CN104279928B - 一种动力转向器转向活塞螺母螺道位置测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动力转向器转向活塞螺母螺道位置测量装置及测量方法，测量装置包括定位架及定位轴，所述定位架的上部设有V形的定位槽，被检测的活塞螺母定位于定位槽内，所述定位轴插入活塞螺母内孔，所述定位轴一端设有定位凸缘，所述定位凸缘内端面与活塞螺母端面贴合，所述定位凸缘的上部设有定位轴测量平面，所述定位轴上设有与定位轴垂直的定位销，所述定位销中心与定位凸缘内端面的距离为螺母螺道位置的标准值，所述定位销与定位轴之间设有弹簧，所述定位销的头部在弹簧的弹性作用下与活塞螺母螺道弹性咬合。本发明的动力转向器转向活塞螺母螺道位置测量装置，结构简单，制造成本低，而通过该测量装置进行测量的方法，方便快捷。

Description

一种动力转向器转向活塞螺母螺道位置测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及动力转向器转向活塞螺母螺道位置测量装置及方法。

背景技术

目前由于动力转向器零件加工精度要求越来越高，对活塞螺母螺道相对于导管的位置在零件检验时也相应提出了新的检测项目。在活塞螺母设计时，导管安装孔中心相对于端面的距离为一固定值(如图1所示，在本专利中定义为活塞螺母3的螺母螺道位置A)，并且要求螺道的圆弧中心在螺母中心截面上达到这一距离，以使螺母的螺道与导管安装孔对称。导管安装孔中心相对于端面的距离可以方便有效的测量，但螺道圆弧中心距端面的距离则不容易测量，因为螺道圆弧中心是一条螺旋线，在不同的角度有不同的位置，螺道的截面为双圆弧曲线，使用普通的检测方法无法测量其精确位置，而在加工过程中，由于刀具及夹具的调整、更换等变动，从而导致螺道位置与端面的相对位置也发生改变，而且在每次调试或换刀后都要试切削几次才能校对好螺道圆弧中心到端面的距离，即使是将工件拿上三坐标测理仪检测也不能准确测量出该位置，因为三维坐标测量仪上也无法准确定位活塞螺母螺道圆弧中心的位置，现在是通过解剖后测量螺道圆弧中心到端面的距离，对生产效率及生产生本造成了很大的浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种动力转向器转向活塞螺母螺道位置测量装置及测量方法，能够方便快捷的检测动力转向器转向活塞螺母螺道位置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种动力转向器转向活塞螺母螺道位置测量装置，包括定位架及定位轴，所述定位架的上部设有V形的定位槽，被检测的活塞螺母定位于定位槽内，所述定位轴插入活塞螺母内孔，所述定位轴一端设有定位凸缘，所述定位凸缘内端面与活塞螺母端面贴合，所述定位凸缘的上部设有定位轴测量平面，所述定位轴上设有与定位轴垂直的定位销，所述定位销中心与定位凸缘内端面的距离为螺母螺道位置的标准值，所述定位销与定位轴之间设有弹簧，所述定位销的头部在弹簧的弹性作用下与活塞螺母螺道弹性咬合。

优选的，所述定位架安装于底板上，所述底板上设有至少两条平行的T型滑槽，所述定位架底部设有与T型滑槽滑动配合的T型头，所述定位架顶部设有压紧活塞螺母的压紧机构。

优选的，所述定位架由两块半V型槽块组成，两块半V型槽块安装于T型滑槽内，所述两块半V型槽块底部设有向侧面突出的固定板。

优选的，所述定位架由压板固定于底板上，所述压板两端压紧在相邻两定位架的固定板上，在两定位架之间设有螺栓将压板与底板固定。

此外，本发明提供了一种动力转向器转向活塞螺母螺道位置测量方法，有如下步骤：

1)安装被测工件：将定位轴插入被检测的活塞螺母内孔内，并使定位凸缘内端面与活塞螺母端面贴合，在弹簧的弹性作用下，定位销的头部与活塞螺母螺道弹性咬合；

2)定位被测工件：将插入有定位轴的被检测活塞螺母放在定位槽内，并使活塞螺母螺道测量基准面向上，然后将定位架放在标准平板上，高度尺装上百分表，在标准平板上平行移动高度尺，使百分表测头测量活塞螺母螺道测量基准面，将活塞螺母螺道测量基准面调至水平，并固定；

3)测量被测工件：在标准平板上用高度尺装上百分表，调节百分表高度，使百分表测头测量在定位轴测量平面上，平行移动高度尺，测出测量平面的高度差；

4)计算评判标准：根据活塞螺母要求的螺距P及螺母螺道位置的距离误差L，可以算出定位轴在测量时偏转角度α的误差为：α＝L÷P×360°；而通过定位轴将角度误差转换为高度差时，则高度差的最大值h为：式中R：定位轴测量处半径；H：定位轴测量平面至定位轴中心距离；

5)评判是否合格：以被测活塞螺母实际测得测量平面高度差与要求的高度差最大值作对比来评判被测活塞螺母的螺母螺道位置是否合格。

本发明通过定位轴及定位轴上的定位销及弹簧，准确定位出活塞螺母加工出的螺道位置，并通过螺道的螺旋角度，将加工出的螺道位置误差转换成角度误差，再通过定位轴上的平面将角度误差转换为比较方便测量的高度差，从而达到测量螺母加工时螺道位置的目的。

因此，本发明的动力转向器转向活塞螺母螺道位置测量装置，结构简单，制造成本低，而通过该测量装置进行测量的方法，方便快捷，根据同类型的活塞螺母不同的参数设计出不同的测量工具，用同样的方式方法不但可以测量活塞螺母螺道位置，而且可以解决活塞螺母螺道与端面位置偏差量的大小及方向问题，为活塞螺母加工时的调整困难找到了解决的方法。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

图1为动力转向器转向活塞螺母的示意图；

图2为动力转向器转向活塞螺母螺道位置测量装置实施例1立体图；

图3为动力转向器转向活塞螺母螺道位置测量装置实施例1侧面示意图；

图4为动力转向器转向活塞螺母螺道位置测量装置实施例1剖面示意图；

图5为定位轴加工要求示意图；

图6为定位凸缘加工要求示意图；

图7为动力转向器转向活塞螺母螺道位置测量装置实施例2立体图；

图8为动力转向器转向活塞螺母螺道位置测量装置实施例2中半V型槽块结构示意图。

具体实施方式

如图2至图4所示，一种动力转向器转向活塞螺母螺道位置测量装置的实施例1，包括定位架1及定位轴2，所述定位架1的上部设有V形的定位槽10，被检测的活塞螺母3定位于定位槽10内，所述定位轴2插入活塞螺母3内孔，所述定位轴2一端设有定位凸缘21，所述定位凸缘21内端面与活塞螺母端面贴合，所述定位凸缘21的上部设有定位轴测量平面22，所述定位轴2上设有与定位轴垂直的定位销24，所述定位销中心与定位凸缘内端面的距离为螺母螺道位置A的标准值，所述定位销与定位轴之间设有弹簧23，所述定位销的头部在弹簧的弹性作用下与活塞螺母螺道弹性咬合。

在安装定位轴时，将定位轴放入活塞螺母内孔后，还要将定位轴的定位凸缘内端面与活塞螺母端面贴合，并且定位销要与加工出的螺道圆弧咬合，定位轴与活塞螺母的内孔也是小间隙配合的，通过以上的定位，就可以将螺母螺道位置转化到定位轴上，另外，如图2所示，要使活塞螺母螺道测量基准面B向上保持基本水平以便于进行测量。

如图7和图8所示，一种动力转向器转向活塞螺母螺道位置测量装置的实施例2，其与实施例1的不同在于，所述定位架1安装于底板4上，所述底板4上设有至少两条平行的T型滑槽41，所述定位架1底部设有与T型滑槽滑动配合的T型头15，所述定位架顶部设有压紧活塞螺母的压紧机构13。所述定位架由两块半V型槽块11组成，两块半V型槽块安装于T型滑槽内，所述两块半V型槽块底部设有向侧面突出的固定板14。所述定位架由压板42固定于底板上，所述压板两端压紧在相邻两定位架的固定板上，在两定位架之间设有螺栓43将压板与底板固定。所述压板与固定板之间设有凹凸咬合结构以将定位架有效固定在底板上。所述定位槽两侧定位斜面12上设有防滑槽以防止活塞螺母滑动。

在本实施例中，多个定位架1安装于底板4上，因此可以同时定位多个活塞螺母，定位架1由两块半V型槽块11组成，两块半V型槽块安装于T型滑槽41内，沿T型滑槽滑动两块半V型槽块11，可以用于调整定位槽定位斜面之间的间距，在调整间距的同时也在调整活塞螺母放置在定位斜面上的高度，这样就能实现定位多种规格的活塞螺母，不用频繁更换定位架，而且通过压紧机构13压紧定位后不同规格的活塞螺母外圆面都能贴合在定位槽的定位斜面上，起到良好的固定效果。

使用上述动力转向器转向活塞螺母螺道位置测量装置进行测量的方法包括如下步骤：

1)安装被测工件：将定位轴插入被检测的活塞螺母内孔内，并使定位销与螺母螺道相吻合，在弹簧的弹性作用下，定位销的头部与活塞螺母螺道弹性咬合，施转定位轴，在定位销与螺母螺道咬合力的作用下，使定位轴拧入螺母内孔内，直至定位凸缘内端面与活塞螺母端面紧密贴合；

2)定位被测工件：将插入有定位轴的被检测活塞螺母放在定位槽内，并使活塞螺母螺道测量基准面向上，然后将定位架放在标准平板上，高度尺装上百分表，在标准平板上平行移动高度尺，使百分表测头测量活塞螺母螺道测量基准面，将活塞螺母螺道测量基准面调至水平，并固定；

3)测量被测工件：在标准平板上用高度尺装上百分表，调节百分表高度，使百分表测头测量在定位轴测量平面上，平行移动高度尺，测出测量平面的高度差，并记录下来；

4)计算评判标准：根据活塞螺母要求的螺距P及螺母螺道位置误差L，可以算出定位轴在测量时偏转角度α的误差为：α＝L÷P×360°；而通过定位轴将角度误差转换为高度差时，则高度差的最大值h为：式中R：定位轴测量处半径；H：定位轴测量平面至定位轴中心距离；

5)评判是否合格：以被测活塞螺母实际测得测量平面高度差与要求螺母螺道圆弧中心至端面距离经过测算所得的高度差最大值作对比来评判被测活塞螺母螺道距端面位置是否合格，

5.1如果被测活塞螺母实际测得测量平面高度差为0，则被测螺母螺道位置为理论值；

5.2如果被测活塞螺母实际测得测量平面高度差小于螺母螺道圆弧中心至端面距离经过测算所得的高度差最大值，则被测螺母螺道位置为合格；

5.3如果被测活塞螺母实际测得测量平面高度差大于螺母螺道圆弧中心至端面距离经过测算所得的高度差最大值，则被测螺母螺道位置为不合格。

在计算评判标准及评判是否合格时根据活塞螺母规格的不同对应调整数据：具体的，以要求螺距11.5mm及螺母螺道位置误差0.1mm为例，如图5和图6所示，要按标准要求加工出定位轴，在计算评判标准时，首先，算出定位轴在测量时偏转角度α的误差为：

α＝0.1÷11.5×360°＝3.1304°；

而通过定位轴将角度误差转换为高度差时，则高度差的最大值h为：

$h=tg\left(\mathrm{\α}\right)\×2\sqrt{R^2-H^2}=0.05469\×2\×\sqrt{{30}^2-{20}^2}=2.446mm$

式中R：定位轴测量处半径，制作时为30；

H：定位轴测量平面至中心距离，制作时为20；

则螺距为11.5的螺母螺道位置的误差0.1的评判标准为定位轴测量平面两端高度差≤2.446mm。

同理，如果测量出了定位轴测量面两端的高度差，也可以推算出活塞螺母螺道圆弧中心距离端面的实际距离，以方便刀具及夹具的调整，提高加工精度及效率；如：测得定位轴测量面两端的高度差为4.25mm，则定位轴的偏转角度为：

则活塞螺母螺道圆弧中心到端面的距离误差为：

$\frac{5.4287}{360}\×11.5=0.173mm$

由于定位轴上的定位销中心到定位凸缘内端面的距离为设计理论值，因此，根据被测活塞螺母实际测得测量平面高度差，可以计算出螺母螺道位置误差，然后推算出活塞螺母的螺母螺道位置实际值，最后进行刀具及夹具的调整。

仍以上述实施例中的数值为例，如果实际加工出的螺母螺道圆弧中心到端面的距离与设计理论值相差了0.173mm，而活塞螺母螺道圆弧中心到端面距离的长短则可以通过定位轴测量面两端的高低方向及活塞螺母螺道的旋向加以判断，具体判断方法见下表：

螺母螺道位置测量计算符号附表

例如：螺母螺道旋向为左旋，而定位轴测量面为左边高右边低，测量出的螺母螺道圆弧中心到端面的距离与设计理论值相差0.173mm，则螺母螺道圆弧中心到端面的实际距离为11.5+0.173＝11.673mm。如果上述螺母螺道的旋向为右旋，其它情况不变，则螺母螺道圆弧中心到端面的实际距离为11.5-0.173＝11.327mm。

通过以上的测量方法，可以很方便的测算出加工时螺母螺道圆弧中心到端面的实际距离，为调整刀具及夹具提供了数据依据。在调整时，夹具位置保持不变，只需要调整刀具的位置即可，由于加工的螺母螺道为一条螺旋线，而工件位置保持不变，只需要根据上述测量出的螺母螺道圆弧中心到端面距离的实际距离，将刀具加工时的起始位置进行相应修改即可，例如：测得的实际距离为11.673mm，则将刀具加工时的起始位置向右端调整11.673-11.5＝0.173mm即可。

Claims (4)

1.一种动力转向器转向活塞螺母螺道位置测量装置，其特征在于：包括定位架及定位轴，所述定位架的上部设有V形的定位槽，被检测的活塞螺母定位于定位槽内，所述定位轴插入活塞螺母内孔，所述定位轴一端设有定位凸缘，所述定位凸缘内端面与活塞螺母端面贴合，所述定位凸缘的上部设有定位轴测量平面，所述定位轴上设有与定位轴垂直的定位销，所述定位销中心与定位凸缘内端面的距离为螺母螺道位置的标准值，所述定位销与定位轴之间设有弹簧，所述定位销的头部在弹簧的弹性作用下与活塞螺母螺道弹性咬合。

2.根据权利要求1所述的一种动力转向器转向活塞螺母螺道位置测量装置，其特征在于：所述定位架安装于底板上，所述底板上设有至少两条平行的T型滑槽，所述定位架底部设有与T型滑槽滑动配合的T型头，所述定位架顶部设有压紧活塞螺母的压紧机构。

3.根据权利要求2所述的一种动力转向器转向活塞螺母螺道位置测量装置，其特征在于：所述定位架由两块半V型槽块组成，两块半V型槽块安装于T型滑槽内，所述两块半V型槽块底部设有向侧面突出的固定板。

4.根据权利要求3所述的一种动力转向器转向活塞螺母螺道位置测量装置，其特征在于：所述定位架由压板固定于底板上，所述压板两端压紧在相邻两定位架的固定板上，在两定位架之间设有螺栓将压板与底板固定。