一種測量長軸零件的短圓弧凹球形端面尺寸的量規及方法

2023-08-06 00:24:06

一種測量長軸零件的短圓弧凹球形端面尺寸的量規及方法
【專利摘要】本發明公開一種測量準確、效率較高的測量長軸零件的短圓弧凹球形端面尺寸的量規，其測量軸（1）的凸球形面（1-4）及其半徑（SR2）分別與零件的短圓弧凹型球面的形狀尺寸和預設半徑相等；其定位套（2）的套體（2-0）上設有均勻分布、位於第一定位孔（2-1）處且其內裝有套管（3）的四個徑向通孔（2-4），每個套管的內孔內裝有與其滑動配合且下端可移動伸入第一定位孔中的定位軸（4）；每個套管的內孔的右內壁至第二定位孔（2-2）的左端的軸向距離（L5）大於零件的環狀凸起的軸向長度、至套體的右側定位面（A）的橫向垂直距離（L2）與測量軸的球心（O1）到其測量面（C）的垂直距離（L1）之和與零件的預設距離相等。
【專利說明】一種測量長軸零件的短圓弧凹球形端面尺寸的量規及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及機械測量，具體涉及一種測量長軸零件的短圓弧凹球形端面尺寸的量規及方法。
【背景技術】
[0002]參見圖1所示，在一些特殊機械中有一種端面為短圓弧凹球形的長軸零件5，其具有本體5-1，該本體5-1具有本體直徑d3，其右端面為短圓弧凹型球面5-3。該短圓弧凹型球面5-3具有預設半徑SRl和預設球心O。在本體5-1左端內側附近有環狀凸起5-2。該環狀凸起5-2具有凸起直徑d4和軸向長度L6。該環狀凸起5-2的左側面與短圓弧凹型球面5-3的預設球心O的垂直距離為短圓弧球心預設距離L，以下簡稱預設距離L。該預設距離L具有規定的最大尺寸和最小尺寸。由於該零件5的短圓弧凹型球面5-3的圓心角一般小於60°，球形弧面太短，通常的量規不能測量其預設半徑SRl和預設距離L。同時，由於該零件5的整體長度一般在3米以上，就是在工具機上加工完成後，再取下來採用普通的三坐標測量機也不能進行測量。因此，該零件5的預設半徑SRl和預設距離L的測量已成為檢測難題。

【發明內容】

[0003]本發明要解決的技術問題是提供一種測量準確、效率較高的測量長軸零件的短圓弧凹球形端面尺寸的量規。
[0004]為解決上述技術問題，本發明採取如下技術方案；
一種測量長軸零件的短圓弧凹球形端面尺寸的量規，包括測量軸和定位套:
所述測量軸由球頭端、過渡軸和手柄依次構成，所述球頭端和過渡軸同軸線；
所述球頭端具有凸球形面和球頭端直徑，所述凸球形面具有半徑及球心；所述凸球形面與零件的短圓弧凹型球面的形狀尺寸相等，所述凸球形面的半徑與零件的預設半徑相等，所述凸球形面的球心位於手柄上，並位於球頭端和過渡軸的同軸線上；
所述過渡軸具有過渡軸直徑和過渡軸軸向長度，其右端面為與過渡軸的軸線垂直的測量面;
所述凸球形面的球心與過渡軸的測量面之間形成垂直距離；
所述定位套包括套體和在套體內同軸心相互貫通、軸向截面呈臺階狀且從左至右依次排列的第一定位孔、第二定位孔和過渡孔；
所述第一定位孔的直徑稍微大於零件的凸起直徑；
所述第二定位孔的直徑稍微大於零件的本體直徑，其軸向長度大於零件的環狀凸起的右端面至本體的右端的垂直距離與測量軸的球頭端的右端面至其左端的垂直距離之和；所述過渡孔的直徑與厚度相等，並稍微大於測量軸的過渡軸的過渡軸直徑；
所述定位套的套體的右端面為右側定位面；
所述套體上設有四個徑向通孔，該四個徑向通孔均勻分布、位於第一定位孔處，每個徑向通孔內分別裝有套管，每個套管均具有內孔並在該內孔內均分別裝有與其微間隙滑動配合的下端可移動伸入第一定位孔中的定位軸；每個套管的內孔的右內壁至第二定位孔的左端的軸向距離大於零件的環狀凸起的軸向長度、至套體的右側定位面的橫向垂直距離與測量軸的球心到其測量面的垂直距離之和與零件的預設距離相等；
所述測量軸的過渡軸的過渡軸軸向長度大於定位套的過渡孔的軸向長度；
所述測量軸的球頭端位於定位套的第二定位孔內，其過渡軸套裝於定位套的過渡孔。
[0005]優選地，所述每個套管的內孔的右內壁至第二定位孔的左端的軸向距離大於零件的環狀凸起的軸向長度2mm左右。
[0006]優選地,所述定位套的第一定位孔的直徑大於零件的凸起直徑0.005?0.01_。
[0007]優選地,所述定位套的第二定位孔的直徑大於零件的本體直徑0.005?0.01_。
[0008]優選地，所述定位套的過渡孔的直徑大於測量軸I的過渡軸的過渡軸直徑
0.003 ?0.006mm。
[0009]優選地，所述每個定位軸與每個套管的間隙為0.002?0.005mm。
[0010]優選地，所述每個定位軸的直徑相同，均為8?12mm。
[0011]優選地，所述每個定位軸的直徑為10mm。
[0012]優選地，所述測量軸的手柄上設有網紋。
[0013]本發明要解決的另一個問題是提供一種利用上述量規測量長軸零件的短圓弧凹球形端面尺寸的方法。
[0014]為解決上述技術問題，本發明採取如下技術方案；
一種測量長軸零件的短圓弧凹球形端面尺寸的方法，其特徵在於:包括如下步驟； 將測量軸的球頭端放於定位套的第二定位孔內，使其過渡軸套裝於定位套的過渡孔
中；
在測量軸的凸球形面上均勻塗抹0.5 μ m厚的紅丹；
將定位套套裝在加工後未從工具機上取下的零件上，使零件的環狀凸起的右端與第一定位孔的右端貼合，並使定位套的每個定位軸插入零件的環狀凸起的左側；
向右端移動定位套，使其定位軸的右側與零件的環狀凸起的左端接觸；
向左移動測量軸，使其凸球形面與零件的短圓弧凹型球面接觸；
判斷零件的預設距離是否合格，向零件方向用力旋轉球形軸180°以上；採用百分表測量測量軸的測量面與定位套的右側定位面之間的軸向距離尺寸，如果該軸向距離尺寸為零、或者介於零件的預設距離的最大尺寸與最小尺寸之差之間，判斷零件的預設距離合格；如果該軸向距離尺寸大於零件的預設距離的最大值和最小值之差，判斷零件的預設距離不合格；
判斷零件的預設半徑是否合格，將量規取下，觀察測量軸的凸球形面與零件的短圓弧凹型球面接觸率是否為100%，如果短圓弧凹型球面上沒有布滿紅丹，則該接觸率小於100%，判斷零件的預設半徑不合格，如果短圓弧凹型球面上布滿紅丹，則該接觸率為100%，判斷零件的預設半徑合格。
[0015]與現有技術相比，本發明包含如下有益效果；
1、本量規和方法可以在工具機上使用，準確度和工作效率均較高。
[0016]2、本量規的測量軸的凸球形面與零件的短圓弧凹型球面的形狀尺寸相等，半徑與零件的預設半徑相等，使本量規能夠測量出零件的預設距離是否合格和預設半徑是否合格。
[0017]3、本量規定位套的每個套管均具有內孔並在該內孔內均分別裝有與其微間隙滑動配合的下端可移動伸入第一定位孔中的定位軸；每個套管的內孔的右內壁至第二定位孔的左端的軸向距離大於零件的環狀凸起的軸向長度、至套體的右側定位面的橫向垂直距離與測量軸的球心到其測量面的垂直距離之和與零件的預設距離相等，因而能夠將零件的短圓弧凹型球面的預設距離轉換為測量定位套的右側定位面到測量軸的測量面之間的軸向距離，測量方便準確。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是長軸零件部分結構示意圖；
圖2是本發明量規的結構示意圖；
圖3是測量軸的結構示意圖；
圖4是定位套的結構示意圖；
圖5是圖4的首I]視不意圖；
圖6是本發明測量長軸零件的短圓弧凹球形端面尺寸時的工作示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0020]參見圖2，本發明的測量長軸零件的短圓弧凹球形端面尺寸的量規，包括測量軸I和定位套2:參見圖書室和圖3，從圖3可見，所述測量軸I由球頭端1-1、過渡軸1-2和手柄1-3依次構成，所述球頭端1-1和過渡軸1-2同軸線；所述球頭端1-1具有凸球形面1-4和球頭端直徑d2，所述凸球形面1-4具有半徑SR2及球心01 ;所述凸球形面1_4與零件5的短圓弧凹型球面5-3的形狀尺寸相等，所述凸球形面1-4的半徑SR2與零件5的預設半徑SRl相等，所述凸球形面1-4的球心01位於手柄1-3上，並位於球頭端1-1和過渡軸1_2的同軸線上；所述過渡軸1-2具有過渡軸直徑dl和過渡軸軸向長度L7，其右端面為與過渡軸1-2的軸線垂直的測量面C ;所述凸球形面1-4的球心01與過渡軸1-2的測量面C之間形成垂直距離LI。參見圖2、圖4和圖5，從圖4和圖5可見，所述定位套2包括套體2-0和在套體2-0內同軸心相互貫通、軸向截面呈臺階狀且從左至右依次排列的第一定位孔2-1、第二定位孔2-2和過渡孔2-3 ;所述第一定位孔2-1的直徑Dl稍微大於零件5的凸起直徑d4 ;所述第二定位孔2-2的直徑D2稍微大於零件5的本體直徑d3，其軸向長度L8大於零件5的環狀凸起5-2的右端面至本體5-1的右端的垂直距離與測量軸I的球頭端1-1的右端面至其左端的垂直距離之和；所述過渡孔2-3的直徑D與厚度L3相等，並稍微大於測量軸I的過渡軸1-2的過渡軸直徑dl ;所述定位套2的套體2-0的右端面為右側定位面A ;所述套體2-0上設有四個徑向通孔2-4，該四個徑向通孔2-4均勻分布、位於第一定位孔2-1處，每個徑向通孔2-4內分別裝有套管3，每個套管3均具有內孔並在該內孔內均分別裝有與其微間隙滑動配合的下端可移動伸入第一定位孔2-1中的定位軸4 ;每個套管3的內孔的右內壁至第二定位孔2-2的左端的軸向距離L5大於零件5的環狀凸起5-2的軸向長度L6、至套體2-0的右側定位面A的橫向垂直距離L2與測量軸I的球心01到其測量面C的垂直距離LI之和與零件5的預設距離L相等；所述測量軸I的過渡軸1-2的過渡軸軸向長度L7大於定位套2的過渡孔2-3的軸向長度L3 ;所述測量軸I的球頭端1_1位於定位套2的第二定位孔2-2內，其過渡軸1-2套裝於定位套2的過渡孔2-3內。這樣一來，本發明量規就能夠採用百分表測量測量軸I的測量面C與定位套2的右側定位面A之間的軸向距離尺寸，準確判斷零件5的預設距離L是否合格，並通過觀察測量軸I的凸球形面1-4與零件5的短圓弧凹型球面5-3的接觸率是否為100%，準確判斷零件5的預設半徑SRl是否合格。上述判斷零件5的預設距離L是否合格以及判斷零件5的預設半徑SRl是否合格的具體過程，在下面的說明利用本發明量規測量長軸零件的短圓弧凹球形端面尺寸的方法中具體說明。
[0021]所述每個套管3的內孔的右內壁至第二定位孔2-2的左端的軸向距離L5大於零件5的環狀凸起5-2的軸向長度L62mm左右。這樣便於量規測量零件5時不產生幹涉。
[0022]所述定位套2的第一定位孔2-1的直徑Dl大於零件5的凸起直徑d4 0.005?
0.01mm。這樣既能使零件5的環狀凸起5_2裝入定位套2的第一定位孔2_1中，又能保證兩者的軸線之間偏差較小。
[0023]所述定位套2的第二定位孔2-2的直徑D2大於零件5的本體直徑d30.005?
0.01mm。這樣既能使零件5的本體5_1裝入定位套2的第二定位孔2_2中，又能保證兩者的軸線之間偏差較小。
[0024]所述定位套2的過渡孔2-3的直徑D大於球形軸I的過渡軸1_2的過渡軸直徑dl0.003?0.006mm。這樣能夠保證測量軸I的過渡軸1_2能在定位套2的過渡孔2_3內微間隙滑動配合，便於使用與操作。
[0025]所述每個定位軸4與每個套管3的間隙為0.002?0.005_。這使得第個定位軸4與每個套管3的配合為微間隙滑動配合，並能夠保證每個定位軸4的右側與零件5的環狀凸起5-2的左側面定位準確。
[0026]所述每個定位軸4的直徑d相同，均為8?12mm。這就能夠保證測量時,任何一個定位軸4都能插入任何一個套管內，使得使用方便。
[0027]所述每個定位軸4的直徑d為10mm。這就能夠更好地保證測量時,任何一個定位軸4都能插入任何一個套管內，使得使用方便。
[0028]從圖3可見，所述測量軸I的手柄1-3上設有網紋。這使得使用時，手柄1-3握持容易，不會滑落。
[0029]參見圖6，本發明的測量長軸零件的短圓弧凹球形端面尺寸的方法，包括如下步驟；
將測量軸I的球頭端1-1放於定位套2的第二定位孔2-2內，使其過渡軸1-2套裝於定位套2的過渡孔2-3中；
在測量軸I的凸球形面1-4上均勻塗抹0.5 μ m厚的紅丹；
將定位套2套裝在加工後未從工具機上取下的零件5上，使零件5的環狀凸起5-2的右端與第一定位孔2-1的右端貼合,並使定位套2的每個定位軸4插入零件5的環狀凸起5-2的左側；
向右端移動定位套2使其定位軸4的右側與零件5的環狀凸起5-2的左端接觸；
向左移動測量軸1，使其凸球形面1-4與零件5的短圓弧凹型球面5-3接觸； 判斷零件5的預設距離L是否合格，向零件5方向用力旋轉測量軸1180°以上；採用百分表測量測量軸I的測量面C與定位套2的右側定位面A之間的軸向距離尺寸，如果該軸向距離尺寸為零、或者介於零件5的預設距離L的最大尺寸與最小尺寸之差之間，判斷零件5的預設距離L合格；如果該軸向距離尺寸大於零件5的預設距離L的最大值和最小值之差，判斷零件5的預設距離L不合格(這時，可以根據該軸向距離尺寸，直接進刀，確保零件100%合格)；
判斷零件5的預設半徑SRl是否合格，將量規取下，觀察測量軸I的凸球形面1-4與零件5的短圓弧凹型球面5-3的接觸率是否為100%，如果短圓弧凹型球面5-3上沒有布滿紅丹，則該接觸率小於100%，判斷零件5的預設半徑SRl不合格，如果短圓弧凹型球面5-3上布滿紅丹，則該接觸率為100%，判斷零件5的預設半徑SRl合格(由於零件球形的圓心角一般小於60°，因此要求100%接觸)。
【權利要求】
1.一種測量長軸零件的短圓弧凹球形端面尺寸的量規，包括測量軸(I)和定位套(2)，其特徵在於: 所述測量軸(I)由球頭端(1-1)、過渡軸(1-2)和手柄(1-3)依次構成，所述球頭端(1-1)和過渡軸(1-2)同軸線； 所述球頭端(1-1)具有凸球形面(1-4)和球頭端直徑(d2)，所述凸球形面(1-4)具有半徑(SR2)及球心(01);所述凸球形面(1-4)與零件(5)的短圓弧凹型球面(5-3)的形狀尺寸相等，所述凸球形面(1-4)的半徑(SR2)與零件(5)的預設半徑SRl相等，所述凸球形面(1-4)的球心(01)位於手柄(1-3)上，並位於球頭端(1-1)和過渡軸(1-2)的同軸線上； 所述過渡軸(1-2)具有過渡軸直徑(dl)和過渡軸軸向長度(L7)，其右端面為與過渡軸(1-2)的軸線垂直的測量面(C); 所述凸球形面(1-4)的球心(01)與過渡軸(1-2)的測量面(C)之間形成垂直距離(LI); 所述定位套(2)包括套體(2-0)和在套體(2-0)內同軸心相互貫通、軸向截面呈臺階狀且從左至右依次排列的第一定位孔(2-1)、第二定位孔(2-2)和過渡孔(2-3)； 所述第一定位孔(2-1)的直徑(Dl)稍微大於零件(5)的凸起直徑(d4)； 所述第二定位孔(2-2)的直徑(D2)稍微大於零件(5)的本體直徑(d3)，其軸向長度(L8)大於零件(5)的環狀凸起(5-2)的右端面至本體(5-1)的右端的垂直距離與測量軸(I)的球頭端(1-1)的右端面至其左端的垂直距離之和； 所述過渡孔(2-3)的直 徑(D)與厚度(L3)相等，並稍微大於測量軸(I)的過渡軸(1-2)的過渡軸直徑(dl)； 所述定位套(2)的套體(2-0)的右端面為右側定位面(A);套體(2-0)上設有四個徑向通孔(2-4)，該四個徑向通孔(2-4)均勻分布、位於第一定位孔(2-1)處，每個徑向通孔(2-4)內分別裝有套管(3)，每個套管(3)均具有內孔並在該內孔內均分別裝有與其微間隙滑動配合的下端可移動伸入第一定位孔(2-1)中的定位軸(4);每個套管(3)的內孔的右內壁至第二定位孔(2-2)的左端的軸向距離(L5)大於零件(5)的環狀凸起(5-2)的軸向長度(L6)、至套體(2-0)的右側定位面(A)的橫向垂直距離(L2)與測量軸(I)的球心(01)到其測量面(C)的垂直距離(LI)之和與零件(5)的預設距離(L)相等； 所述測量軸(I)的過渡軸(1-2 )的過渡軸軸向長度(L7 )大於定位套(2 )的過渡孔(2-3 )的軸向長度(L3)； 所述測量軸(I)的球頭端(1-1)位於定位套(2)的第二定位孔(2-2)內，其過渡軸(1-2)套裝於定位套(2)的過渡孔(2-3)內。
2.根據權利要求1所述的測量長軸零件的短圓弧凹球形端面尺寸的量規，其特徵在於:所述每個套管(3)的內孔的右內壁至第二定位孔(2-2)的左端的軸向距離(L5)大於零件(5)的環狀凸起(5-2)的軸向長度(L6) 2mm左右。
3.根據權利要求1所述的測量長軸零件的短圓弧凹球形端面尺寸的量規，其特徵在於:所述定位套⑵的第一定位孔(2-1)的直徑(Dl)大於零件(5)的凸起直徑(d4)0.005 ~0.01mm。
4.根據權利要求1所述的測量長軸零件的短圓弧凹球形端面尺寸的量規，其特徵在於:所述定位套(2)的第二定位孔(2-2)的直徑(D2)大於零件(5)的本體直徑(d3)0.005~0.01mm0
5.根據權利要求1所述的測量長軸零件的短圓弧凹球形端面尺寸的量規，其特徵在於:所述定位套(2)的過渡孔(2-3)的直徑(D)大於球形軸(I)的過渡軸(1-2)的過渡軸直徑(dl) 0.003 ~0.006mm。
6.根據權利要求1所述的測量長軸零件的短圓弧凹球形端面尺寸的量規，其特徵在於:所述每個定位軸(4)與每個套管(3)的間隙為0.002~0.005_。
7.根據權利要求1所述的測量長軸零件的短圓弧凹球形端面尺寸的量規，其特徵在於:所述每個定位軸(4)的直徑(d)相同,均為8~12mm。
8.根據權利要求7所述的測量長軸零件的短圓弧凹球形端面尺寸的量規，其特徵在於:所述每個定位軸(4)的直徑(d)為10mm。
9.根據權利要求1所述的測量長軸零件的短圓弧凹球形端面尺寸的量規，其特徵在於:所述球形軸(I)的手柄(1-3)上設有網紋。
10.一種利用權利要求1至9中任一項所述的量規測量長軸零件的短圓弧凹球形端面尺寸的方法，其特徵在於:包括如下步驟； 將測量軸(1)的球頭端(1-1)放於定位套(2)的第二定位孔(2-2)內，使其過渡軸(1-2)套裝於定位套(2)的過渡孔(2-3)中； 在測量軸(1)的凸球形面(1-4)上均勻塗抹0.5μπι厚的紅丹； 將定位套(2)套裝在加工後未從工具機上取下的零件(5)上，使零件(5)的環狀凸起(5-2)的右端與第一定位孔(2-1)的右端貼合,並使定位套(2)的每個定位軸(4)插入零件(5)的環狀凸起(5-2)的左側； 向右端移動定位套(2)，使其定位軸(4)的右側與零件(5)的環狀凸起(5-2)的左端接觸； 向左移動測量軸(1)，使其凸球形面(1-4)與零件(5)的短圓弧凹型球面(5-3)接觸； 判斷零件(5)的預設距離(L)是否合格，向零件(5)方向用力旋轉測量軸(I) 180°以上；採用百分表測量測量軸(I)的測量面(C)與定位套(2)的右側定位面(A)之間的軸向距離尺寸，如果該軸向距離尺寸為零、或者介於零件(5)的預設距離(L)的最大尺寸與最小尺寸之差之間，判斷零件(5)的預設距離(L)合格；如果該軸向距離尺寸大於零件(5)的預設距離(L)的最大值和最小值之差，判斷零件(5)的預設距離(L)不合格； 判斷零件(5)的預設半徑(SRl)是否合格，將量規取下，觀察測量軸(I)的凸球形面(1-4)與零件(5)的短圓弧凹型球面(5-3)的接觸率是否為100%，如果短圓弧凹型球面(5-3 )上沒有布滿紅丹，則該接觸率小於100%，判斷零件(5 )的預設半徑(SRl)不合格，如果短圓弧凹型球面(5-3)上布滿紅丹，則該接觸率為100%，判斷零件(5)的預設半徑(SRl)合格。
【文檔編號】G01B5/08GK103884252SQ201410127977
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月1日 優先權日:2014年4月1日
【發明者】黃坤河, 劉琴, 李小春 申請人:重慶望江工業有限公司