一种柱塞杆长度测量装置的制作方法

1.本技术属于航空制造计量技术领域，尤其涉及一种柱塞杆长度测量装置。


背景技术：

2.现有的单球头柱塞杆球心到端面距离、双单球头柱塞杆球心之间距离的测量，一般采用计量的方法。鉴于计量设备对使用环境要求的苛刻性、操作过程的复杂性，其不利于在加工现场大规模应用。通常柱塞杆类产品在加工过程中会采用首件计量，后续产品通过加工工艺过程保证的方法来生产。但该方法的局限性是，在加工普通精度产品时可以满足产品的工艺精度要求。但是在柱塞杆类零件的精密加工过程中，加工刀具磨损、装夹位置的偏移等一系列因素都会对柱塞杆零件球心到端面、球心之间的距离产生很大的影响，直接导致后面的精密磨削、组合装配阶段出现质量问题。
3.因此，需要设计一种适应生产现场条件，满足加工过程测量的精密测量装置。可以在加工现场实现对每一件产品进行精密测量，以保证流转到后一工序的每一件产品都符合加工工艺要求。同时还要通过结构优化，扩展单一结构在机械加工测量中的使用范围。


技术实现要素：

4.本发明的目的：提供一种适合加工现场环境使用，满足单球头柱塞杆球心到端面距离、双单球头柱塞杆球心之间距离的精密测量要求，扩展单一结构在机械加工测量中的使用范围。
5.本技术提供了一种柱塞杆长度测量装置，所述测量装置包括：
6.基座；
7.悬臂梁，设置在所述基座上；其中，所述悬臂梁上设置有第一安装孔；
8.套筒，设置在所述第一安装孔内；
9.阻尼组件，设置在所述套筒内；
10.表夹组件，设置在所述套筒的一端；
11.顶杆，设置在所述套筒的另一端；其中，所述阻尼组件的一端与所述表夹组件接触，所述阻尼组件的另一端与所述顶杆接触；所述顶杆可沿所述套筒轴线移动；
12.调节机构，设置在所述悬臂梁上，所述调节机构用于调节所述顶杆在所述套筒内的位置；
13.其中，测量时，转动所述调节机构带动所述顶杆向上移动，将柱塞杆放置在所述基座与所述顶杆之间，通过所述表夹组件实现对所述柱塞杆的测量。
14.优选地，所述测量装置还包括：
15.上托座，与所述顶杆连接；
16.下托座，包括沉孔，所述下托座设置在所述基座上；其中，所述上托座的轴线与所述下托座的沉孔同轴，且垂直于沉孔的底面。
17.优选地，所述表夹组件包括：
18.测量仪，用于测量所述柱塞杆的长度；其中，所述测量仪包括触头以及与所述触头一端连接的指针；
19.夹头，用于安装所述测量仪；其中，所述夹头设置在所述套筒的一端。
20.优选地，所述上托座上附带圆锥孔，所述圆锥孔用于容纳所述柱塞杆的球形端。
21.优选地，所述阻尼组件包括：
22.弹簧，套在所述顶杆上，所述弹簧的一端与所述顶杆的台阶接触，所述弹簧的另一端与所述夹头接触。
23.优选地，所述调节机构包括：
24.手柄，设置在所述悬臂梁上；其中，所述手柄能够转动。
25.优选地，所述顶杆上设置有第二安装孔，所述手柄的一端设置在所述第二安装孔内；所述手柄驱动所述顶杆的轴向可移动距离大于顶杆的实际移动距离。
26.优选地，套筒为台阶形结构，沿轴线依次开有螺纹孔结构、光孔结构；其中，螺纹孔结构与表夹组件螺纹结构配合，光孔结构为台阶型通孔结构，光孔结构与顶杆中外圆柱面间隙配合。
27.本技术的有益技术效果：
28.本发明解决了加工现场柱塞杆球心到端面的长度测量问题，而且实现了单一测量工具在不同型号柱塞杆球心到端面的长度测量要求。
附图说明
29.图1是本发明实施例提供的测量单球头柱塞杆时的工作示意图；
30.图2是本发明实施例提供的测量双单球头柱塞杆时的工作示意图；
31.图3是本发明实施例提供的套筒的结构示意图；
32.图4是本发明实施例提供的套筒的剖视结构图；
33.图5是本发明实施例提供的顶杆的结构示意图；
34.图6是本发明实施例提供的顶杆的剖视结构图；
35.图7是本发明实施例提供的基座结构示意图；
36.图8是本发明实施例提供的基座的剖视结构图；
37.图9是本发明实施例提供的下托座的主视图结构；
38.图10是本发明实施例提供的悬臂梁的主视图结构；
39.图11是本发明实施例提供的悬臂梁的俯视结构示意图；
40.图12是本发明实施例提供的表夹组件结构示意图；
41.图13是本发明实施例提供的调节机构的结构示意图；
42.图14是本发明实施例提供的上托座的结构示意图；
43.图15是本发明实施例提供的测量的单球头柱塞杆结构示意图；
44.图16是本发明实施例提供的测量的双单球头柱塞杆结构示意图；
45.其中，1—调节螺钉、2—套筒、3—顶杆、4—基座、5—下托座、6—被测量柱塞杆、7—紧定螺钉、8—悬臂梁、10—表夹组件、11—圆柱销、12—调节机构、13—阻尼组件、14—测量仪、16—上托座。
具体实施方式
46.下面结合附图1-16和具体实施例对本技术进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
47.本发明的技术方案是：一种柱塞杆长度测量装置，所述结构包括调节螺钉1、套筒2、顶杆3、基座4、下托座5、悬臂梁8、阻尼组件13、表夹组件10、调节机构12、上托座16、测量仪14；
48.在本技术实施例中，悬臂梁8与基座4固定连接，套筒2安装到悬臂梁8上孔a(即第一安装孔)位置，顶杆3从套筒2b结构穿入。顶杆3上f结构安装阻尼组件13，表夹组件10安装在套筒2上b结构的端面。调节机构12穿过悬臂梁8的结构s位置，调节机构12m端通过套筒2上腰型结构c，接触顶杆3内结构q，调节机构12结构n与悬臂梁8结构k同轴连接。上托座16与顶杆3g结构端面连接。下托座5上结构e装入基座4中的孔t结构中。测量仪14安装在表夹组件10上，测量仪14的测量杆结构穿过阻尼组件13与顶杆3上f结构的端面接触，且行程大于顶杆3在套筒2中的自由行程。
49.其中，单球形柱塞杆球心到端面距离测量，该测量装置的使用步骤是：
50.①
、首先取用与被测量柱塞杆对应对表件，对表件圆柱端放置在下托座5的沉孔t内；
51.②
、拨动调节机构12驱动顶杆3向上运动，将柱塞杆球头接触上托座16的内圆锥面d；
52.③
、测量仪14读数稳定后，校准测量仪14，拨动调节机构12驱动顶杆3向上运动，拆卸对表件；
53.④
、按步骤
②
、
③
安装待测量柱塞杆，观察测量仪14指针读数，即为球心到端面的长度值。
54.双球柱塞杆球心之间距离测量，使用该测量装置的步骤是：
55.①
、首先取用与被测量柱塞杆对应的双球对表件，对表件球形端放置在下托座5的沉孔t内；
56.②
、拨动调节机构12驱动顶杆3向上运动，将柱塞杆另一端球头接触上托座16的内圆锥面d；
57.③
、测量仪14读数稳定后，校准测量仪14，拨动调节机构12驱动顶杆3向上运动，拆卸对表件；
58.④
、按步骤
②
、
③
安装待测量柱塞杆，观察测量仪14指针读数，即为双球形柱塞杆两球心之间的距离。
59.其中，装配结构中上托座16轴线与下托座5的沉孔p同轴，且垂直于沉孔p的底面；装配结构中上托座16上附带圆锥d结构的端面到基座4表面距离大于被测量柱塞杆长度。
60.其中，装配结构中顶杆3可沿套筒2轴线自由移动，顶杆3压缩阻尼组件13的行程加上被测量柱塞杆长度应大于h。顶杆3中外圆柱体f作为阻尼组件13的引导结构；上托座16与顶杆3采用螺纹连接；装配体中，套筒2与悬臂梁8之间无轴向移动，表夹组件10与套筒2的连接可采用螺纹连接方式；调节机构12驱动顶杆3的轴向可移动距离大于顶杆3得实际移动距离。
61.其中，套筒2为台阶形结构，沿轴线依次开有螺纹孔结构、光孔结构，其中螺纹孔结
构与表夹组件10螺纹结构配合，光孔结构为台阶型通孔结构，光孔结构与顶杆3中外圆柱面g间隙配合。套筒2外圆柱面沿光孔结构轴线方向开有长条形腰孔，该腰孔长度大于装配体中顶杆3的最大行程；下托座5与基座4可拆卸连接，限制下托座5沿基座4上孔t轴线的自由移动；按压调节机构12的r端，调节机构12可绕悬臂梁8结构k位置自由旋转，且能驱动顶杆3自由移动。
62.本测量装置，通过更换不同型号的下托座5、上托座16来满足不同型号的柱塞杆零件的测量安装要求，并保证控制l尺寸。再通过调节机构12调节顶杆3的位移量来保证柱塞杆零件定位稳定。最终将测量结果通过阻尼组件13传递给测量仪14，显示测量值。本发明解决了加工现场柱塞杆球心到端面的长度测量问题，而且实现了单一测量工具在不同型号柱塞杆球心到端面的长度测量要求。
63.该结构扩展了单一结构柱塞杆长度测量装置的应用范围，其主体结构可以应用于不同型号单球头柱塞杆球心到端面距离、双单球头柱塞杆球心之间距离的测量。减少了该型产品长度测量专用量具的数量，缩短了专业量具的研发制造周期，节省大量的研发费用。
64.在本技术其他实施例中，如图1、2所示，一种柱塞杆长度测量装置及使用方法，所述结构包括调节螺钉1、套筒2、顶杆3、基座4、下托座5、悬臂梁8、阻尼组件13、表夹组件10、调节机构12、上托座16、测量仪14。
65.其中，悬臂梁8与基座4固定连接，套筒2安装到悬臂梁8上孔a位置，顶杆3从套筒2b结构穿入。顶杆3上f结构安装阻尼组件13，表夹组件10安装在套筒2上b结构的端面。调节机构12穿过悬臂梁8的结构s位置，调节机构12m端通过套筒2上腰型结构c，接触顶杆3内结构q，调节机构12结构n与悬臂梁8结构k同轴连接。上托座16与顶杆3g结构端面连接。下托座5上结构e装入基座4中的孔t结构中。测量仪14安装在表夹组件10上，测量仪14的测量杆结构穿过阻尼组件13与顶杆3上f结构的端面接触，且行程大于顶杆3在套筒2中的自由行程。
66.在一种可行的实现方式中，如图1所示，单球形柱塞杆球心到端面距离测量，该测量装置的使用步骤是：
67.①
、首先取用与被测量柱塞杆对应对表件，对表件圆柱端放置在下托座5的沉孔t内，该沉孔t是为了方便柱塞杆的垂直放置，同时提高测量状态下柱塞杆的自稳定性。同时沉孔t的深度可以根据柱塞杆的长度来设定，可以解决不同长度柱塞杆测量时测量装置的行程太长或太短问题；
68.②
、拨动调节机构12驱动顶杆3向上运动，将柱塞杆球头接触上托座16的内圆锥面d；
69.③
、测量仪14读数稳定后，校准测量仪14，拨动调节机构12驱动顶杆3向上运动，拆卸对表件；
70.④
、按步骤
②
、
③
安装待测量柱塞杆，观察测量仪14指针读数，即为球心到端面的长度值。
71.如图2所示，双球柱塞杆球心之间距离测量，使用该测量装置的步骤是：
72.①
、首先取用与被测量柱塞杆对应的双球对表件，对表件球形端放置在下托座5的沉孔t内；
73.②
、拨动调节机构12驱动顶杆3向上运动，将柱塞杆另一端球头接触上托座16的内圆锥面d；
74.③
、测量仪14读数稳定后，校准测量仪14，拨动调节机构12驱动顶杆3向上运动，拆卸对表件；
75.④
、按步骤
②
、
③
安装待测量柱塞杆，观察测量仪14指针读数，即为双球形柱塞杆两球心之间的距离。
76.如图9、图14所示，装配结构中上托座16轴线与下托座5的沉孔p同轴，且垂直于沉孔p的底面，上托座16、下托座5的设置，是为了优化被测量柱塞杆测量安装过程，确保测量状态时的安装精度。
77.如图7、图8所示，装配结构中上托座16上附带圆锥d结构的端面到基座4表面距离大于被测量柱塞杆长度。上托座16上附带圆锥d结构，是为了增加上托座16与柱塞杆球头的接触面，形成环形的接触，有利于上托座16与球头保持接触稳定。同时圆锥d结构，可以用于不同直径球头的固定，可实现更广泛的应用场景。
78.如图3～图6所示，装配结构中顶杆3可沿套筒2轴线自由移动，顶杆3压缩阻尼组件13的行程加上被测量柱塞杆长度应大于h。顶杆3中外圆柱体f作为阻尼组件13的引导结构；上托座16与顶杆3采用螺纹连接。
79.如图10、图11所示，装配体中，套筒2与悬臂梁8之间无轴向移动，表夹组件10与套筒2的连接可采用螺纹连接方式。
80.如图13所示，调节机构12驱动顶杆3的轴向可移动距离大于顶杆3得实际移动距离。
81.如图3、图4、图12所示，套筒2为台阶形结构，沿轴线依次开有螺纹孔结构、光孔结构，其中螺纹孔结构与表夹组件10螺纹结构配合，光孔结构为台阶型通孔结构，光孔结构与顶杆3中外圆柱面g间隙配合。套筒2外圆柱面沿光孔结构轴线方向开有长条形腰孔，该腰孔长度大于装配体中顶杆3的最大行程。
82.下托座5与基座4可拆卸连接，限制下托座5沿基座4上孔t轴线的自由移动。按压调节机构12的r端，调节机构12可绕悬臂梁8结构k位置自由旋转，且能驱动顶杆3自由移动。
83.本发明的一个实施案例。在小直径柱单球柱塞杆相关尺寸测量中，悬臂梁8与基座4采用螺钉连接的固定方式，在悬臂梁8与基座4的连接面上还需要采用圆柱销的辅助连接，用于实现完全定位。在测量单球体柱塞杆球心到端面距离时，根据测量值大小，设计制造合适尺寸的下托座5、上托座16，其总长度加上被测柱塞杆长度应小于夹具体标定长度l。择合适长度的上托座16时要注意阻尼组件13对顶杆3的作用力大小。下托座5中沉孔p结构直径与柱塞杆外径相配，沉孔p底面与被测量柱塞杆端面接触起到定位作用，
84.测量过程中，首先使用对表件对测量仪14进行校正。然后取出对表件，按照方法1安装被测量小直径柱单球柱塞杆，观察测量仪14指针变化情况，在规定范围内摆动则产品合格。
85.本发明的另一个实施案例。较大直径双球头柱塞杆球心距测量，选择适合精度的测量仪14。悬臂梁8与基座4采用螺钉连接的固定方式，在悬臂梁8与基座4的连接面上还需要采用圆柱销的辅助连接，用于实现完全定位。测量装置安装过程中，选择下托座5，安装后通过调节机构12调节顶杆3的位置，注意阻尼组件13对顶杆3的作用力大小，已选择合适长度的上托座16。安装双球头柱塞杆对表件，校正测量仪14指针位置。按照方法2安装被测量产品。后续产品的测量按照方法2的安装流程进行安装测量，不需要测量仪进行校正。
86.本结构安装便捷，克服了传统计量方式带来的较多限制因素。适用于环境较差的生产现场，满足加工过程测量的精密测量装置。可以在加工现场实现对每一件产品进行精密测量，以保证流转到后一工序的每一件产品都符合加工工艺要求。同时还要通过结构优化，扩展单一结构在机械加工测量中的使用范围。