CN103884252A - 一种测量长轴零件的短圆弧凹球形端面尺寸的量规及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种测量准确、效率较高的测量长轴零件的短圆弧凹球形端面尺寸的量规，其测量轴（1）的凸球形面（1-4）及其半径（SR2）分别与零件的短圆弧凹型球面的形状尺寸和预设半径相等；其定位套（2）的套体（2-0）上设有均匀分布、位于第一定位孔（2-1）处且其内装有套管（3）的四个径向通孔（2-4），每个套管的内孔内装有与其滑动配合且下端可移动伸入第一定位孔中的定位轴（4）；每个套管的内孔的右内壁至第二定位孔（2-2）的左端的轴向距离（L5）大于零件的环状凸起的轴向长度、至套体的右侧定位面（A）的横向垂直距离（L2）与测量轴的球心（O1）到其测量面（C）的垂直距离（L1）之和与零件的预设距离相等。

Description

一种测量长轴零件的短圆弧凹球形端面尺寸的量规及方法

技术领域

本发明涉及机械测量，具体涉及一种测量长轴零件的短圆弧凹球形端面尺寸的量规及方法。

背景技术

参见图1所示，在一些特殊机械中有一种端面为短圆弧凹球形的长轴零件5，其具有本体5-1，该本体5-1具有本体直径d3,其右端面为短圆弧凹型球面5-3。该短圆弧凹型球面5-3具有预设半径SR1 和预设球心O。在本体5-1左端内侧附近有环状凸起5-2。该环状凸起5-2具有凸起直径d4和轴向长度L6。该环状凸起5-2的左侧面与短圆弧凹型球面5-3的预设球心O的垂直距离为短圆弧球心预设距离L，以下简称预设距离L。该预设距离L具有规定的最大尺寸和最小尺寸。由于该零件5的短圆弧凹型球面5-3的圆心角一般小于60°，球形弧面太短，通常的量规不能测量其预设半径SR1 和预设距离L。同时，由于该零件5的整体长度一般在3米以上，就是在机床上加工完成后，再取下来采用普通的三坐标测量机也不能进行测量。因此，该零件5的预设半径SR1和预设距离L的测量已成为检测难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种测量准确、效率较高的测量长轴零件的短圆弧凹球形端面尺寸的量规。

为解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案；

一种测量长轴零件的短圆弧凹球形端面尺寸的量规，包括测量轴和定位套：

所述测量轴由球头端、过渡轴和手柄依次构成，所述球头端和过渡轴同轴线；

所述球头端具有凸球形面和球头端直径，所述凸球形面具有半径及球心；所述凸球形面与零件的短圆弧凹型球面的形状尺寸相等，所述凸球形面的半径与零件的预设半径相等，所述凸球形面的球心位于手柄上，并位于球头端和过渡轴的同轴线上；

所述过渡轴具有过渡轴直径和过渡轴轴向长度，其右端面为与过渡轴的轴线垂直的测量面；

所述凸球形面的球心与过渡轴的测量面之间形成垂直距离；

所述定位套包括套体和在套体内同轴心相互贯通、轴向截面呈台阶状且从左至右依次排列的第一定位孔、第二定位孔和过渡孔；

所述第一定位孔的直径稍微大于零件的凸起直径；

所述第二定位孔的直径稍微大于零件的本体直径，其轴向长度大于零件的环状凸起的右端面至本体的右端的垂直距离与测量轴的球头端的右端面至其左端的垂直距离之和；

所述过渡孔的直径与厚度相等，并稍微大于测量轴的过渡轴的过渡轴直径；

所述定位套的套体的右端面为右侧定位面；

所述套体上设有四个径向通孔，该四个径向通孔均匀分布、位于第一定位孔处，每个径向通孔内分别装有套管，每个套管均具有内孔并在该内孔内均分别装有与其微间隙滑动配合的下端可移动伸入第一定位孔中的定位轴；每个套管的内孔的右内壁至第二定位孔的左端的轴向距离大于零件的环状凸起的轴向长度、至套体的右侧定位面的横向垂直距离与测量轴的球心到其测量面的垂直距离之和与零件的预设距离相等； 

所述测量轴的过渡轴的过渡轴轴向长度大于定位套的过渡孔的轴向长度；

所述测量轴的球头端位于定位套的第二定位孔内，其过渡轴套装于定位套的过渡孔。

优选地，所述每个套管的内孔的右内壁至第二定位孔的左端的轴向距离大于零件的环状凸起的轴向长度2mm左右。

优选地，所述定位套的第一定位孔的直径大于零件的凸起直径0.005～0.01mm。

优选地，所述定位套的第二定位孔的直径大于零件的本体直径0.005～0.01mm。

优选地，所述定位套的过渡孔的直径大于测量轴1的过渡轴的过渡轴直径0.003～0.006mm。

优选地，所述每个定位轴与每个套管的间隙为0.002～0.005mm。

优选地，所述每个定位轴的直径相同，均为8～12mm。

优选地，所述每个定位轴的直径为10mm。 

优选地，所述测量轴的手柄上设有网纹。

本发明要解决的另一个问题是提供一种利用上述量规测量长轴零件的短圆弧凹球形端面尺寸的方法。

为解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案；

一种测量长轴零件的短圆弧凹球形端面尺寸的方法，其特征在于：包括如下步骤；

将测量轴的球头端放于定位套的第二定位孔内，使其过渡轴套装于定位套的过渡孔中；

在测量轴的凸球形面上均匀涂抹0.5μm厚的红丹；

将定位套套装在加工后未从机床上取下的零件上，使零件的环状凸起的右端与第一定位孔的右端贴合，并使定位套的每个定位轴插入零件的环状凸起的左侧；

向右端移动定位套，使其定位轴的右侧与零件的环状凸起的左端接触；

向左移动测量轴，使其凸球形面与零件的短圆弧凹型球面接触；

判断零件的预设距离是否合格，向零件方向用力旋转球形轴180°以上；采用百分表测量测量轴的测量面与定位套的右侧定位面之间的轴向距离尺寸，如果该轴向距离尺寸为零、或者介于零件的预设距离的最大尺寸与最小尺寸之差之间，判断零件的预设距离合格；如果该轴向距离尺寸大于零件的预设距离的最大值和最小值之差，判断零件的预设距离不合格；

判断零件的预设半径是否合格，将量规取下，观察测量轴的凸球形面与零件的短圆弧凹型球面接触率是否为100%，如果短圆弧凹型球面上没有布满红丹，则该接触率小于100%，判断零件的预设半径不合格，如果短圆弧凹型球面上布满红丹，则该接触率为100%，判断零件的预设半径合格。

与现有技术相比，本发明包含如下有益效果；

1、本量规和方法可以在机床上使用，准确度和工作效率均较高。

2、本量规的测量轴的凸球形面与零件的短圆弧凹型球面的形状尺寸相等，半径与零件的预设半径相等，使本量规能够测量出零件的预设距离是否合格和预设半径是否合格。

3、本量规定位套的每个套管均具有内孔并在该内孔内均分别装有与其微间隙滑动配合的下端可移动伸入第一定位孔中的定位轴；每个套管的内孔的右内壁至第二定位孔的左端的轴向距离大于零件的环状凸起的轴向长度、至套体的右侧定位面的横向垂直距离与测量轴的球心到其测量面的垂直距离之和与零件的预设距离相等，因而能够将零件的短圆弧凹型球面的预设距离转换为测量定位套的右侧定位面到测量轴的测量面之间的轴向距离，测量方便准确。

附图说明

图1是长轴零件部分结构示意图；

图2是本发明量规的结构示意图；

图3是测量轴的结构示意图；

图4是定位套的结构示意图；

图5是图4的剖视示意图；

图6是本发明测量长轴零件的短圆弧凹球形端面尺寸时的工作示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图2，本发明的测量长轴零件的短圆弧凹球形端面尺寸的量规，包括测量轴1和定位套2：参见图书室和图3，从图3可见，所述测量轴1由球头端1-1、过渡轴1-2和手柄1-3依次构成，所述球头端1-1和过渡轴1-2同轴线；所述球头端1-1具有凸球形面1-4和球头端直径d2，所述凸球形面1-4具有半径SR2及球心O1；所述凸球形面1-4与零件5的短圆弧凹型球面5-3的形状尺寸相等，所述凸球形面1-4的半径SR2与零件5的预设半径SR1相等，所述凸球形面1-4的球心O1位于手柄1-3上，并位于球头端1-1和过渡轴1-2的同轴线上；所述过渡轴1-2具有过渡轴直径d1和过渡轴轴向长度L7，其右端面为与过渡轴1-2的轴线垂直的测量面C；所述凸球形面1-4的球心O1与过渡轴1-2的测量面C之间形成垂直距离L1。参见图2、图4和图5，从图4和图5可见，所述定位套2包括套体2-0和在套体2-0内同轴心相互贯通、轴向截面呈台阶状且从左至右依次排列的第一定位孔2-1、第二定位孔2-2和过渡孔2-3；所述第一定位孔2-1的直径D1稍微大于零件5的凸起直径d4；所述第二定位孔2-2的直径D2稍微大于零件5的本体直径d3，其轴向长度L8大于零件5的环状凸起5-2的右端面至本体5-1的右端的垂直距离与测量轴1的球头端1-1的右端面至其左端的垂直距离之和；所述过渡孔2-3的直径D与厚度L3相等，并稍微大于测量轴1的过渡轴1-2的过渡轴直径d1；所述定位套2的套体2-0的右端面为右侧定位面A；所述套体2-0上设有四个径向通孔2-4，该四个径向通孔2-4均匀分布、位于第一定位孔2-1处，每个径向通孔2-4内分别装有套管3，每个套管3均具有内孔并在该内孔内均分别装有与其微间隙滑动配合的下端可移动伸入第一定位孔2-1中的定位轴4；每个套管3的内孔的右内壁至第二定位孔2-2的左端的轴向距离L5大于零件5的环状凸起5-2的轴向长度L6、至套体2-0的右侧定位面A的横向垂直距离L2与测量轴1的球心O1到其测量面C的垂直距离L1之和与零件5的预设距离L相等；所述测量轴1的过渡轴1-2的过渡轴轴向长度L7大于定位套2的过渡孔2-3的轴向长度L3；所述测量轴1的球头端1-1位于定位套2的第二定位孔2-2内，其过渡轴1-2套装于定位套2的过渡孔2-3内。这样一来，本发明量规就能够采用百分表测量测量轴1的测量面C与定位套2的右侧定位面A之间的轴向距离尺寸，准确判断零件5的预设距离L是否合格，并通过观察测量轴1的凸球形面1-4与零件5的短圆弧凹型球面5-3的接触率是否为100%，准确判断零件5的预设半径SR1是否合格。上述判断零件5的预设距离L是否合格以及判断零件5的预设半径SR1是否合格的具体过程，在下面的说明利用本发明量规测量长轴零件的短圆弧凹球形端面尺寸的方法中具体说明。

所述每个套管3的内孔的右内壁至第二定位孔2-2的左端的轴向距离L5大于零件5的环状凸起5-2的轴向长度L62mm左右。这样便于量规测量零件5时不产生干涉。

所述定位套2的第一定位孔2-1的直径D1大于零件5的凸起直径d4 0.005～0.01mm。这样既能使零件5的环状凸起5-2装入定位套2的第一定位孔2-1中，又能保证两者的轴线之间偏差较小。

所述定位套2的第二定位孔2-2的直径D2大于零件5的本体直径d30.005～0.01mm。这样既能使零件5的本体5-1装入定位套2的第二定位孔2-2中，又能保证两者的轴线之间偏差较小。

所述定位套2的过渡孔2-3的直径D大于球形轴1的过渡轴1-2的过渡轴直径d10.003～0.006mm。这样能够保证测量轴1的过渡轴1-2能在定位套2的过渡孔2-3内微间隙滑动配合，便于使用与操作。

所述每个定位轴4与每个套管3的间隙为0.002～0.005mm。这使得第个定位轴4与每个套管3的配合为微间隙滑动配合，并能够保证每个定位轴4的右侧与零件5的环状凸起5-2的左侧面定位准确。

所述每个定位轴4的直径d相同，均为8～12mm。这就能够保证测量时，任何一个定位轴4都能插入任何一个套管内，使得使用方便。

所述每个定位轴4的直径d为10mm。这就能够更好地保证测量时，任何一个定位轴4都能插入任何一个套管内，使得使用方便。

 从图3可见，所述测量轴1的手柄1-3上设有网纹。这使得使用时，手柄1-3握持容易，不会滑落。

参见图6，本发明的测量长轴零件的短圆弧凹球形端面尺寸的方法，包括如下步骤；

将测量轴1的球头端1-1放于定位套2的第二定位孔2-2内，使其过渡轴1-2套装于定位套2的过渡孔2-3中；

在测量轴1的凸球形面1-4上均匀涂抹0.5μm厚的红丹；

将定位套2套装在加工后未从机床上取下的零件5上，使零件5的环状凸起5-2的右端与第一定位孔2-1的右端贴合，并使定位套2的每个定位轴4插入零件5的环状凸起5-2的左侧；

向右端移动定位套2使其定位轴4的右侧与零件5的环状凸起5-2的左端接触；

向左移动测量轴1，使其凸球形面1-4与零件5的短圆弧凹型球面5-3接触；

判断零件5的预设距离L是否合格，向零件5方向用力旋转测量轴1180°以上；采用百分表测量测量轴1的测量面C与定位套2的右侧定位面A之间的轴向距离尺寸，如果该轴向距离尺寸为零、或者介于零件5的预设距离L的最大尺寸与最小尺寸之差之间，判断零件5的预设距离L合格；如果该轴向距离尺寸大于零件5的预设距离L的最大值和最小值之差，判断零件5的预设距离L不合格（这时，可以根据该轴向距离尺寸，直接进刀，确保零件100%合格）；

判断零件5的预设半径SR1是否合格，将量规取下，观察测量轴1的凸球形面1-4与零件5的短圆弧凹型球面5-3的接触率是否为100%，如果短圆弧凹型球面5-3上没有布满红丹，则该接触率小于100%，判断零件5的预设半径SR1不合格，如果短圆弧凹型球面5-3上布满红丹，则该接触率为100%，判断零件5的预设半径SR1合格（由于零件球形的圆心角一般小于60°，因此要求100%接触）。

Claims (10)

1.一种测量长轴零件的短圆弧凹球形端面尺寸的量规，包括测量轴（1）和定位套（2），其特征在于：

所述测量轴（1）由球头端（1-1）、过渡轴（1-2）和手柄（1-3）依次构成，所述球头端（1-1）和过渡轴（1-2）同轴线；

所述球头端（1-1）具有凸球形面（1-4）和球头端直径（d2），所述凸球形面（1-4）具有半径（SR2）及球心（O1）；所述凸球形面（1-4）与零件（5）的短圆弧凹型球面（5-3）的形状尺寸相等，所述凸球形面（1-4）的半径（SR2）与零件（5）的预设半径SR1相等，所述凸球形面（1-4）的球心（O1）位于手柄（1-3）上，并位于球头端（1-1）和过渡轴（1-2）的同轴线上；

所述过渡轴（1-2）具有过渡轴直径（d1）和过渡轴轴向长度（L7），其右端面为与过渡轴（1-2）的轴线垂直的测量面（C）；

所述凸球形面（1-4）的球心（O1）与过渡轴（1-2）的测量面（C）之间形成垂直距离（L1）；

所述定位套（2）包括套体（2-0）和在套体（2-0）内同轴心相互贯通、轴向截面呈台阶状且从左至右依次排列的第一定位孔（2-1）、第二定位孔（2-2）和过渡孔(2-3)；

所述第一定位孔（2-1）的直径（D1）稍微大于零件（5）的凸起直径（d4）；

所述第二定位孔（2-2）的直径（D2）稍微大于零件（5）的本体直径（d3），其轴向长度（L8）大于零件（5）的环状凸起（5-2）的右端面至本体（5-1）的右端的垂直距离与测量轴（1）的球头端（1-1）的右端面至其左端的垂直距离之和；

所述过渡孔(2-3)的直径（D）与厚度（L3）相等，并稍微大于测量轴（1）的过渡轴（1-2）的过渡轴直径（d1）；

所述定位套（2）的套体（2-0）的右端面为右侧定位面（A）；套体（2-0）上设有四个径向通孔（2-4），该四个径向通孔（2-4）均匀分布、位于第一定位孔（2-1）处，每个径向通孔（2-4）内分别装有套管（3），每个套管（3）均具有内孔并在该内孔内均分别装有与其微间隙滑动配合的下端可移动伸入第一定位孔（2-1）中的定位轴（4）；每个套管（3）的内孔的右内壁至第二定位孔（2-2）的左端的轴向距离（L5）大于零件（5）的环状凸起（5-2）的轴向长度（L6）、至套体（2-0）的右侧定位面（A）的横向垂直距离（L2）与测量轴（1）的球心（O1）到其测量面（C）的垂直距离（L1）之和与零件（5）的预设距离（L）相等；

所述测量轴（1）的过渡轴（1-2）的过渡轴轴向长度（L7）大于定位套（2）的过渡孔（2-3）的轴向长度（L3）；

所述测量轴（1）的球头端（1-1）位于定位套（2）的第二定位孔（2-2）内，其过渡轴（1-2）套装于定位套（2）的过渡孔（2-3）内。

2.根据权利要求1所述的测量长轴零件的短圆弧凹球形端面尺寸的量规，其特征在于：所述每个套管（3）的内孔的右内壁至第二定位孔（2-2）的左端的轴向距离（L5）大于零件（5）的环状凸起（5-2）的轴向长度（L6）2mm左右。

3.根据权利要求1所述的测量长轴零件的短圆弧凹球形端面尺寸的量规，其特征在于：所述定位套(2)的第一定位孔（2-1）的直径（D1）大于零件（5）的凸起直径（d4） 0.005～0.01mm。

4.根据权利要求1所述的测量长轴零件的短圆弧凹球形端面尺寸的量规，其特征在于：所述定位套(2)的第二定位孔（2-2）的直径（D2）大于零件（5）的本体直径（d3）0.005～0.01mm。

5.根据权利要求1所述的测量长轴零件的短圆弧凹球形端面尺寸的量规，其特征在于：所述定位套(2)的过渡孔（2-3）的直径（D）大于球形轴（1）的过渡轴（1-2）的过渡轴直径（d1）0.003～0.006mm。

6.根据权利要求1所述的测量长轴零件的短圆弧凹球形端面尺寸的量规，其特征在于：所述每个定位轴（4）与每个套管（3）的间隙为0.002～0.005mm。

7.根据权利要求1所述的测量长轴零件的短圆弧凹球形端面尺寸的量规，其特征在于：所述每个定位轴（4）的直径（d）相同，均为8～12mm。

8.根据权利要求7所述的测量长轴零件的短圆弧凹球形端面尺寸的量规，其特征在于：所述每个定位轴（4）的直径（d）为10mm。

9.根据权利要求1所述的测量长轴零件的短圆弧凹球形端面尺寸的量规，其特征在于：所述球形轴（1）的手柄（1-3）上设有网纹。

10.一种利用权利要求1至9中任一项所述的量规测量长轴零件的短圆弧凹球形端面尺寸的方法，其特征在于：包括如下步骤；

将测量轴（1）的球头端（1-1）放于定位套（2）的第二定位孔（2-2）内，使其过渡轴（1-2）套装于定位套（2）的过渡孔（2-3）中；

在测量轴（1）的凸球形面（1-4）上均匀涂抹0.5μm厚的红丹；

将定位套（2）套装在加工后未从机床上取下的零件（5）上，使零件（5）的环状凸起（5-2）的右端与第一定位孔（2-1）的右端贴合，并使定位套（2）的每个定位轴（4）插入零件（5）的环状凸起（5-2）的左侧；

向右端移动定位套（2），使其定位轴（4）的右侧与零件（5）的环状凸起（5-2）的左端接触；

向左移动测量轴（1），使其凸球形面（1-4）与零件（5）的短圆弧凹型球面（5-3）接触；

判断零件（5）的预设距离（L）是否合格，向零件（5）方向用力旋转测量轴（1）180°以上；采用百分表测量测量轴（1）的测量面（C）与定位套（2）的右侧定位面（A）之间的轴向距离尺寸，如果该轴向距离尺寸为零、或者介于零件（5）的预设距离（L）的最大尺寸与最小尺寸之差之间，判断零件（5）的预设距离（L）合格；如果该轴向距离尺寸大于零件（5）的预设距离（L）的最大值和最小值之差，判断零件（5）的预设距离（L）不合格；

判断零件（5）的预设半径（SR1）是否合格，将量规取下，观察测量轴（1）的凸球形面（1-4）与零件（5）的短圆弧凹型球面（5-3）的接触率是否为100%，如果短圆弧凹型球面（5-3）上没有布满红丹，则该接触率小于100%，判断零件（5）的预设半径（SR1）不合格，如果短圆弧凹型球面（5-3）上布满红丹，则该接触率为100%，判断零件（5）的预设半径（SR1）合格。

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