一種機械產品端面微小間隙的測量裝置的製作方法
2023-04-23 05:27:46
專利名稱：一種機械產品端面微小間隙的測量裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種生產測量工裝，尤其涉及一種機械產品端面微小間隙的測量裝置。
背景技術：
對於一些高精度要求、影響產品性能的關鍵尺寸，在生產過程中需要進行在線監測；例如在汽車汽油泵電機的生產中，在泵腔裝入出油板、葉輪後，出油板端面與葉輪端面的間隙尺寸必須滿足設計要求的規定值，間隙過大或過小都會影響油泵電機的供油性能， 因此，為了控制產品質量符合技術標準要求，在裝配完成後必須對該尺寸進行100%的在線檢測。在專利號為ZL200910095513. 4的中國專利《機械產品腔體深度或端面間隙的測量方法及其測量裝置》中公開了一種基於對比參考面和測量碟片的測量方法，該方法通過綜合多組傳感器的測量值，實現了對匹配轉子後端面與泵腔端面間隙的高效、準確在線測量。然而，上述測量方法卻存在以下問題I、由於需要安裝較多的電子測頭(每個碟片上均布有三個)，因此，成本較高；2、由於對比參考碟片和測量碟片通過套有彈簧的螺栓活動連接(滑套)在測件固定塊孔內，螺栓與測件固定塊的孔之間的配合間隙的存在使得碟片是浮動的，在彈簧力的作用下，碟片的下端面會緊貼在對比參考面或被測表面，只要碟片接觸到的測量面的三處最高點不等高(一般由被測面平面度誤差，或者安裝後測量面與對比參考面的平行度誤差引起)，碟片就會傾斜，因此，其實際測得的是兩個平面之間的綜合距離，而並不能反映端面間隙的最小值，尤其是當要求測量的間隙值的大小與平面度誤差或安裝後的平行度誤差處於同一數量級時，其測量的誤差是很大的，所以不適應測量端面微小間隙。鑑於上述情況，目前需要對此類測量裝置進行改進，以滿足使用需要。
發明內容
為了解決上述現有技術存在的問題，本發明旨在提供一種機械產品端面微小間隙的測量裝置，以實現高效、精確地測量產品端面微小間隙的目的，並有效簡化測量難度，降低測量成本，提高測量效率。本發明所述的一種機械產品端面微小間隙的測量裝置，用於測量第一工件與第二工件的相互平行的上端面之間的間隙，且所述第一工件嵌置在第二工件的上端面的凹腔中，所述裝置包括支撐板；固定連接在所述支撐板上表面的支架筒；滑動配合在所述支架筒內的第二工件壓緊件和連接套，其中，所述第二工件壓緊件的上端面設有與該第二工件壓緊件的上、下端面均垂直的軸向通孔，所述連接套固定連接在所述第二工件壓緊件的上端面，且其內腔設有水平隔斷板；
第一工件壓緊軸，其上部位於所述水平隔斷板的下端面和所述第二工件壓緊件的上端面之間，並通過一銷軸與所述第二工件壓緊件的上端面連接，其下部滑動配合在所述軸向通孔內，且第一工件壓緊軸的軸線與其上、下端面均垂直並與所述軸向通孔的軸線平帶有感測頭的傳感器，其感測頭穿過所述支架筒頂部及水平隔斷板與第一工件壓緊軸的上端面接觸；以及頂部夾持有所述第一工件和第二工件的工件定位夾具，其穿過所述安裝板及支架筒底部伸至所述第一工件壓緊軸正下方，並使所述第一工件的上端面與所述第一工件壓緊軸的下端面緊貼，使所述第二工件壓緊件壓在所述第二工件的上端面。在上述的機械產品端面微小間隙的測量裝置中，所述第二工件壓緊件的內壁靠近該第二工件壓緊件的上、下端面處分別設有一通氣槽，其外緣設有與所述通氣槽連通的若干通氣孔和進氣孔，且所述每個進氣孔與一氣接頭連接。在上述的機械產品端面微小間隙的測量裝置中，所述通氣孔的數量為六個，每三個通氣孔沿同一圓周均布，且兩個圓周的位置分別與所述兩個通氣槽的位置相對應。在上述的機械產品端面微小間隙的測量裝置中，所述進氣孔的數量為三個，該三個進氣孔位於所述兩條通氣槽的沿軸向的中間位置，並沿周向均布，且每個進氣孔通過一軸向通道與位於其上下兩側的所述通氣孔連通。在上述的機械產品端面微小間隙的測量裝置中，所述裝置還包括豎直貫穿所述水平隔斷板和第一工件壓緊軸的吹氣杆導向套和滑動配合在該吹氣杆導向套內的吹氣杆，其中所述吹氣杆導向套的頂端固定連接在所述支架筒的頂部，其外緣套設有主彈簧和中間彈簧，且所述主彈簧的頂端固定連接在所述吹氣杆導向套的外緣，其底端嵌置在所述水平隔斷板的上端面，所述中間彈簧的頂端嵌置在所述水平隔斷板的下端面，其底端嵌置在所述第一工件壓緊軸的上端面；所述吹氣杆的頂端通過復位彈簧與設置在所述吹氣杆導向套頂部的調整螺栓固定連接。在上述的機械產品端面微小間隙的測量裝置中，所述吹氣杆通過套設在其外緣的至少一個銅套與所述吹氣杆導向套滑動配合。在上述的機械產品端面微小間隙的測量裝置中，所述支架筒包括連接在所述支撐板上表面的安裝板、連接在所述安裝板上表面且帶有底板的安裝套筒以及固定連接在所述安裝套筒頂端的蓋板。在上述的機械產品端面微小間隙的測量裝置中，所述安裝套筒的底板上嵌置有一套設在所述第二工件壓緊件外緣並用於支撐該第二工件壓緊件的支撐套，所述安裝套筒內腔還設有部分嵌置在其內壁、且套設在所述連接套外緣的導向套。在上述的機械產品端面微小間隙的測量裝置中，所述支撐套的內腔為從下至上內徑由小變大的臺階孔；所述第二工件壓緊件的外緣下部與該臺階孔相匹配。在上述的機械產品端面微小間隙的測量裝置中，所述裝置還包括嵌置在所述水平隔斷板內用於容置所述傳感器的傳感器安裝套。由於採用了上述的技術解決方案，本發明通過三層環套結構的設計(即安裝套筒、第二工件壓緊件及第一工件壓緊軸)實現了端面間隙的相對測量，並通過引入氣浮支撐技術，使基準件(即第二工件壓緊件)和測量柱(第一工件壓緊軸)同心，從而保證兩個測量面的平行，進而實現了對端面微小間隙的精密測量，並保證測得的是端面間隙的最小值；具體來說，本發明通過使第二工件壓緊件的下端面緊貼在第二工件的上端面，並在第二工件壓緊件上開設與其上、下端面嚴格垂直、用於容納第一工件壓緊軸的軸向通孔，通過通氣槽使第一工件壓緊軸與軸向通孔之間留有氣浮間隙，從而利用氣浮原理保證其軸線平行於軸向通孔的軸線，並使第一工件壓緊軸的下端面與第一工件的上端面貼合，通過使第一工件壓緊軸的下端面與其外周面嚴格垂直，從而保證第二工件壓緊件的下端面與第一工件壓緊軸的下端面嚴格平行，進而確保測量的間隙值為兩個平行平面之間的最小值，即真實反映了第一工件的上端面與第二工件的上端面的最小間隙；另外，本發明還通過吹氣杆實現了對測量表面的清潔功能。
圖I是本發明一種機械產品端面微小間隙的測量裝置的結構立體圖；圖2是本發明的結構主視圖；圖3是圖2的A-A向視圖；圖4是圖3的B-B向視圖。
具體實施例方式下面結合附圖，給出本發明的較佳實施例，並予以詳細描述。請參閱圖I-圖4，本發明，即一種機械產品端面微小間隙的測量裝置，用於測量第一工件(在本實施例中，第一工件為汽車汽油泵中的葉輪20)與第二工件(在本實施例中， 第二工件為汽車汽油泵中的出油板21)的相互平行的上端面之間的間隙(葉輪20嵌置在出油板21的上端面的凹腔中)，本測量裝置包括支撐板I、固定連接在支撐板I上表面的支架筒以及位於支架筒內腔的第二工件壓緊件6、第一工件壓緊軸7、連接套8、導向套10、傳感器11、吹氣杆導向套16和吹氣杆15,以及位於支撐板I正下方的工件定位夾具22。支撐板I為本裝置的基礎，其上固定的支架筒包括連接在支撐板I上的安裝板2、 通過螺栓固定連接在安裝板2上表面且帶有底板的安裝套筒4以及固定連接在安裝套筒4 頂端的蓋板12，其中安裝套筒4的底板上表面設有通孔，且該通孔內容置有支撐套3，該支撐套3的內腔為從下至上內徑由小變大的臺階孔31 ;安裝套筒4內腔的上部還設有部分嵌置在安裝套筒4內壁上的導向套10，且該導向套與支撐套3同軸設置；連接套8通過螺栓固定連接在第二工件壓緊件6的上端面，以形成一個整體，該整體通過支撐套3和導向套10與安裝套筒4滑配，從而可在安裝套筒4內上下運動，具體來說，導向套10套設在連接套8的外緣；第二工件壓緊件6坐入支撐套3的臺階孔31內，其下部呈與該臺階孔31相匹配的形狀，即其底端部分支撐在支撐套3內腔的臺階面上，部分伸入臺階孔31的內徑較小的部分中；第二工件壓緊件6的上端面設有軸向通孔61 (該軸向通孔61的軸線與第二工件壓緊件6的上、下端面嚴格垂直)，其內壁靠近第二工件壓緊件6上端面和下端面處分別設有三角形的通氣槽62，其外緣與兩條通氣槽62對應的位置分別沿周向均布有三個與通氣槽62連通的通氣孔63 (每兩個通氣槽間隔120° )，其外緣位於兩條通氣槽62的沿軸向的中間位置沿周向均布有三個進氣孔65，每個進氣孔65分別通過一個軸向通道64與位於其上下兩側的通氣孔63貫通，且每個進氣孔65與一個氣接頭5連接，以向通氣槽62中通入壓縮空氣；連接套8的內腔設有水平隔斷板81 ;第一工件壓緊軸7的上部位於水平隔斷板81 的下端面和第二工件壓緊件6的上端面之間，並通過銷軸82與第二工件壓緊件6的上端面連接(該銷軸82可用於防止第二工件壓緊件6周向旋轉)，其下部伸入第二工件壓緊件6 的軸向通孔61內，並通過氣浮軸承(即充有空氣的通氣槽62)定心在該軸向通孔61中，從而與第二工件壓緊件6實現精密滑配；第一工件壓緊軸7的上端面和下端面嚴格平行，並與其軸線嚴格垂直，該第一工件壓緊軸7的上端面的中間位置設有用於容納吹氣杆導向套16的通孔，吹氣杆導向套16 的頂端與蓋板12固定連接，其外緣套設有主彈簧17和中間彈簧19，且主彈簧17的頂端固定連接在吹氣杆導向套16的外緣，其底端嵌置在水平隔斷板81的上表面，中間彈簧19的頂端嵌置在水平隔斷板81的下表面，其底端嵌置在第一工件壓緊軸7的上端面；吹氣杆15 設置在吹氣杆導向套16內，並通過銅套18與吹氣杆導向套16滑配，該吹氣杆15的頂端通過復位彈簧13與設置在吹氣杆導向套16頂部的調整螺栓14固定連接；連接套8的水平隔斷板81表面設有用於容納傳感器安裝套9的通孔，傳感器11 設置在該傳感器安裝套9內，其頂端伸出蓋板12，以便讀數，其感測頭110通過水平隔斷板 81表面的通孔與第一工件壓緊軸7的上端面接觸；工件定位夾具22的頂部夾持有葉輪20和出油板21，該工件定位夾具22通過其他機構移動並定位在第一工件壓緊軸7的正下方；支撐板I和安裝板2均開設有與第一工件壓緊軸7同軸的通孔，從而使第一工件壓緊軸7壓在葉輪20的上端面，同時使第二工件壓緊件6壓在出油板21的上端面。上述的復位彈簧13用於保證在沒有測量工件時，吹氣杆15伸出第一工件壓緊軸7 的下端面，在通氣的情況下，使吹氣杆15能吹掃第二工件壓緊件6的下端面以及第一工件壓緊軸7的下端面；主彈簧17用於保證第二工件壓緊件6與出油板21緊密貼合；中間彈簧 19用於保證第一工件壓緊軸7緊貼葉輪20。本發明的工作原理如下首先，通過氣接頭5向通氣槽62通壓縮空氣，從而在第一工件壓緊軸7和第二工件壓緊件6之間形成固定的氣浮層；在測量前，將第二工件壓緊件6和第一工件壓緊軸7的下端面同時緊貼在校準件的同一精密平面上，傳感器11校零，即該狀態是傳感器11的零位；在測量時，裝有工件的工件定位夾具22被移動並定位在第一工件壓緊軸7正下方的測量位置，並在主彈簧17的作用下，保證第二工件壓緊件6緊壓在出油板21上，在中間彈簧 19的作用下保證第一工件壓緊軸7緊壓在葉輪20上，此時，傳感器11的示值就是出油板 21和葉輪20的上端面之間的微小間隙；當測量完成後，工件定位夾具22被移走，在復位彈簧13的作用下，吹氣杆15伸出，並吹出壓縮空氣，從而吹掃油板壓緊件6和第一工件壓緊軸7的測量端面的浮灰等微小雜物，保證其表面清潔。綜上所述，與現有技術相比，本發明具有如下優點
I、通過在第二工件壓緊件上開設的通氣槽，可在第二工件壓緊件與第一工件壓緊軸之間形成高壓氣浮層，從而將第一工件壓緊軸定心在第二工件壓緊件的孔中心，保證兩者的軸線一致，進而保證兩個測量端面平行，實現測量的間隙值是兩個平行平面之間的最小值，真實反映了第一工件的上端面與第二工件的上端面之間的最小間隙；2、通過吹氣杆可以在每次測量完成後，用高壓潔淨的壓縮空氣吹掃測量面，保證測量面的乾淨，從而提高測量的準確性；3、通過一個高精度且機械結構簡單的位移傳感器即可直接測出第一工件壓緊軸的上端面位置的變化量，該變化量即為第一、第二工件之間的端面間隙，從而不需要中間計算過程，大大降低了測量難度和製造成本，且操作簡單，結論精確。以上所述的，僅為本發明的較佳實施例，並非用以限定本發明的範圍，本發明的上述實施例還可以做出各種變化。即凡是依據本發明申請的權利要求書及說明書內容所作的簡單、等效變化與修飾，皆落入本發明專利的權利要求保護範圍。本發明未詳盡描述的均為常規技術內容。
權利要求
1.一種機械產品端面微小間隙的測量裝置，用於測量第一工件與第二工件的相互平行的上端面之間的間隙，且所述第一工件嵌置在第二工件的上端面的凹腔中，其特徵在於，所述裝置包括支撐板；固定連接在所述支撐板上表面的支架筒；滑動配合在所述支架筒內的第二工件壓緊件和連接套，其中，所述第二工件壓緊件的上端面設有與該第二工件壓緊件的上、下端面均垂直的軸向通孔，所述連接套固定連接在所述第二工件壓緊件的上端面，且其內腔設有水平隔斷板；第一工件壓緊軸，其上部位於所述水平隔斷板的下端面和所述第二工件壓緊件的上端面之間，並通過一銷軸與所述第二工件壓緊件的上端面連接，其下部滑動配合在所述軸向通孔內，且第一工件壓緊軸的軸線與其上、下端面均垂直並與所述軸向通孔的軸線平行；帶有感測頭的傳感器，其感測頭穿過所述支架筒頂部及水平隔斷板與第一工件壓緊軸的上端面接觸；以及頂部夾持有所述第一工件和第二工件的工件定位夾具，其穿過所述安裝板及支架筒底部伸至所述第一工件壓緊軸正下方，並使所述第一工件的上端面與所述第一工件壓緊軸的下端面緊貼，使所述第二工件壓緊件壓在所述第二工件的上端面。
2.根據權利要求I所述的機械產品端面微小間隙的測量裝置，其特徵在於，所述第二工件壓緊件的內壁靠近該第二工件壓緊件的上、下端面處分別設有一通氣槽，其外緣設有與所述通氣槽連通的若干通氣孔和進氣孔，且所述每個進氣孔與一氣接頭連接。
3.根據權利要求2所述的機械產品端面微小間隙的測量裝置，其特徵在於，所述通氣孔的數量為六個，每三個通氣孔沿同一圓周均布，且兩個圓周的位置分別與所述兩個通氣槽的位置相對應。
4.根據權利要求3所述的機械產品端面微小間隙的測量裝置，其特徵在於，所述進氣孔的數量為三個，該三個進氣孔位於所述兩條通氣槽的沿軸向的中間位置，並沿周向均布， 且每個進氣孔通過一軸向通道與位於其上下兩側的所述通氣孔連通。
5.根據權利要求1-4中任意一項所述的機械產品端面微小間隙的測量裝置，其特徵在於，所述裝置還包括豎直貫穿所述水平隔斷板和第一工件壓緊軸的吹氣杆導向套和滑動配合在該吹氣杆導向套內的吹氣杆，其中所述吹氣杆導向套的頂端固定連接在所述支架筒的頂部，其外緣套設有主彈簧和中間彈簧，且所述主彈簧的頂端固定連接在所述吹氣杆導向套的外緣，其底端嵌置在所述水平隔斷板的上端面，所述中間彈簧的頂端嵌置在所述水平隔斷板的下端面，其底端嵌置在所述第一工件壓緊軸的上端面；所述吹氣杆的頂端通過復位彈簧與設置在所述吹氣杆導向套頂部的調整螺栓固定連接。
6.根據權利要求5所述的機械產品端面微小間隙的測量裝置，其特徵在於，所述吹氣杆通過套設在其外緣的至少一個銅套與所述吹氣杆導向套滑動配合。
7.根據權利要求5所述的機械產品端面微小間隙的測量裝置，其特徵在於，所述支架筒包括連接在所述支撐板上表面的安裝板、連接在所述安裝板上表面且帶有底板的安裝套筒以及固定連接在所述安裝套筒頂端的蓋板。
8.根據權利要求7所述的機械產品端面微小間隙的測量裝置，其特徵在於，所述安裝套筒的底板上嵌置有一套設在所述第二工件壓緊件外緣並用於支撐該第二工件壓緊件的支撐套，所述安裝套筒內腔還設有部分嵌置在其內壁、且套設在所述連接套外緣的導向套。
9.根據權利要求8所述的機械產品端面微小間隙的測量裝置，其特徵在於，所述支撐套的內腔為從下至上內徑由小變大的臺階孔；所述第二工件壓緊件的外緣下部與該臺階孔相匹配。
10.根據權利要求1-4、6-9中任意一項所述的機械產品端面微小間隙的測量裝置，其特徵在於，所述裝置還包括嵌置在所述水平隔斷板內用於容置所述傳感器的傳感器安裝套。
全文摘要
本發明涉及一種機械產品端面微小間隙的測量裝置，用於測量第一工件與第二工件的相互平行的上端面之間的間隙，且所述第一工件嵌置在第二工件的上端面的凹腔中，所述裝置包括支撐板、固定連接在所述支撐板上表面的支架筒、滑動配合在所述支架筒內的第二工件壓緊件和連接套、第一工件壓緊軸、帶有感測頭的傳感器以及頂部夾持有所述第一工件和第二工件的工件定位夾具。本發明通過三層環套結構的設計實現了端面間隙的相對測量，並通過引入氣浮支撐技術，使基準件和測量柱同心，從而保證兩個測量面的平行，進而實現了對端面微小間隙的精密測量，並保證測得的是端面間隙的最小值；另外，本發明還通過吹氣杆實現了對測量表面的清潔功能。
文檔編號G01B21/16GK102589505SQ20121003171
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月13日 優先權日2012年2月13日
發明者張海洪, 梁加佳, 蘇建良, 談士力 申請人:上海克來機電自動化工程有限公司