专利名称：外锥度测量仪的制作方法
技术领域：
本发明属于一种机加工产品的检验测量工具，具体地说是一种轧辊等机械加工零
件的外锥度测量仪。
背景技术：
热轧机的大型支承辊一般都在40 80吨之间，支承辊的两端轴颈处设计有锥度为l : 5.647或者1 : 5的轴颈，用于轴承的装配，这里尺寸要求严格，在加工过程中应对此锥度进行在线监测，需要使用专用的外锥度测量仪。现在常用的外锥度测量仪为整体框架结构，如说明书附图1、2所示，其主体横向结构为一等腰梯形框架，等腰梯形框架的一个腰边为基准面，基准面上设置两个基准点，这两个基准点与被测轴颈的锥面接触，等腰梯形框架的另一个腰边为测量面，测量面上一般设置有四个测量点和一个校正测量点。在等腰梯形框架的两侧固定有两道支架(支架与等腰梯形框架间的相对关系不可调)，支架与等腰梯形框架形成人字形支撑，支架的主要作用是将测量仪稳定的放置在被测轴颈锥面上，每个支架的两侧都设置有调整螺栓，螺栓用来顶在被测工件母线的两侧。这样的测量仪在使用过程中，可能产生测量板相对于辊身母线交叉或相对于轴直径方向侧倒的情况。测量时将此测量仪放置在被测轴颈锥面部位，使测量板前部的圆头支点顶住支承辊的端面，并使等腰梯形框架的基准边靠在被测部位，然后调整两个支架上的四条螺栓，使螺栓支撑在轴面上，然后测量等腰梯形框架测量面上的校正测量点与轴下母线间的最小距离并与理论数值进行比较，如果此测量值和理论值偏差较大，则证明测量仪没有放正，需继续手工调整螺栓，然后再次测量，直到使测量值与理论值相等或者接近，才证明测量仪已经对中、放正，此时才可以测量其它测量点与对面轴下母线之间的距离，然后计算出轴颈的锥度。这样的测量仪在使用过程中，往往需要进行多次调整测量，并且多人合作配合，才可能使测量仪位置放正，以减小所测得的锥度的误差。这种对中是以上述两值之差作为判断标准，在调整过程中需要极高的操作水平和测量准确度。另外，这种测量仪只能测量有限的固定点，受被测零件形状误差的影响较大，因此测量精度不高，适用范围窄；由于支架与等腰梯形框架间的相对关系不可调，只适合对轴径规格相近的轧辊进行测量。可见，现有的测量仪的对中性不好，容易产生现场测量偏差，难于实现对上述重达40-80吨的产品进行在线测量。
发明内容
本发明要解决的技术问题，是提供一种测量精度高、使用方便快捷，能够实现轧辊加工过程中在线测量的外锥度测量仪。 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是 —种外锥度测量仪，包括支架和带有圆头支点的等腰梯形的测量板，支架由两块结构相同的支板通过连接杆水平相隔连接而成，两支板竖向设置，支板的底部边缘为倒V型支撑槽，支撑槽卡在被测轴颈的圆周上，所述支撑槽的倒V型夹角的顶点处上方设有测量板卡槽，测量板卡槽自倒V型支撑槽夹角顶点处向夹角的角平分线的反向延伸，测量时
3卡槽的中心线与轴颈的直径所在的线相重合，测量板放置在卡槽内，所述卡槽的宽度与测
量板的厚度相适配；测量板的两个腰边分别为平面型的测量面和基准面。 作为本发明的优化，所述支架的两支板的各部分同时加工成型，尤其是两支板的
倒V型支撑槽和测量板卡槽应同时加工成型；测量板的测量面与基准面也同时加工成型，
连接杆与支板间固定联接。 作为本发明的进一步优化，所述支板的外轮廓为同方向、共角平分线的两倒V字以夹角上小下大设置并于交点处截止所成的燕尾状，两支板间的连接杆有至少三根。
作为本发明的更进一步的优化，所述连接杆有四根呈等腰梯形状分布连接于两支板之间，连接杆与支板的固定联接点于支板上相对于测量板卡槽两两对称分布；支板上于测量板卡槽两侧各设有一个四边形握孔，所述握孔位于倒V型槽上方、固定联接点间。
本发明的其它特征还有 所述测量板采用T8钢经淬火时效处理；测量板的基准面和测量面的平面度均为0. 015mm、粗糙度均为RaO. 8、相对板面的垂直度均为0. 02mm ;装配后测量板与工件垂直度为0. 06-0. 08mm ;测量板卡槽与测量板间为0. 10-0. 18mm间隙配合；倒V型支撑槽的槽面粗糙度为Ral. 6 ;圆头支点的粗糙度为RaO. 8。 所述连接杆与支板间经螺纹件固定连接。所述支板的相邻边间为圆角光滑过渡联接。 本发明在使用时，将支架放置在被测轴颈的锥面的上面，并将测量板插入到支架的测量板卡槽内，测量板的测量面在上，基准面在下，测量板前部的圆头支点顶住支承辊的辊身端面，作为轴向定位基准，这样测量板的测量面与被测轴颈锥面的下母线理论上应为一组平行线。用千分尺测量锥面下母线与测量面之间的距离，直接得出绝对尺寸值，通过与理论数值比较即可计算出锥面的角度误差。并且本发明的测量仪可以在任意点进行测量，可以通过对多点的测量而获取一个平均值，从而进一步减小由于测量水平或者测量误差引起的误差。 本发明具有如下结构特点 ①支架的支板底部边缘的夹角为钝角的倒V型支撑槽，可保证测量时的良好对中
性；测量板插入支板的测量板卡槽内，测量板与卡槽之间有很小的间隙使测量板在卡槽内上下移动，可保证测量板的基准面与轧辊的锥面完整贴合，能够有效防止测量板侧翻，使用
时不再需要经过测量来对测量仪进行调整即可完全对中，将测量仪放置到位后即可直接测量，并能够保证测量精度，减小测量误差；使用方便快捷，能够真正实现在加工轧辊过程中的在线测量。 测量板为T8钢淬火时效处理，两支板的倒V型支撑槽的槽面、卡槽等同时加工成型，装配后测量板与工件垂直度0. 06-0. 08mm，测量板的基准面和测量面的平面度都要保证0. 015mm，粗糙度为RaO. 8，垂直度为0. 02mm，测量板卡槽与测量板间为0. 10 0. 18mm间隙配合，倒V型支撑槽的槽面粗糙度为Ral. 6，圆头支点的粗糙度为RaO. 8等性能要求，使测量面与基准面、倒V型支撑槽的槽面具有良好的刚性、硬度与耐磨性能，保证它们与轧辊锥面母线100%线接触，尽可能保证加工制造过程中测量仪本身产生的误差，提高测量精度。
②支架采用两水平相隔的竖置支板，保证良好支撑和精确对中，而不采用整体的实心块式结构，可在保证测量精准的基础上减轻测量仪的重量。
③支板采用燕尾状，可尽可能地减小测量仪的重量，节约材料，降低制造成本；两支板间至少三根连接杆的连接方式，可保证测量仪整体稳固，不易变形，从而避免产生测量误差。 ④连接杆采用四根且均匀对称分布，可保证整件仪器重量均衡，使用时受力、强度平衡；支板上设握孔，方便测量仪的取、放、定位，且可进一步减轻整机重量，节约材料，降低成本，使用、操作更方便。 ⑤利用螺纹件将连接杆与支板间固定联接，可方便拆卸，易于调校。支板相邻边间采用为圆角光滑过渡连接，可避免造成划伤事故，使仪器的取、放、操作更方便易行。
综上所述，由于采用了以上技术方案，本发明所取得的技术进步在于
本发明将测量板与带倒V型支撑槽的支架分体设计，使测量板能在支板的卡槽内上下移动，不必再通过测量计算来调整测量仪的正确位置，即可保证测量板能够精确对中，有效防止测量板侧翻，保证测量精度，大大提高了测量的效率，使用方便快捷，能够在加工轧辊的过程中进行在线测量。测量板为T8钢淬火时效处理材质，测量面与基准面具有良好的刚性、硬度与耐磨性能，基准面与轧辊锥面母线全长范围内100%线接触且任意点可测量，测量板的对中性精确，工艺性好。该外锥度测量仪结构简单、使用方便，可用于各种机械工件的外锥度的测量，特别适合对现代热轧机上的40吨以上的大型支承辊的外锥度进行在线测量。 下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
图1为现有的整体框架式锥度测量仪的主视图； 图2为图1所示测量仪的右视图； 图3为本发明的测量仪使用时的主视图； 图4为图3的右视图； 图5为本发明的测量仪的测量原理图。 其中1-支承辊端面，2-测量板，3-支板，4-连接杆，5-测量面，6_基准面，7_被测工件锥面的下母线，S-螺纹件，9_握孔，10-圆头支点，11-倒V型支撑槽，12-测量板卡槽；21-测量板，22-支架，23-测量点，24-基准点，25-调节螺栓，26-基准面，27-测量面。
具体实施例方式
图1、图2所示为现有的一种外锥度测量仪，它包括支架22与带有圆头支点10的等腰梯形测量板21 。测量板21主体结构为一等腰梯形框架，等腰梯形框架的一个腰边为基准面26，基准面26上设置两个基准点24，这两个基准点23与被测轴颈接触，等腰梯形框架的另一个腰边为测量面27，测量面27上设置有四个测量23点。在等腰梯形框架的两侧固定有两道支架22，支架22与等腰梯形框架形成人字形支撑。支架22上设有调整螺栓25，用来对中调整。
实施例 图3所示为一种外锥度测量仪，它包括支架与带有圆头支点10的等腰梯形测量板2。圆头支点10的粗糙度为RaO. 8。
测量板2为T8钢淬火时效处理材质，等腰梯形上面腰边为测量面5，下面的腰边为
基准面6，两腰经磨削同时加工而成。装配后测量板与工件垂直度0. 06-0. 08mm，测量板的
基准面和测量面的平面度都要保证0. 015mm，粗糙度为RaO. 8，垂直度为0. 02mm。 支架包括两同时加工成型的相同的竖置支板3，竖置支板3径向结构的外轮廓为
同方向、共角平分线的两倒V字上窄下宽设置、交点处截止所成的燕尾状，如图4所示。支
板3底部边缘为倒V型支撑槽ll，倒V型支撑槽11的槽面粗糙度为Ral. 6。 倒V型支撑槽11的倒V型夹角顶点处上方设有测量板卡槽12，测量板卡槽12自
夹角顶点处向夹角的角平分线的反向延伸，所述测量板卡槽12的宽度与测量板2的厚度相
适配，为0. 10-0. 18mm间隙配合。 两支板3间经连接杆4水平相隔，连接杆4与支板3间经螺纹件8固定联接。连
接杆4有四根，这四根连接杆从测量仪的一端方向观察时呈等腰梯形状分布，参考图4，连
接杆4与支板3的固定联接点于支板3上相对于测量板卡槽12两两对称分布。 支板3上于测量板卡槽两侧各设有一个直角梯形的握孔9，握孔9位于倒V型支撑
槽11的上方，并位于连接杆4与支板3的固定联接点间。 支板3的燕尾形相邻边间、握孔9的相邻边间均为圆角光滑过渡连接。 本实施例在使用时，将支架放置在被测轴颈的锥面时，然后以测量板的测量面5
向上基准面6向下的方式将测量板2插入测量板卡槽12内，此时测量板在测量板卡槽12内
自然下落使基准面贴合在被测工件锥面的上母线上，并使前部圆头支点io顶住支承辊的
端面l，作为轴向定位基准，这样测量面5与被测工件锥面的下母线7间为一组平行线。使
用千分尺测量锥面下母线与测量面的两平行线之间的距离，直接得出绝对尺寸，通过对任
意点的测量与理论数值比较可以检测出锥面的角度误差。 参考图5，是本发明的测量锥度的原理图。由测量仪制作取得距顶点Ll处L2数
值，L3为轧辊距辊身Ll处直径值，Z A = Z B = 1/2辊颈锥角， 测量面与锥面的下母线形成平行线垂直距离为L4 = (L2+L3)cosA， 千分尺在任意测量点C，测量实际尺寸L5与L4相对比，即可间接计算出锥度的变化。
权利要求
一种外锥度测量仪，包括支架和带有圆头支点的等腰梯形的测量板，其特征在于支架由两块结构相同的支板通过连接杆水平相隔连接而成，两支板竖向设置，支板的底部边缘为倒V型支撑槽，所述支撑槽的倒V型夹角的顶点处上方设有测量板卡槽，测量板卡槽自倒V型支撑槽夹角顶点处向夹角的角平分线的反向延伸，测量板放置在卡槽内，所述卡槽的宽度与测量板的厚度相适配；测量板的两个腰边分别为平面型的测量面和基准面。
2. 根据权利要求1所述的外锥度测量仪，其特征在于所述支架的两支板的各部分同 时加工成型，测量板的测量面和基准面也为加工成型，连接杆与支板间固定联接。
3. 根据权利要求2所述的外锥度测量仪，其特征在于所述支板的外轮廓为同方向、共 角平分线的两倒V字以夹角上小下大设置并于交点处截止所成的燕尾状，两支板间的连接 杆有至少三根。
4. 根据权利要求3所述的外锥度测量仪，其特征在于所述连接杆有四根呈等腰梯形 状分布连接于两支板之间，连接杆与支板的固定联接点于支板上相对于测量板卡槽两两对 称分布；支板上于测量板卡槽两侧各设有一个四边形握孔，所述握孔位于倒V型槽上方、固 定联接点间。
5. 根据权利要求1所述的外锥度测量仪，其特征在于所述测量板采用T8钢经淬 火时效处理；测量板的基准面和测量面的平面度均为0.015mm、粗糙度均为Ra0.8、垂直 度均为0. 02mm ;装配后测量板与工件垂直度为0. 06-0. 08mm ;测量板卡槽与测量板间为 0. 10-0. 18mm间隙配合；倒V型支撑槽的槽面粗糙度为Ral. 6 ;圆头支点的粗糙度为RaO. 8。
6. 根据权利要求2-5中任一项所述的外锥度测量仪，其特征在于所述连接杆与支板 间经螺纹件固定连接；所述支板的相邻边间为圆角光滑过渡联接。
全文摘要
本发明公开了一种外锥度测量仪，包括支架和带有圆头支点的等腰梯形的测量板，支架由两块同时加工成型的结构相同的支板通过连接杆水平相隔连接而成，两支板竖向设置，支板的底部边缘为倒V型支撑槽，支撑槽的倒V型夹角的顶点处上方设有测量板卡槽，测量板卡槽自倒V型支撑槽夹角顶点处向夹角的角平分线的反向延伸，测量板放置在卡槽内，卡槽的宽度与测量板的厚度相适配；测量板的两个腰边分别为同时加工成型的平面型的测量面和基准面。本发明能有效防止测量板侧翻，对中性精确，保证测量精度，基准面与轧辊锥面母线100％线接触且可任意点测量，使用方便。该外锥度测量仪特别适合大型支承辊的外锥度的测量。
文档编号G01B5/24GK101726236SQ20091026392
公开日2010年6月9日 申请日期2009年12月29日 优先权日2009年12月29日
发明者左翠平, 张贵敏, 黄庆菊 申请人:中钢集团邢台机械轧辊有限公司