一种测量圆形工件表面槽口直径的检测装置和方法与流程

本发明涉及检测技术领域，尤其涉及一种测量圆形工件表面槽口直径的检测装置和方法。

背景技术：

在机械制造业中，为保证机械零件产品制造质量，在机械零件制造完成之后常需要对零件各个表面、尺寸及粗糙度等进行检测，随着制造业的发展，机械零部件产品的种类越来越多，常常需要对大批量的机械零部件产品进行检测，为缩短检测时间，提高检测工作效率，一般使用专用的检测装置进行检测；但是，在航空、航天工业领域，存在很多结构外形十分复杂的零部件，这些零部件中某些尺寸往往使用一些专用的检测装置也不能够容易测量出准确的数值，测量精度和测量效果较差，例如，一些圆形工件的槽口直径的测量，由于槽口宽度很窄，若使用常规的测量工具，例如卡尺、千分尺等，这些工具测量端又宽又大，均无法放入槽口中进行测量，即便放入，测量端与被测面接触不好或无法接触到被测面的状态下进行测量，操作人员在读取测量数值时，也不可避免地存在检测误差，影响了测量精度，若使用专用的检测量具进行测量，例如使用塞规等测量，仅能获知该工件槽口尺寸是否合格，而无法获得准确的数据，若使用三坐标测量仪进行测量，由于测量仪器设备昂贵，增加了成本，不适用于是对大批量的此类零部件进行测量，测量效率较低，通用性差。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种测量圆形工件表面槽口直径的检测装置和方法。

本发明提供了一种测量圆形工件表面槽口直径的检测装置和方法，所述检测装置包括测量表和底座，所述测量表具有测量轴，所述测量轴的下端设有测量球头，所述测量轴的上端与底座连接。

所述测量表是百分表或千分表。

所述底座是长方体或圆柱体。

本发明还提供了一种测量圆形工件表面槽口直径的方法，包括以下步骤：

步骤一：将圆形工件安装在机床主轴上，使用连接杆将如权利要求1所述的测量圆形工件表面槽口直径的检测装置安装在机床刀架上；

步骤二：选择与圆形工件同轴的任意圆柱面作为基准圆柱面，测量基准圆柱面的直径，获得基准直径值d0；

步骤三：移动刀架，使所述测量球头与步骤二中所述基准圆柱面接触并压紧，使所述测量表上指针指示范围达到压表深度值，转动所述测量表表盘，使所述测量表上指针与零刻线重合，将机床操作控制界面中相对坐标系下所有坐标值清零；

步骤四：移动刀架，使所述测量球头与圆形工件表面槽口表面接触并压紧，使所述测量表上指针与零刻线重合，记录机床操作控制界面中相对坐标系下所述刀架在所述圆形工件径向方向上的坐标变化值δu；

步骤五：计算出被测圆柱面的直径，圆形工件槽口直径d满足以下关系：d＝d0+δu；

步骤六：起动机床，使机床主轴旋转，记录测量表指针最小值min和最大值max；

步骤七：计算出圆形工件槽口直径误差值δ，圆形工件槽口直径误差值δ满足以下关系：δ＝max-min。

所述步骤一中所述连接杆的横截面是矩形或圆形。

所述步骤三中所述压表深度值的范围是0.05mm～0.5mm。

所述步骤六中机床主轴转速小于40r/min。

本发明的有益效果在于：

采用本发明所提供测量圆形工件表面槽口直径的检测装置和方法，首先将测量装置安装于机床刀架上，将待测圆形工件安装在机床主轴上，选取任意圆柱面作为基准，并测量获得了基准值，然后移动刀架，通过计算刀架移动的距离，获得了槽口直径与基准值之间的差值，该差值由于通过移动刀架获得，机床刀架的移动副使用滚珠丝杠传动，具有很高的精度，因此，使用该方法获得的槽口直径具有很高的精度和可靠度，此外，使用本发明提供的测量方法，还可以精确测量出槽口直径的公差范围，适用于大中型工厂对生产大批量零件测量槽口直径时，实现快速、准确测量槽口直径尺寸大少测量值，节约了生产成本，缩短了生产时间，提高了测量效率，检测装置具有结构简单，成本低廉，操作便捷等特点，广泛适用于对圆形工件窄槽口直径的测量。

附图说明

图1是本发明检测装置第一实施例的结构示意图；

图2是本发明检测装置第二实施例的结构示意图；

图3是本发明检测方法的示意图。

图中：1-测量轴，2-测量球头，3-测量表，4-底座，5-连接杆，6-机床，7-圆形工件，8-机床主轴。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案作进一步说明，但所要求的保护范围并不局限于所述；

本发明提供了一种测量圆形工件表面槽口直径的检测装置和方法，如图1、图2所示，检测装置包括：

包括测量表3和底座4，测量表3具有测量轴1，测量轴1的下端设有测量球头2，测量轴1的上端与底座4连接。

测量表3是百分表或千分表。

使用本发明提供的技术方案，优选测量表3是百分表或千分表，用于测量不同精度的被测量直径，百分表的测量精度为0.01毫米，而千分表的测量精度可达0.001毫米。

底座4是长方体或圆柱体。使用本发明提供的技术方案，优选底座4是长方体或圆柱体，可分别适用于安装在不同结构的连接杆5上，连接杆的结构可根据所使用的数控机床的具体技术参数及结构确定，因此，本发明提供的检测装置具有更广泛的使用范围。

如图3所示，本发明还提供一种测量圆形工件表面槽口直径的方法，包括以下步骤：

步骤一：将圆形工件安装在机床主轴上，使用连接杆5将前述的测量圆形工件表面槽口直径的检测装置安装在机床刀架上；使用本发明提供的技术方案，检测装置安装在机床刀架上，圆形工件则安装在机床主轴上，数控机床主轴具有很高的同轴度，数控机床刀架使用滚珠丝杠副传动，也具有很高的进给精度，因此，使用本发明提供的测量方法，具有很高的测量精度和可靠度。

步骤二：选择与圆形工件同轴的任意圆柱面作为基准圆柱面，测量基准圆柱面的直径，获得基准直径值d0；使用本发明提供的技术方案，基准圆柱面，可以选择机床主轴花盘上的同轴某处圆直径，也可选择被测零件上的同轴某处圆直径，由于数控机床具有很高的同轴度，因此使测量结果也具有很高的测量精度和可靠度。

步骤三：移动刀架，使测量球头2与步骤二中基准圆柱面接触并压紧，使测量表3上指针指示范围达到压表深度值，转动测量表3表盘，使测量表3上指针与零刻线重合，将机床操作控制界面中相对坐标系下所有坐标值清零；进一步地，步骤三中压表深度值的范围是0.05mm～0.5mm。使用本发明提供的技术方案，在使用测量表时，为了减小测量误差，需要使测量球头在一定预紧力的作用下与被测面接触，施加预紧力的大小以测量表指针达到压表深度值为准，一般地，优选压表深度值的范围是0.05mm～0.5mm，例如，在步骤三中，当测量表指针摆动范围是-0.04毫米至+0.08毫米时，则压表深度即为0.12毫米。

步骤四：移动刀架，使测量球头2与圆形工件表面槽口表面接触并压紧，使测量表3上指针与零刻线重合，记录机床操作控制界面中相对坐标系下刀架在圆形工件径向方向上的坐标变化值δu；使用本发明提供的技术方案，当移动刀架在使测量球头2与被测圆柱面接触之前，由于将机床刀架移动的行程清零，使测量装置在之后的行程中所获取的行程值的精度和可靠度均较高，使用这种测量方法，由于直接从数控机床操控面板中读取数值，避免了人为主观因素造成的测量误差，因而具有很高的可靠度和测量精度。

步骤五：计算出被测圆柱面的直径，圆形工件槽口直径d满足以下关系：d＝d0+δu；使用本发明提供的技术方案，例如，待测量槽口直径值d，待测量槽口直径值d＝基本直径d+u，即可快捷、准确的得到被测零件窄槽直径的实际测量数值，由于通过移动刀架获得，机床刀架的移动副使用滚珠丝杠传动，具有很高的精度，因此，使用该方法获得的槽口直径具有很高的精度和可靠度。

步骤六：起动机床，使机床主轴旋转，记录测量表3指针最小值min和最大值max；

步骤七：计算出圆形工件槽口直径误差值δ，圆形工件槽口直径误差值δ满足以下关系：δ＝max-min。

进一步地，步骤六中机床主轴转速小于40r/min。使用本发明提供的技术方案，进一步优选使机床主轴低速旋转，例如，当使机床主轴低速旋转时，观察到测量表盘上指针左、右摆动数值δ是-0.04毫米至+0.06毫米，则圆形工件槽口直径的变化范围是0.1毫米，该数值即表明了槽口直径的公差范围。

步骤一中连接杆5的横截面是矩形或圆形。使用本发明提供的技术方案，优选连接杆5的截面是矩形或圆形，可分别适用于安装在不同结构的连接杆5上，连接杆的结构可根据所使用的数控机床的具体技术参数及结构确定，因此，本发明提供的检测装置具有更广泛的使用范围。

使用本发明提供的技术方案，首先将测量装置安装于机床刀架上，将待测圆形工件安装在机床主轴上，选取任意圆柱面作为基准，并测量获得了基准值，然后移动刀架，通过计算刀架移动的距离，获得了槽口直径与基准值之间的差值，该差值由于通过移动刀架获得，机床刀架的移动副使用滚珠丝杠传动，具有很高的精度，因此，使用该方法获得的槽口直径具有很高的精度和可靠度，此外，使用本发明提供的测量方法，还可以精确测量出槽口直径的公差范围，适用于大中型工厂对生产大批量零件测量槽口直径时，实现快速、准确测量槽口直径尺寸大少测量值，节约了生产成本，缩短了生产时间，提高了测量效率，检测装置具有结构简单，成本低廉，操作便捷等特点，广泛适用于对圆形工件窄槽口直径的测量。