CN106643437A - 机械零件同轴度测量装置和方法 - Google Patents

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常国政
盛波
周红梅
黄倩
韩国兴
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Abstract

本发明公开了一种机械零件同轴度测量装置和方法，该装置包括测量座、设置在测量座上用于以待测零件的基准孔为基准定位待测零件的定位件、设置在测量座上用于转移待测零件的待测内孔的测量位置，并使待测零件的同轴度测量转换为杠杆的跳动值测量的杠杆、以及设置在测量座上且与杠杆接触待测零件内孔的位置对应设置的用于测量杠杆的跳动值的指示表。本发明通过杠杆的传力作用，转移待测零件的待测内孔的测量位置，以定位件的两条线与待测零件基准孔的两条母线完全接触并将待测零件的径向圆跳动转换为杠杆的跳动，消除待测零件的待测内孔与传统量具外圆面间隙配合所产生的***误差，同时降低测试装置的制造难度，使测试装置使用更方便、测量更精确。

Description

机械零件同轴度测量装置和方法
技术领域
本发明涉及机械零件检测领域，特别地，涉及一种机械零件同轴度测量装置和方法。
背景技术
目前，需要对如图1中所示的待测零件的同轴度进行测量，其中，待测零件包括基准孔100和与基准孔100一体相通的待测内孔200。对待测零件进行同轴度测量时，需要测量基准孔100和待测内孔200这两孔之间的同轴度，现有的一般测量方法有同轴度测量仪(回转仪测量)测量法、V型块打表测量法和芯棒测量法等等，然而，同轴度测量仪法及V型块打表测量法均不能在加工过程中测量，且同轴度测量仪法及V型块打表测量法一般用于测量外圆的同轴度。而芯棒测量法，精度受制于基准孔的尺寸公差，常常需要分组。另外，较先进的测量同轴度的测量方法有三坐标测量仪法和激光准直技术测量法等。但是，三坐标测量仪法及激光准直技术测量法同样难以用于加工过程中，且成本高。
如图1和图2所示，现有的通过内孔芯棒测量法测量两孔的同轴度时，基准件500外圆与待测零件的基准孔100精密配合，推动带量头300的量杆400进入待测零件的待测内孔200内，若量头300能顺利进入待测内孔200内，则代表同轴度满足要求。
然而，插芯棒测量法测量同轴度存在以下三个弊端：
一、采用外圆面与零件内孔面作为基准，外圆面与内孔面存在配合间隙，因此存在***误差，若同轴度要求较高，而零件孔的尺寸公差较大时，必须将量头300与基准件500分组，测量不方便且精度不高。
二、量杆400与基准件500要求配合精度非常高，量头300与基准件500的尺寸及形状精度要求高，量头300与基准件500同轴度要求高，导致量规制造难度大，成本高。
三、量头300与基准件500与零件配合间隙小，量头300难以伸待测内孔200中，伸入待测内孔200后难以取出，使用不便，且容易对零件表面造成损伤。
因此，在加工过程中不方便测量机械零件的待测内孔的同轴度，是一个亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种机械零件同轴度测量装置和方法，以解决在加工过程中不方便测量机械零件的待测内孔的同轴度的技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
根据本发明的一个方面，提供一种机械零件同轴度测量装置，包括测量座、设置在测量座上用于以待测零件的基准孔为基准定位待测零件的定位件、设置在测量座上用于转移待测零件的待测内孔的测量位置，并使待测零件的同轴度测量转换为杠杆的跳动值测量的杠杆、以及设置在测量座上且与杠杆接触待测零件内孔的位置对应设置的用于测量杠杆的跳动值的指示表。进一步地，杠杆包括架设在测量座上的支杆和绕支杆周向旋转的旋转杆，旋转杆的一端设置有径向延伸且用于与待测零件的待测内孔的内壁相接触的测试端头，旋转杆的另一端设置有用于与指示表的量头相接触的转接端。
进一步地，转接端的轴向方向上设置有用于与指示表点接触的测量平行面。
进一步地，测试端头位于旋转杆的一端部且呈球形设置以与待测零件的待测内孔点接触。
进一步地，定位件包括与测量座的侧壁相连的固定部以及沿水平方向延伸用于以待测零件的基准孔为基准定位待测零件的定位部。
进一步地，定位部设置有用于与待测零件的基准孔接触的圆柱轴，圆柱轴上设置有削平部，削平部与待测零件的基准孔的两母线直线接触。
进一步地，机械零件同轴度测量装置，还包括套设在指示表的套筒上的衬套和设置在测量座上用于定位指示表的压紧螺钉，测量座的上方设置有用于***套设有衬套的指示表的***孔和与***孔垂直相交的固定孔，压紧螺钉旋入固定孔后与衬套相抵接以将指示表固定在***孔内。
进一步地，机械零件同轴度测量装置，还包括设置在旋转杆的下方用于限位旋转杆朝下方旋转的挡销。
根据本发明的另一方面，还提供了一种机械零件同轴度测量方法，应用于上述的机械零件同轴度测量装置中，该机械零件同轴度测量方法包括步骤：
以待测零件的基准孔为基准，将待测零件套入定位件上，通过定位件轴向定位待测零件；
转移待测零件的待测内孔的测量位置以使待测零件的同轴度测量转换为杠杆的跳动值测量；
利用指示表测量杠杆的跳动值以获取待测零件的同轴度。
进一步地，转移待测零件的待测内孔的测量位置以使待测零件的同轴度测量转换为杠杆的跳动值测量的步骤包括：
将待测零件的待测内孔伸到杠杆的测试端头处；
将指示表装入测量座，使指示表的量头接触杠杆的转接端并保持待测零件的基准孔与定位件线接触；
转动待测零件，将待测零件的径向圆跳动转换为杠杆的转接端的测量平行面的跳动。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的机械零件同轴度测量装置和方法，采用间接测量方式，通过杠杆的传力作用，转移待测零件的待测内孔的测量位置，以定位件的两条线与待测零件基准孔的两条母线完全接触并将待测零件的径向圆跳动转换为杠杆的跳动，从而消除待测零件的待测内孔与传统量具外圆面间隙配合所产生的***误差，同时降低测试装置的制造难度，使测试装置使用更方便、测量更精确。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是待测零件的结构示意图；
图2是采用内孔芯棒测量法测量待测零件的待测内孔的同轴度时的结构示意图；
图3是本发明机械零件同轴度测量装置优选实施例的结构示意图；
图4是本发明机械零件同轴度测量装置优选实施例的俯视图；
图5是图3中A部分的局部放大示意图；
图6是图3中沿B-B面的剖视图；
图7是发明机械零件同轴度测量方法优选实施例的流程示意图；
图8图7中转移待测零件的待测内孔的测量位置以使待测零件的同轴度测量转换为壁厚差测量的步骤的细化流程示意图。
附图标号说明：
10、测量座；20、定位件；30、杠杆；40、指示表；31、支杆；32、旋转杆；321、测试端头；41、量头；322、转接端；323、测量平行面；21、固定部；22、定位部；23、圆柱轴；231、削平部；42、套筒；50、衬套；60、压紧螺钉；11、***孔；12、固定孔；70、挡销；100、基准孔；200、待测内孔。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
参照图3，本发明的优选实施例提供了一种机械零件同轴度测量装置，包括测量座10、设置在所述测量座10上用于以待测零件的基准孔100为基准定位待测零件的定位件20、设置在所述测量座10上用于转移待测零件的待测内孔200的测量位置，并使待测零件的同轴度测量转换为杠杆的跳动值测量的杠杆30、以及设置在所述测量座10上且与所述杠杆30接触待测零件内孔的位置对应设置的用于测量所述杠杆的跳动值的指示表40。其中，测量座10包括基座、以及与基座固定连接的安装座，安装座用于安装定位件20、杠杆30和指示表40，定位件20设置在安装座的侧面上，杠杆30设置在安装座且与侧面相邻的相邻面上，指示表40安装在安装座的上方。指示表40可以为百分表或是千分表，在此不做限定。若待测零件的同轴度要求小于0.01时，采用千分表测量。为了防止待测零件摆偏，定位件20预置足够长度以保证与待测零件的基准孔100充分线接触。
本实施例提供的机械零件同轴度测量装置，采用间接测量方式，通过杠杆的传力作用，转移待测零件的待测内孔的测量位置，以定位件的两条线与待测零件基准孔的两条母线完全接触并将待测零件的径向圆跳动转换为杠杆的跳动，从而消除待测零件的待测内孔与传统量具外圆面间隙配合所产生的***误差，同时降低测试装置的制造难度，使测试装置使用更方便、测量更精确。
优选地，如图3所示，本实施例提供的机械零件同轴度测量装置，杠杆30包括架设在测量座10上的支杆31和绕支杆31周向旋转的旋转杆32，旋转杆32的一端设置有径向延伸且用于与待测零件的待测内孔200的内壁相接触的测试端头321，旋转杆32的另一端设置有用于与指示表40的量头41相接触的转接端322。其中，支杆31在本实施例中起到支点的作用，测试端头321设置在杠杆30的受力臂端，转接端322设置在杠杆30的阻力臂端。待测零件周向旋转时，测试端头321接受待测零件由于同轴度误差所引起的径向圆跳动，并通过旋转杆32的传力，将相应的径向圆跳动传递给杠杆30的转接端322，并由指示表40的表盘显示出对应的转接端322的跳动数值。
本实施例提供的机械零件同轴度测量装置，利用杠杆来拾取待测零件的径向圆跳动，从而将待测零件的同轴度测量转换为杠杆的转接端的跳动数值测量，从而消除待测零件的待测内孔与传统量具外圆面间隙配合所产生的***误差，同时降低测试装置的制造难度，使测试装置使用更方便、测量更精确。
优选地，如图3至图5所示，本实施例提供的机械零件同轴度测量装置，为了提高测量精度，在杠杆30的转接端322的轴向方向上设置有用于与指示表40点接触的测量平行面323。同时，将测试端头321设置在旋转杆32的一端部且将测试端头321设置成球形，以与待测零件的待测内孔200点接触，提高同轴度测量精度。本实施例杠杆30的测试端头321与待测零件的待测内孔200为点接触，避免了插芯棒式量具难以***待测零件的困难，操作简单方便，提高了检验效率。
优选地，如图3和图6所示，本实施例提供的机械零件同轴度测量装置，定位件20包括与测量座10的侧壁相连的固定部21以及沿水平方向延伸用于以待测零件的基准孔100为基准定位待测零件的定位部22。具体地，定位部22设置有用于与待测零件的基准孔100接触的圆柱轴23，圆柱轴23上设置有削平部231，削平部231与待测零件的基准孔100的两母线形成线接触。在本实施例中，定位件20与待测零件的基准孔100为线接触，通过定位件20的圆柱轴23对待测零件定位，确定待测零件的中心。本实施例采用圆柱面定中心，避免了量具外圆面间隙配合所产生的***误差及待测零件基准孔尺寸公差带来的误差。
优选地，如图3所示，本实施例提供的机械零件同轴度测量装置，还包括套设在指示表40的套筒42上的衬套50和设置在测量座10上用于定位指示表40的压紧螺钉60，测量座10的上方设置有用于***套设有衬套50的指示表40的***孔11和与***孔11垂直相交的固定孔12，压紧螺钉60旋入固定孔12后与衬套50相抵接以将指示表40固定在***孔11内。本实施例通过压紧螺钉60直接定位设置在测量座10上方的指示表40，结构简单，方便操作者查看指示表40的数值，并通过衬套50对中指示表40的量头41与杠杆30的测量平行面323的接触位置，大大提高同轴度测量精度。
优选地，如图3所示，本实施例提供的机械零件同轴度测量装置，机械零件同轴度测量装置，还包括设置在旋转杆32的下方用于限位旋转杆32朝下方旋转的挡销70。本实施例通过挡销70可在安装指示表40时防止旋转杆32向下方翻转，从而节省装配时间，提高测量效率。
如图7所示，本实施例还提供一种机械零件同轴度测量方法，应用于上述的机械零件同轴度测量装置中，本实施例提拱的机械零件同轴度测量方法，包括步骤：
步骤S100、以待测零件的基准孔为基准，将待测零件套入定位件上，通过定位件轴向定位待测零件。
如图1和图3所示，将待测零件的基准孔100装到定位件20伸出的圆柱轴23上。
步骤S200、转移待测零件的待测内孔的测量位置以使待测零件的同轴度测量转换为杠杆的跳动值测量。
如图1和图3所示，将待测内孔200伸到杠杆30的测试端头321上，从上往下压紧待测零件，保证基准孔100母线与定位件20与圆柱轴23上的测量平行面323接触。
步骤S300、利用指示表测量杠杆的跳动值以获取待测零件的同轴度。
如图3所示，将指示表40装入测量座10上，压表至最佳压表量，保持基准孔100与定位件20接触，缓慢转动待测零件，查看指示表40的变化量，指示表40的最大变化量即所测得的同轴度误差值。
优选地，如图8所示，本实施例提拱的机械零件同轴度测量方法，步骤S200包括：
步骤S210、将待测零件的待测内孔伸到杠杆的测试端头处。
步骤S220、将指示表装入测量座，使指示表的量头接触杠杆的转接端并保持待测零件的基准孔与定位件线接触。
步骤S230、转动待测零件，将待测零件的径向圆跳动转换为杠杆的转接端的测量平行面的跳动。
本实施例提供的机械零件同轴度测量方法，采用转换测量方式，将同轴度测量转换为壁厚差打表测量，从而消除待测零件的待测内孔与量具外圆面配合所产生的***误差，同时降低测试装置的制造难度，使测试装置使用更方便、测量更精确。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机械零件同轴度测量装置，其特征在于，包括测量座(10)、设置在所述测量座(10)上用于以待测零件的基准孔为基准定位待测零件的定位件(20)、设置在所述测量座(10)上用于转移待测零件的待测内孔的测量位置，并使待测零件的同轴度测量转换为杠杆的跳动值测量的杠杆(30)、以及设置在所述测量座(10)上且与所述杠杆(30)接触待测零件内孔的位置对应设置的用于测量所述杠杆的跳动值的指示表(40)。
2.根据权利要求1所述的机械零件同轴度测量装置，其特征在于，
所述杠杆(30)包括架设在所述测量座(10)上的支杆(31)和绕所述支杆(31)周向旋转的旋转杆(32)，所述旋转杆(32)的一端设置有径向延伸且用于与所述待测零件的待测内孔的内壁相接触的测试端头(321)，所述旋转杆(32)的另一端设置有用于与所述指示表(40)的量头(41)相接触的转接端(322)。
3.根据权利要求2所述的机械零件同轴度测量装置，其特征在于，
所述转接端(322)的轴向方向上设置有用于与所述指示表(40)点接触的测量平行面(323)。
4.根据权利要求2所述的机械零件同轴度测量装置，其特征在于，
所述测试端头(321)位于所述旋转杆(32)的一端部且呈球形设置以与所述待测零件的待测内孔点接触。
5.根据权利要求1所述的机械零件同轴度测量装置，其特征在于，
所述定位件(20)包括与所述测量座(10)的侧壁相连的固定部(21)以及沿水平方向延伸用于以所述待测零件的基准孔为基准定位所述待测零件的定位部(22)。
6.根据权利要求5所述的机械零件同轴度测量装置，其特征在于，
所述定位部(22)设置有用于与所述待测零件的基准孔接触的圆柱轴(23)，所述圆柱轴(23)上设置有削平部(231)，所述削平部(231)与所述待测零件的基准孔的两母线直线接触。
7.根据权利要求1所述的机械零件同轴度测量装置，其特征在于，
还包括套设在所述指示表(40)的套筒(42)上的衬套(50)和设置在所述测量座(10)上用于定位所述指示表(40)的压紧螺钉(60)，所述测量座(10)的上方设置有用于***套设有所述衬套(50)的指示表(40)的***孔(11)和与所述***孔(11)垂直相交的固定孔(12)，所述压紧螺钉(60)旋入所述固定孔(12)后与所述衬套(50)相抵接以将所述指示表(40)固定在所述***孔(11)内。
8.根据权利要求2所述的机械零件同轴度测量装置，其特征在于，
还包括设置在所述旋转杆(32)的下方用于限位所述旋转杆(32)朝下方旋转的挡销(70)。
9.一种机械零件同轴度测量方法，应用于如权利要求1至8中任一项所述的机械零件同轴度测量装置中，其特征在于，所述机械零件同轴度测量方法包括步骤：
以待测零件的基准孔为基准，将所述待测零件套入定位件上，通过定位件轴向定位所述待测零件；
转移所述待测零件的待测内孔的测量位置以使所述待测零件的同轴度测量转换为杠杆的跳动值测量；
利用指示表测量所述杠杆的跳动值以获取待测零件的同轴度。
10.根据权利要求9所述的机械零件同轴度测量方法，其特征在于，
所述转移所述待测零件的待测内孔的测量位置以使所述待测零件的同轴度测量转换为杠杆的跳动值测量的步骤包括：
将所述待测零件的所述待测内孔伸到所述杠杆的测试端头处；
将所述指示表装入测量座，使所述指示表的量头接触所述杠杆的转接端并保持所述待测零件的所述基准孔与所述定位件线接触；
转动所述待测零件，将所述待测零件的径向圆跳动转换为所述杠杆的转接端的测量平行面的跳动。
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