CN108317942A - 长轴类零件直线同轴度误差检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种长轴类零件直线同轴度误差检测装置，旨在提供一种结构简单，操作方便，装夹快速可靠，检测精度高的检测工量具。本发明通过下述技术方案予以实现：在制有水平检测工作台的纵向方向上，设有对称中心轴线的导轨(11)和在所述导轨上作直线移动的滑板及其固定在所述滑板上的杠杆百分表，被测工件被连接在两侧支座(2)相向伸出的两个同一轴线的顶尖之间，带有高度调节的杠杆百分表，以两顶尖连线作为最小区域回转面轴线的基准轴线，杠杆百分表触头接触于工件外圆，沿所述导轨纵向移动，通过摇柄转动摇柄轴顶尖带动工件缓慢转动，测量回转表面各正截面轮廓的半径差值，根据基准轴线的位置及实际被测轴线上各点的测量值确定被测要素的同轴度误差。

Description

长轴类零件直线同轴度误差检测装置

技术领域

本发明涉及一种轴类零件外圆多点参数及内圆参数同时进行精密测量的检测装置。具体的说，本发明涉及一种对各类轴类零件的直线度、跳动度，尤其是同轴度检测的工量具。

背景技术

同轴度检测是轴类零件测量工作中经常遇到的问题，有很多轴类零件产品需要进行严格的同轴度检查，特别是精密度要求很高的产品的检查更加严密。同轴度是用于控制轴类零件的被测轴线对基准轴线的同轴度误差，同轴度误差是被测轴线相对基准轴线位置的变化量。同轴度误差是反映在横截面上的圆心的不同心。简单地说是零件上要求在同一直线上的两根轴线之间发生偏离的程度。以基准轴线为理想的直线，两轴的偏离通常是被测轴线弯曲、被测轴线倾斜和被测轴线偏移三种情况的综合。评定同轴度误差时用测量得到的轴线代替实际被测轴线。同轴度最小包容区域以基准轴线为轴线包容实际被测轴线且具有最小直径φ的圆柱面内的区域。同轴度最小包容区域判别法——单点准则用以基准轴线为轴线的圆柱面包容实际被测轴线，实际被测轴线与该圆柱面至少有一点接触时，则该圆柱面内的区域即为同轴度最小包容区域。检测方法的分类同轴度误差检测方法可有以下几类：回转轴线法采用较高回转精度的检测仪器(如圆度仪、圆柱度仪等)，适用于对中、小规格的轴或孔类零件进行同轴度误差测量。根据测得数据或记录的轮廓图形，按同轴度误差判别准则及数据处理方法确定该被测要素的同轴度误差。坐标法采用具有确定坐标系的检测仪器(如各类三坐标测量机、万能测量显微镜等)，适用于对各JB/T7557－1994根据测得数据计算出基准轴线的位置及被测要素各正截面轮廓中心点的坐标，再通过数据处理确定被测件的同轴度误差。顶尖法适用于轴类零件及盘套类零件(加配带中心孔的心轴)的同轴度误差测量。根据基准轴线的位置及实际被测轴线上各点的测量值，确定被测要素的同轴度误差。将被测零件放在V形架上；采用具有足够精确形状的回转表面来体现基准轴线，适用于对中、小规格的零件进行同轴度误差测量。当被测要素的圆度误差足够小时，测取被测要素各正截面的径向圆跳动值，将其中的最大者作为同轴度误差的近似值。过去采用旋转分度尖或者三坐标测量，用测量出的圆跳动代替同轴度误差、不仅检测贾用高，而且夹持乎段也存在误差。同轴度通常检测方法有：用两个相同的刃口状V形块支承基准部位，将准备好的刃口状V形块放置在平板上调整至水平，将被测零件两端圆柱中间位置的基准轮廓要素的中截面放置在两个等高的刃口状V形块上，然后用打表法测量被测部位，缓慢转动被测零件，均匀转动工件一周，并观察百分表指针的波动，取最大读数Mmax与最小读数Mmin的差值之半，即Δ＝(Mmax－Mmin)/2，作为该截面的同轴度误差。检验零件的行为误差是否合格。如在基准圆柱上测量两个截面圆，用其连线作基准轴。在被测圆柱上也测量两个截面圆，构造一条直线，然后计算同轴度。假设基准上两个截面的距离为10mm，基准第一截面与被测圆柱的第一截面的距离为100mm，如果基准的第二截面圆的圆心位置与第一截面圆圆心有5μm的测量误差，那么基准轴线延伸到被测圆柱第一截面时已偏离50μm(5μmx100÷10)，此时，即使被测圆柱与基准完全同轴，其结果也会有100μm的误差(同轴度公差值为直径，50μm是半径)。其次是利用数据采集仪连接百分表测量法。用数据采集仪从百分表中读取测量数据的最大值跟最小值，然后由数据采集仪软件里的计算软件自动计算出所测产品的圆度误差，最后数据采集仪通过自动判断所测零件的同轴度误差是否在同轴度范围内，如果所测同轴度误差大于同轴度公差值，采集仪会自动发出报警功能，提醒相关操作人员该产品不合格。同轴度的控制要素有①轴线与轴线；②轴线与公共轴线；③圆心与圆心三种。影响同轴度的主要因素有被测元素与基准元素的圆心位置和轴线方向，特别是轴线方向。同轴度的检查可采用同轴度仪进行，检查时，将心轴沿轴向移动，测量触头在不同座内所测数值即为各座孔相对煎后两座孔的同轴度。上述检测方法和数据处理方法虽然检测精度高，但工步步骤比较复杂，设备昂贵，操作不是很简便，需要一定专门的检测场所。目前采用最多的方法是人工检测。大多是加工好后在机床上通过旋转方式来检查，这种检测方式虽然简便，但很浪费时间，需要有专用设备、精密仪器来完成，如V形块组合来检查，这种检测方式装夹不稳定，易造成误判，随机误差较大；采用精密仪器进行测量成本高、检测工步过程多，检测时间长，检测慢，实际效率不是很高低。目前，对于细长杆类零件的装夹处理主要是依靠装配钳工的手工操作实现的，最常见的处理方式是在两段细长杆类零件之间设置拉筋。此技术虽然看似简单，但其严重依赖装配钳工的个人主观经验，即人为因素对细长杆类零件的组合焊接质量影响很大，而且其对装夹精度的控制相对有限，既不够稳定，也不够可靠，实用性差。此长杆类零件直线度测量以前曾用水平仪在垂直面内贴图解法或计算法求出长轴类零件直线度的误差。圆柱面测量轴向母线的误差确定其直线度误差；由于按圆周等分、以测量母线的座标曲线中的最大值为直线度误差还是满足不了要求。直线度误差测量中这种放置又是随机的,在长轴类零件如铿杆,,由于零件放置不同并且对直线度测量结果有着直接影响。长杆类零件直线度测量如果采用自制平尺测直线度,操作不便且不易保证质量,废品很多。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在的不足之处，提供一种结构简单，操作方便，装夹快速可靠，检测精度高，检测轴类零件同轴度、直线度、跳动度检测的工量具。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，一种长轴类零件直线同轴度误差检测装置，包括一个矩形体的镂空基座1，对称固定在所述基座两侧的支座2和轴承支座8及其通过摇柄轴顶尖7连接的套筒，其特征在于，在制有水平检测工作台的纵向方向上，设有对称中心轴线的导轨11和在所述导轨上作直线移动的滑板及其固定在所述滑板上的杠杆百分表14，被测工件被连接在两侧支座2相向伸出的两个同一轴线的顶尖之间，带有高度调节的杠杆百分表14，以两顶尖连线作为最小区域回转面轴线的基准轴线，杠杆百分表14触头接触于工件外圆，沿所述导轨11纵向移动，通过摇柄转动摇柄轴顶尖带动工件缓慢转动，测量回转表面各正截面轮廓的半径差值，根据基准轴线的位置及实际被测轴线上各点的测量值确定被测要素的同轴度误差。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果。

结构简单，操作方便。本发明采用一个矩形体的镂空基座1和对称固定在所述基座两侧的支架2及其通过摇柄轴顶尖连接的套筒，结构简单，体小重量轻，制造成本低，方便，可随时随地移动携带，不受环境场所限制，操作方便，快捷。顶杆与装夹外筒及3个紧固螺钉一体结构，可根据不同轴的大小、长短可随意调节。可实现装夹、找正一体操作方便、高效；实现的快速装夹，工作效率高，可以取代传统借助辅助工具，包括V形块辅助测量方式。采用机械快速装夹一体方式测量，相比于其他装夹装置，结构简单，且装夹更快速、更高效。

检测精度高。本发明采用支座2和轴承支座8及其通过摇柄轴顶尖7连接的套筒，将被测工件被连接在两侧支座2相向伸出的两个同一轴线的顶尖之间，整个装夹操作具有精密性、方便性和灵活性，从而使得装夹效果精度高，稳定且可靠。导轨采用高精度导轨磨削加工，保证顶杆左右移动的同心性，同轴度测量精度为0.005mm；利用顶尖的对中特性进行同轴度的检测不仅装夹效果精度高，稳定且可靠，准确，又方便，其测量结果精度高，并且重复性好，比传统测量同轴度方式测量精度更高，同轴度测量精度为0.005mm，直线度度可达0.01mm；

适用范围更广。本发明可根据工作长度、轴径大小的不同，移动顶杆位置，实现工件夹紧，节省找正时间；将百分表测量装置沿导轨横向移动，还可测量轴类工件的直线度。可根据不同轴类零件长短、轴径大小来调节顶杆位置，适用范围更广；可同时检测轴类零件的同轴度、直线度，达到一具多用的目的。

附图说明

图1是本发明长轴类零件直线同轴度误差检测装置的三维视图。

图2是图1的主视图。

图3是图1的俯视图。

图中：1镂空基座，2支座，3顶杆锁紧螺钉(长度有多种规格)，4工件中心孔，5轴类工件，6、紧固螺钉，7摇柄轴顶尖，8轴承支座，9轴承，10封盖，11导轨，12滑板，13支架，14杠杆百分表。

具体实施方式

参阅图1-图3。在以下描述的实施例中，一种检测轴类零件的同轴度、直线度、跳动度检测的工量具，包括一个矩形体的镂空基座1，对称固定在所述基座两侧的支座2和轴承支座8及其通过摇柄轴顶尖7连接的套筒。在制有水平检测工作台的纵向方向上，设有对称中心轴线的导轨11和在所述导轨上作直线移动的滑板及其固定在所述滑板上的杠杆百分表14，被测工件被连接在两侧支座2相向伸出的两个同一轴线的顶尖之间，带有高度调节的杠杆百分表14以两顶尖连线作为最小区域回转面轴线的基准轴线，杠杆百分表14触头接触于工件外圆，沿所述导轨11纵向移动，通过摇柄转动摇柄轴顶尖带动工件缓慢转动，测量回转表面各正截面轮廓的半径差值，根据基准轴线的位置及实际被测轴线上各点的测量值确定被测要素的同轴度误差。

顶尖的圆度误差不大于μm，两顶尖对公共轴线的同轴度误差不大于μm。基准要素及被测要素的测量示值在基准要素上布置n个测量截面，每个截面均布n个测点。在被测要素上布置个测量截面每个截面均布个测点各截面的轴向位置及各测点，以顶尖支承回转轴线，采用具有足够精确形状的回转表面来体现基准轴线。根据工件轴径大小、工件长短，横向移动摇柄轴顶尖6，对中中心孔，调节杠杆百分表14高度，杠杆百分表表头接触于工件外圆，通过手工转动摇柄轴顶尖带动工件转动，通过沿导轨横向移动杠杆百分表测量不同轴径外圆，检查工件同轴度，测量轴类工件的直线度。

以顶尖支承回转轴线作为测量参考线，测量际被测轴线上各点到基准轴线的径向距离，根据各截面的轴向位置及各测点的测量示值，计算出各正截面轮廓中心点连线与实际被测要素各正截面轮廓的半径差值，步长计算出基准要素和被测要素各正截面的最小区域圆误差数值，计算过程从略。基准轴线体现的数据处理，以包容实际基准轴线的最小包容圆柱轴线体现基准轴线计算最大值Rmax，可根据测量精度的要求按任意方向直线度最小区域判别，将其中最大值的两倍dmax即为以测量参考线基准轴线测得的同轴度误差值。当被测要素的圆度误差为同轴度公差的以下时，也可测取被测要素各正截面的径向圆跳动值，将其中的最大者作为同轴度误差的近似值。当被测要素的圆度误差足够小时，按最小区域法确定测取被测要素各正截面的径向圆跳动值，找出移动步进的ΔRi中的最大、最小值ΔRmax和ΔRmin及其差值，将其中的最大者作为同轴度误差的近似值。用手将工件转动一周，使划针尖与工什最高点接触，在同一截面上，工件圆周各点，最高点除外，与划针产生空隙，慢慢转动工件用眼睛估出最大空隙并用塞尺测量出空隙值，取这个最大空隙值的一半作为该载面轴线的直线度误差。按上述方法，根据工件弯曲程度，沿工件轴线移动划针测量若干个截面，取其中最大的误差值作为该被测零什轴线的直线度误差。

以上所述的仅是本发明的优选实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些变更和改变应视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种长轴类零件直线同轴度误差检测装置，包括一个矩形体的镂空基座(1)，对称固定在所述基座两侧的支座(2)和轴承支座(8)及其通过摇柄轴顶尖(7)连接的套筒，其特征在于，在制有水平检测工作台的纵向方向上，设有对称中心轴线的导轨(11)和在所述导轨上作直线移动的滑板及其固定在所述滑板上的杠杆百分表(14)，被测工件被连接在两侧支座(2)相向伸出的两个同一轴线的顶尖之间，带有高度调节的杠杆百分表(14)，以两顶尖连线作为最小区域回转面轴线的基准轴线，杠杆百分表(14)触头接触于工件外圆，沿所述导轨(11)纵向移动，通过摇柄转动摇柄轴顶尖带动工件缓慢转动，测量回转表面各正截面轮廓的半径差值，根据基准轴线的位置及实际被测轴线上各点的测量值确定被测要素的同轴度误差。

2.如权利要求1所述的长轴类零件直线同轴度误差检测装置，其特征在于：顶尖的圆度误差不大于μm，两顶尖对公共轴线的同轴度误差不大于μm。

3.如权利要求1所述的长轴类零件直线同轴度误差检测装置，其特征在于：基准要素及被测要素的测量示值在基准要素上布置n个测量截面，每个截面均布n个测点，以顶尖支承回转轴线，采用具回转表面来体现基准轴线。

4.如权利要求1所述的长轴类零件直线同轴度误差检测装置，其特征在于：根据工件轴径大小、工件长短，横向移动摇柄轴顶尖(6)，对中中心孔，调节杠杆百分表(14)高度，杠杆百分表表头接触于工件外圆，通过手工转动摇柄轴顶尖带动工件转动，通过沿导轨横向移动杠杆百分表测量不同轴径外圆，检查工件同轴度，测量轴类工件的直线度。

5.如权利要求1所述的长轴类零件直线同轴度误差检测装置，其特征在于：以顶尖支承回转轴线作为测量参考线，测量际被测轴线上各点到基准轴线的径向距离，根据各截面的轴向位置及各测点的测量示值，计算出各正截面轮廓中心点连线与实际被测要素各正截面轮廓的半径差值，步长计算出基准要素和被测要素各正截面的最小区域圆误差数值。

6.如权利要求1所述的长轴类零件直线同轴度误差检测装置，其特征在于：以包容实际基准轴线的最小包容圆柱轴线体现基准轴线计算最大值Rmax，按任意方向直线度最小区域判别，将其中最大值的两倍dmax即为以测量参考线基准轴线测得的同轴度误差值。

7.如权利要求1所述的长轴类零件直线同轴度误差检测装置，其特征在于：当被测要素的圆度误差为同轴度公差的以下时，测取被测要素各正截面的径向圆跳动值，将其中的最大者作为同轴度误差的近似值；当被测要素的圆度误差足够小时，按最小区域法确定测取被测要素各正截面的径向圆跳动值，找出移动步进的ΔRi中的最大、最小值ΔRmax和ΔRmin及其差值，将其中的最大者作为同轴度误差的近似值。