，可以通过读刻度的方法来保证分度精确度。n可以是60，72，120等一些常用等分值的最小公倍数。
本实用新型的轴向定位机构(8)可以是由测杆(4)两端的高精度的与测杆(4)轴线垂直的平面和装在轴线调节装置(7)上的端面是球面的顶杆构成。也可以是如附图2所示的，由在测杆(4)端面轴线上嵌入的球体和装在轴线调节装置(7)上的端面是平面的顶杆构成。这样能减小测杆(4)在转动时轴向窜动造成的误差，提高测量精度。
本实用新型轴向定位机构(8)中的顶杆可以是有微调螺旋使其沿轴向伸缩的顶杆，在测量时，可以调节顶杆，消除测杆(4)的轴向定位间隙，保证测量可靠。也可以是一个为带有弹簧的可伸缩顶杆，另一个为固定顶杆。在测量时，给测杆(4)一个恒定的轴向力，既保证测杆(4)没有轴向间隙，也保证本测量仪变形的一致性，减小仪器自身的误差。
本实用新型中的轴向测量元件(6)，其测量方向可以和测杆(4)的轴线成一定角度，这样可测量锥孔的跳动量。其测量方向与测杆(4)轴线的夹角可以做成可调的，以适应不同锥度的孔。
本实用新型解决了大尺寸箱体端面跳动测量的难题，测量仪成本低廉，测量方法简单并满足国标的要求。
本实用新型的测杆(4)要求重量轻，刚度好，其架在轴线调节装置(7)的两端要求有高的硬度和精度。测杆(4)可以做成中间是铝合金管，两端用高硬度、小变形的工具钢。两端的表面粗糙度应在0.32微米以下，圆度误差也应在1微米以下。本实用新型测杆(4)上所装的径向测量元件(3)和轴向测量元件(6)应在过测杆(4)轴线的同一平面内，以减少计算工作量。
权利要求
1.大尺寸箱体端面跳动测量仪，它有测杆(4)，径向测量元件(3)，轴线调节装置(7)和支承装置(9)，其特征在于它有使测杆(4)轴向定位的定位机构(8)和装在测杆(4)上的轴向测量元件(6)。
2.如权利要求
1所述的大尺寸箱体端面跳动测量仪，其特征在于测杆(4)上刻有n条等分刻线(2)，在轴线调整装置上有一个标尺(1)。
3.如权利要求
1和2所述的大尺寸箱体端面跳动测量仪，其特征在于轴向定位机构(8)是由测杆(4)两端高精度的与轴线垂直的平面和装在轴线调节装置(7)上的端面是球形的顶杆构成。
4.如权利要求
1和2所述的大尺寸箱体端面跳动测量仪，其特征在于轴向定位机构(8)是由在测杆(4)端面轴线上嵌入的球体和装在轴线调节装置(7)上的端面是高精度平面的顶杆构成。
5.如权利要求
3所述的大尺寸箱体端面跳动测量仪，其特征在于轴向定位机构(8)中的顶杆是有微调螺旋使其沿轴向伸缩的顶杆。
6.如权利要求
4所述的大尺寸箱体端面跳动测量仪，其特征在于轴向定位机构(8)中的顶杆是有微调螺旋使其沿轴向伸缩的顶杆。
7.如权利要求
3所述的大尺寸箱体端面跳动测量仪，其特征在于轴向定位机构(8)中的顶杆一个为带有弹簧的可伸缩顶杆，另一个为固定顶杆。
8.如权利要求
4所述的大尺寸箱体端面跳动测量仪，其特征在于轴向定位机构(8)中的顶杆一个为带有弹簧的可伸缩顶杆，另一个为固定顶杆。
专利摘要
大尺寸箱体端面跳动测量仪，是一种测量大尺寸箱体的端面跳动误差的专用仪器。它克服了以往大尺寸箱体端面跳动测量用三坐标测量仪测量时成本高、对特大形工件不能测量的缺点。它用一个架在调节装置上的测杆绕轴线转动时测量相对半径差和轴向位移量后，就能计算出端面跳动误差值。它使用方便，结构简单，成本低廉。
文档编号为G01B5／08。
本大尺寸箱体端面跳动测量仪适用于机械加工行业中的检测领域，特别适用于对加工精度要求高的大尺寸箱体的在线测量。
现在对大尺寸箱体的端面垂直度或跳动的测量多用价格很高的三坐标测量仪。用三坐标测量仪进行测量使用费用很高，一般都不用于对批量生产的产品零件进行直接测量和在线测量。同时，由于三坐标测量仪工作台的尺寸和承重能力的限制，特大型的被测物也不能被测量。对于大尺寸形体的测量，如专利号为CN86200163U的专利，它可以测量大尺寸箱体上孔的同轴度，装置简单，成本低，适合于对批量生产的产品零件作直接测量和在线测量。但由于它没有轴向定位和轴向测量装置，因此也不能测量端面跳动。
本测量仪的设计目的是为解决大尺寸箱体端面跳动测量时的高成本以及特大型箱体端面跳动测量的难题，它是一种满足国标要求的、成本低廉的测量仪器。
本测量仪如附图1所示，它由测杆(4)、径向测量元件(3)、轴向测量元件(6)、轴线调节装置(7)、轴向定位机构(8)和支承装置(9)组成。测杆(4)被支放在轴线调节装置(7)上，测杆(4)可绕自己的轴线转动，并被轴向定位机构(8)定位。对被测物(5)进行测量时，转动测杆(4)，可以在整个圆周上每边测出n个半径变动量△ri和n个端面变动量△yi(i＝1，2…，n)。通过每边n个半径变动量△ri可以算出概算圆圆心和轴线方向，通过坐标变换，可以得到端面跳动误差δ。在测量时，如果测杆(4)轴线与被测箱体(5)轴线偏差过大，可通过轴线调节装置(7)调整。
本测量仪的数据处理与三坐标测量仪的数据处理原理一样。运用微型计算机处理，能快速地得到结果。本测量仪结构简单，成本十分低廉。由于是测量相对变动量，只要换用不同的测量元件(3)和(6)的支架，就能测量不同尺寸、包括很大尺寸的被测物。由于被测物不需固定在测量仪上，因此不受被测物重量的限制。本测量仪的中间环节较少，容易达到较高的测量精度。
本实用新型可以如附图1所示，在测杆(4)上刻有n条等分刻线(2)，在轴线调整装置上有一个标尺(1)，这样，可以通过读刻度的方法来保证分度精确度。n可以是60，72，120等一些常用等分值的最小公倍数。
本实用新型的轴向定位机构(8)可以是由测杆(4)两端的高精度的与测杆(4)轴线垂直的平面和装在轴线调节装置(7)上的端面是球面的顶杆构成。也可以是如附图2所示的，由在测杆(4)端面轴线上嵌入的球体和装在轴线调节装置(7)上的端面是平面的顶杆构成。这样能减小测杆(4)在转动时轴向窜动造成的误差，提高测量精度。
本实用新型轴向定位机构(8)中的顶杆可以是有微调螺旋使其沿轴向伸缩的顶杆，在测量时，可以调节顶杆，消除测杆(4)的轴向定位间隙，保证测量可靠。也可以是一个为带有弹簧的可伸缩顶杆，另一个为固定顶杆。在测量时，给测杆(4)一个恒定的轴向力，既保证测杆(4)没有轴向间隙，也保证本测量仪变形的一致性，减小仪器自身的误差。
本实用新型中的轴向测量元件(6)，其测量方向可以和测杆(4)的轴线成一定角度，这样可测量锥孔的跳动量。其测量方向与测杆(4)轴线的夹角可以做成可调的，以适应不同锥度的孔。
本实用新型解决了大尺寸箱体端面跳动测量的难题，测量仪成本低廉，测量方法简单并满足国标的要求。
本实用新型的测杆(4)要求重量轻，刚度好，其架在轴线调节装置(7)的两端要求有高的硬度和精度。测杆(4)可以做成中间是铝合金管，两端用高硬度、小变形的工具钢。两端的表面粗糙度应在0.32微米以下，圆度误差也应在1微米以下。本实用新型测杆(4)上所装的径向测量元件(3)和轴向测量元件(6)应在过测杆(4)轴线的同一平面内，以减少计算工作量。GK87203858SQ87203858
公开日1987年10月14日 申请日期1987年3月21日
发明者郭振英 申请人:北京工业学院