V形圓度測量儀的製作方法

2023-07-07 21:04:26 2

專利名稱：V形圓度測量儀的製作方法
技術領域：
本實用新型是一種利用V型塊進行圓度測量的儀器，屬於精密機械測量儀器。
圓度公差是一項科學的評定零件表面質量的公差要求，現有技術中，圓度的測量有兩種方法，一種是用轉軸式圓度儀測量，一種是用V形塊測量。轉軸式圓度儀要求一個高精度的基準軸系作為基準，製造成本很高，因此，轉軸式圓度儀價格昂貴，同時，對被測零件的限制較多，許多對圓度公差有較高要求的零件，如大、長軸，不能在轉軸式圓度儀上測量。現有技術中的V形塊測量法，通常測頭設置在V形塊的夾角平分線上，然後根據測頭的最大、最小讀數差來估算出零件的圓度誤差。這種測量方法存在著較大的測量誤差。
本實用新型目的在於針對上述缺陷，提出一種改變測頭位置、減小測量誤差的V形塊測量圓度的儀器。
本實用新型目的可通過以下方式實現該儀器由V形塊、傳感測頭和數字顯示器構成，其特徵在於所說V形塊的外側面，以滑動傳動付的形式，和支承傳感測頭的夾固滑塊連結在一起。滑動付上刻有非標準遊標，V型塊和滑動夾塊的結構形狀必須滿足V形塊夾角 2α＝180°－ (N1)/(N) ×360° ……(A)測杆偏角 β＝α＋ (N2)/(N) ×360° ……(B)tgθ = (1 + sinαcosβ)/(sinαsinβ) ……(C)
其中α為V形塊的半角。
β為傳感測頭軸線與V形塊角平分線之間的夾角。
θ為V形塊的外側面與V形塊角平分線之間的夾角。
N為自選測點數，一般50≥N≥20
利用上式將自選測點數N，代入(D)中，可以求出N1，N2。再將已得的N，N1，N2代入(A)，(B)式，則可以解出α，β的值來。根據(C)式，確定θ角。
由於N是在一定範圍內自選確定的，可以有多種選法；同時(D)式是有不定解的方程，因此，在滿足要求的前提下，可以有多組N，N1，N2值，對於每一組N，N1，N2值，都可以有一組α，β的解。經過計算，2α／β 數據組可推薦使用以下方案2α／β80／110，90／81，90／115，92／80，92／96，99／94.5，105／82.5，105／97.5，108／84，108／99，116／108，120／82.5，120／100，120／105，120／112.5，124／112，126／108，130／95，130／115，80／170，84／168，84／172，90／171，90／172.5，96／174，100／172，105／172.5。
對應於每一組α，β值。從(C)式可以求得對應的θ值。
在上述計算結果中，V型塊及傳感測頭與被測零件的三個接觸點的位置，分布在被測零件的1／2圓周內，測杆偏角較大，這樣的結構設計，給更換被測零件帶來方便，而且，測量靈敏度大為提高。
在V形塊的外側面和夾固滑塊的滑動傳動付上。刻有非標準遊標，即V形塊滑動面上刻度值為正常度量值的［cosθ／sinα＋cos(β－θ)］倍。
傳感測頭將測頭的位移量經電纜送入數字顯示器，該數字顯示器是以單片機為核心元件的數據處理器。它把被測信號運用誤差聯繫法則，換算成圓度誤差並在數碼器上顯示結果。如果需要，還可以接微型印表機，直接列印出計算過程和結果。
本實用新型可以根據量程的大小，製作成系列化產品，如φ8－50mm，φ50－120mm……φ500－1500mm等等。
本實用新型中所用的傳感測頭，是光棚傳感測頭，也可以使用電感、電容等其他測頭。
下面結合實施例參照附圖作進一步描述。


圖1是有微型印表機的V型圓度測量儀的示意圖。圖中(1)是V形塊，(2)是傳感測頭，(3)數字顯示器，(4)是微型印表機。
圖2是V形塊和傳感測頭部分的結構示意圖。圖中，(5)是V形塊的一個外側面，(6)是夾固滑塊，(7)是非標準遊標，(8)是鎖緊螺釘，(9)是被測零件。
M－M為V形塊夾角的角平分線，P－P為傳感測頭的軸線，α為V形塊半角，2α＝105°β角為M－M與P－P之間的夾角，即測杆偏角，β＝97.5°，θ角為V形塊的外側面(5)與M－M的夾角，θ＝43.22°，V形塊滑動面上的下端刻線表示被測零件的最小直徑，上端刻線為被測零件的最大直徑。當某一量程範圍內的零件放在V形塊上時，旋鬆鎖緊螺釘(8)，調節夾固滑塊(6)，使其零線對準在適當位置，則傳感測頭(2)必定與零件表面接觸，旋緊鎖緊螺釘即可進行測量讀數。需測量N個測點，可以使零件轉動N次，也可以讓V形塊繞零件旋轉。
本實用新型與現有技術相比有(1)測量靈敏度高，誤差小，測量結果能較嚴格地反映零件的圓度；(2)使用範圍廣，可以測量大直徑零件，也可以測量細長杆件；被測零件可以是活動的，也可以是固定的。
(3)製造成本低，與轉軸式圓度測量儀或同等測量精度的儀器相比，造價約為其十分之一左右。
(4)體積小，重量輕，使用方便，可以用在實驗室、計量室中對零件成品測量，也可以用於生產現場對已裝夾在工具機上的零件半成品的測量。
權利要求1.一種由V形塊、傳感測頭和數字顯示器構成的圓度測量儀，其特徵在於所說V形塊(1)的外側面(5)以滑動傳動付的形式，和支承傳感測頭(2)的夾固滑塊(6)連結在一起，滑動付上刻有非標準遊標(7)，V形塊和夾固滑塊的結構形狀須滿足V形塊夾角 2α=180°- (N1)/(N) ×360° ……(A)測杆偏角 β=α+ (N2)/(N) ×360°-90° ……(B)tgθ = (1 + sinαcosβ)/(sinαsinβ)其中，α為V形塊半角。β為傳感測頭軸線與V形塊夾角平分線之間的夾角。θ為V形塊外側面(5)與V形塊夾角平分線之間的夾角。N，N1，N2均為正整數。N為自選測點數，N1，N2為自選參數。須滿足
經過計算，理想的數據組(2α/β)有80/110，90/81，90/115，92/80，92/96，99/94.5，105/82.5，105/97.5，108/84，108/99，116/108，120/82.5，120/100，120/105，120/112.5，124/112，126/108，130/95，130/115，80/170，84/168，84/172，90/171，90/172.5，96/174，100/172，105/172.5。所說的數字顯示器，其核心部件為單片機。
2.根據權利要求1所述的圓度測量儀，所說滑動付上的非標準遊標意為V形塊測面上的刻度值是正常度量值的［cosθ／sinα＋cos(β－θ)］倍。
專利摘要本實用新型是一種精密的圓度測量儀器，由V形塊，傳感測頭和數字顯示器構成。其特徵在於支承傳感測頭的夾固滑塊，以滑動傳動副的形式，與V形塊的一外側面連結在一起，滑動副上有非標準遊標，根據被測零件的直徑大小，調節遊標，便可進行測量。測量靈敏度高，使用範圍廣，體積小，重量輕，使用十分方便。可以用於各種不同直徑的零件圓度的測量，尤其是可以方便地對已裝夾在工具機上的零件進行測量。
文檔編號G01B21/20GK2037465SQ8821403
公開日1989年5月10日 申請日期1988年9月15日 優先權日1988年9月15日
發明者鄒自強, 王江, 李明媛 申請人:中國科學技術大學