CN104440394B - 一种滑枕内孔同轴精度在线测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滑枕内孔同轴精度在线测量装置，包括固定机构和安装在固定机构上的测量机构，测量机构包括千分表、传感块、支撑套、顶销、活动杆和探针，其活动杆实质上是以定位销的中心为支点的杠杆，其一端连接有顶销，另一端连接有探针，顶销与探针分别位于活动杆中心线的两侧，该杠杆结构的活动杆可避免测量装置安装过程中探针伸入滑枕内孔时的损坏，更好地保护探针。本发明测量操作安全、高效、便捷，可直接在加工机床上在线测量使用，无需吊装滑枕，其测量误差在0.1mm以内，完全能满足日常生产要求，可大幅提高机床加工效率，确保机床加工精度。

Description

一种滑枕内孔同轴精度在线测量装置

技术领域

本发明涉及一种机床零部件的精度测量装置，具体是一种滑枕内孔同轴精度在线测量装置。

背景技术

滑枕是构造机床组成的一个重要零部件，其广泛应用于铣床、镗床及立式车床等机床结构中。由于滑枕内部需要搭载主轴及电机部的传动机构，因此对于其内部支撑孔的同轴精度要求较高。然而，目前还没有专用于测量滑枕内孔同轴精度的装置。现有的滑枕内孔同轴精度的测量，以前端孔和后端孔的同轴度测量为例，其测量过程为：通过机床上配备的红外探头，测量精镗后前端孔的中心位置，记录此时其机床X，Y轴坐标为X1，Y1；再测量后端孔的中心位置，记录其X，Y轴坐标为X2，Y2；然后换算出前后孔的同轴度差值。而对于中心孔来说，由于滑枕内部型腔孔深度大，探头无法测量，只能在装配后才能确认其同轴度差值。因此目前测量滑枕内孔同轴精度时，往往需要将滑枕从加工设备上整体吊装下来后，再用专用工装或者仪器测量。若遇零件精度不合格的情况，还需再次重新装夹、返修，费时费力，严重耽误生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种可直接在加工机床上测量使用的滑枕内孔同轴精度在线测量装置，其使用安全、高效、便捷，测量误差小，可大幅提高机床加工效率，确保机床加工精度。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种滑枕内孔同轴精度在线测量装置，包括固定机构和安装在所述的固定机构上的测量机构，所述的测量机构包括千分表、传感块、支撑套、顶销、活动杆和探针，所述的支撑套的前端安装有表座，所述的千分表安装在所述的表座上，所述的千分表位于所述的支撑套的一侧，所述的顶销穿设在所述的支撑套的另一侧的侧壁上，所述的顶销的头部与所述的支撑套的外表面之间安装有第一弹簧，所述的活动杆通过一定位销安装在所述的支撑套的内腔，所述的活动杆的一端开设有第一径向通孔和第二径向通孔，所述的第二径向通孔设置在所述的定位销和所述的第一径向通孔之间，所述的顶销的端部固定在所述的第一径向通孔的一端，所述的传感块的一端固定在所述的第一径向通孔的另一端，所述的传感块的另一端正对所述的千分表的测头，所述的支撑套的靠近所述的传感块的侧壁上穿设有弹簧固定销，所述的弹簧固定销的一端伸入所述的第二径向通孔内，所述的活动杆与所述的支撑套之间安装有第二弹簧，所述的第二弹簧固定在所述的弹簧固定销的外侧，所述的活动杆的另一端可拆卸地安装有所述的探针，所述的探针的中心线与所述的活动杆的中心线垂直，所述的支撑套安装在所述的固定机构上，所述的固定机构安装在滑枕上。活动杆实质上是以定位销的中心为支点的杠杆，其一端连接有顶销，另一端连接有探针，顶销与探针分别位于活动杆中心线的两侧。首先可进行前端孔的直径测量：选择与前端孔孔径相匹配的探针并安装在活动杆上，将本发明测量装置在滑枕上安装过程中，按压顶销，第一弹簧收缩，活动杆绕定位销逆时针小角度转动，使探针的端部与滑枕内壁具有一定的距离，方便探针伸入滑枕内孔测量，避免探针触及滑枕内壁受损，可更好地保护探针，而活动杆转动的同时会压缩第二弹簧，松开顶销后，第一弹簧回弹，顶销复位，同时第二弹簧回弹，活动杆复位，探针的端部接触滑枕内壁，此时可从千分表读出滑枕前端孔的直径，即为0°处的读数，再分别将测量装置转动90°、180°和270°并分别记录相应的千分表读数，将前端孔0°、90°、180°和270°处的读数分别记为Ha、La、Hb、Lb。先选择与中间孔或后端孔孔径相匹配的探针并安装在活动杆上，再采用与前端孔的直径测量方法相同的方法测量中间孔或后端孔的直径，中间孔0°、90°、180°和270°处的读数分别记为Hc、Lc、Hd、Ld，后端孔0°、90°、180°和270°处的读数分别记为He、Le、Hf、Lf。采用本发明测量滑枕内孔的同轴精度，其测量操作安全、高效、便捷，均可直接在加工机床上完成，无需吊装滑枕，其测量误差在0.1mm以内，完全能满足日常生产要求，可大幅提高机床加工效率。

以中间孔为基准孔，分别计算前端孔相对中间孔的偏差：上下方向的偏差H1＝(Hb-Ha-Hd+Hc)/2，左右方向的偏差L1＝(Lb-La-Ld+Lc)/2；后端孔相对中间孔的偏差上下方向的偏差H2＝(Hf-He-Hd+Hc)/2，左右方向的偏差L2＝(Lf-Le-Ld+Lc)/2。若计算得到的数值为正数，说明远离基准导轨；若数值为负数，说明靠近基准导轨。比较H1与H2，以及L1与L2，若两者差值较小，则说明所测量的滑枕的同轴精度高；若两者差值较大，则说明所测量的滑枕的同轴精度差。若同轴精度未达到滑枕设计的精度要求，则该滑枕需要进行返修处理。

所述的固定机构包括龙门架式结构的测量支座，所述的测量支座包括横梁以及垂直固定在所述的横梁下方的第一支座、第二支座和安装支座，所述的第一支座和所述的第二支座设置在所述的横梁的两端，所述的安装支座设置在所述的横梁的中部，所述的第一支座的底部设置有第一承靠面和与所述的第一承靠面垂直的第二承靠面，所述的第二支座的底部设置有第三承靠面，所述的支撑套垂直安装在所述的安装支座上，安装使用时第一承靠面和第三承靠面分别与滑枕两侧的基准导轨的正面相贴合，第二承靠面与基准导轨的一侧面相贴合。龙门架式结构的测量支座与滑枕的外形相适应，通过正面设置的第一承靠面和第三承靠面以及侧面设置的第二承靠面，可将测量支座平稳地安装在滑枕的基准导轨上，确保测量精度。

所述的第一支座的底部安装有第一磁力表座和第二磁力表座，所述的第一磁力表座正对所述的第一承靠面，所述的第二磁力表座正对所述的第二承靠面，所述的第二支座的底部安装有第三磁力表座，所述的第三磁力表座正对所述的第三承靠面。在第一承靠面、第二承靠面和第三承靠面的基础上，通过相应的三个磁力表座的磁力作用，可将测量支座更紧密、牢靠地固定于所测滑枕上，操作方便。

所述的第一支座的侧面设置有第一加强筋，所述的第二支座的侧面设置有第二加强筋。第一加强筋和第二加强筋可增加测量支座的强度，提高装置的安全性和可靠性。

所述的表座上安装有把手。把手的设置，方便握持和操作。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明公开的滑枕内孔同轴精度在线测量装置，其活动杆实质上是以定位销的中心为支点的杠杆，其一端连接有顶销，另一端连接有探针，顶销与探针分别位于活动杆中心线的两侧，将本发明测量装置在滑枕上安装过程中，通过按压顶销，可推动活动杆绕定位销逆时针小角度转动，使探针的端部与滑枕内壁具有一定的距离，方便探针伸入滑枕内孔测量，避免探针触及滑枕内壁受损，可更好地保护探针，而活动杆转动的同时会压缩第二弹簧，松开顶销后，第一弹簧和第二弹簧回弹，分别使顶销和活动杆复位，此时探针的端部接触滑枕内壁，从而可进行后续的测量操作。本发明测量操作安全、高效、便捷，可直接在加工机床上在线测量使用，无需吊装滑枕，其测量误差在0.1mm以内，完全能满足日常生产要求，可大幅提高机床加工效率，确保机床加工精度。

附图说明

图1为实施例测量装置的外观图；

图2为实施例测量装置的正视图；

图3为实施例测量装置的俯视图；

图4为实施例测量装置的右视图；

图5为实施例中测量机构的外观图；

图6为实施例中测量机构的结构示意图；

图7为图6中A处放大图；

图8为前端孔测量时，实施例测量装置在滑枕上安装后效果图；

图9为对应于图8的剖切示意图；

图10为中间孔测量时，实施例测量装置在滑枕上安装后效果图；

图11为后端孔测量时，实施例测量装置在滑枕上安装后效果图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1-7所示的滑枕内孔同轴精度在线测量装置，包括固定机构和安装在固定机构上的测量机构2，测量机构2包括千分表21、传感块22、支撑套23、顶销24、活动杆25和探针26，支撑套23的前端安装有表座27，表座27上安装有把手28，千分表21安装在表座27上，千分表21位于支撑套23的一侧，顶销24穿设在支撑套23的另一侧的侧壁上，顶销24的头部与支撑套23的外表面之间安装有第一弹簧31，活动杆25通过一定位销29安装在支撑套23的内腔231，活动杆25的一端开设有第一径向通孔251和第二径向通孔252，第二径向通孔252设置在定位销29和第一径向通孔251之间，顶销24的端部固定在第一径向通孔251的一端，传感块22的一端固定在第一径向通孔251的另一端，传感块22的另一端正对千分表21的测头211，支撑套23的靠近传感块22的侧壁上穿设有弹簧固定销33，弹簧固定销33的一端伸入第二径向通孔252内，活动杆25与支撑套23之间安装有第二弹簧32，第二弹簧32固定在弹簧固定销33的外侧，活动杆25的另一端可拆卸地安装有探针26，探针26的中心线与活动杆25的中心线垂直。

固定机构包括龙门架式结构的测量支座1，测量支座1包括横梁14以及垂直固定在横梁14下方的第一支座11、第二支座12和安装支座13，第一支座11和第二支座12设置在横梁14的两端，安装支座13设置在横梁14的中部，第一支座11的侧面设置有第一加强筋113，第二支座12的侧面设置有第二加强筋122，第一支座11的底部设置有第一承靠面111和与第一承靠面111垂直的第二承靠面112，第二支座12的底部设置有第三承靠面121，支撑套23垂直安装在安装支座13上，安装使用时第一承靠面111和第三承靠面121分别与滑枕5两侧的基准导轨54的正面55相贴合，第二承靠面112与基准导轨54的一侧面相贴合，第一支座11的底部安装有第一磁力表座41和第二磁力表座42，第一磁力表座41正对第一承靠面111，第二磁力表座42正对第二承靠面112，第二支座12的底部安装有第三磁力表座43，第三磁力表座43正对第三承靠面121。

活动杆25实质上是以定位销29的中心为支点的杠杆，其一端连接有顶销24，另一端连接有探针26，顶销24与探针26分别位于活动杆25中心线的两侧。首先可进行前端孔51的直径测量：选择与前端孔51孔径相匹配的探针并安装在活动杆25上，将上述测量装置在滑枕5上安装过程中，按压顶销24，第一弹簧31收缩，活动杆25绕定位销29逆时针小角度转动，使探针26的端部与滑枕5内壁具有一定的距离，方便探针26伸入滑枕5内孔测量，避免探针26触及滑枕5内壁受损，可更好地保护探针26，而活动杆25转动的同时会压缩第二弹簧32，松开顶销24后，第一弹簧31回弹，顶销24复位，同时第二弹簧32回弹，活动杆25复位，探针26的端部接触滑枕5内壁，打开第一磁力表座41、第二磁力表座42和第三磁力表座43，通过三个磁力表座的磁力作用，即可将测量装置牢固地安装在滑枕5上，测量装置在滑枕5上安装后效果图见图8和图9，此时可从千分表21读出滑枕5前端孔51的直径，即为0°处的读数，再分别将测量装置转动90°、180°和270°并分别记录相应的千分表读数，将前端孔51的0°、90°、180°和270°处的读数分别记为Ha、La、Hb、Lb，再关闭第一磁力表座41、第二磁力表座42和第三磁力表座43；然后，先选择与中间孔52或后端孔53孔径相匹配的探针并安装在活动杆25上，测量中间孔时测量装置在滑枕5上安装后效果图见图10，测量后端孔时测量装置在滑枕5上安装后效果图见图11，再采用与前端孔51的直径测量方法相同的方法测量中间孔52或后端孔53的直径，中间孔52的0°、90°、180°和270°处的读数分别记为Hc、Lc、Hd、Ld，后端孔53的0°、90°、180°和270°处的读数分别记为He、Le、Hf、Lf；最后，对上述数据进行计算，以中间孔52为基准孔，分别计算前端孔51相对中间孔52的偏差：上下方向的偏差H1＝(Hb-Ha-Hd+Hc)/2，左右方向的偏差L1＝(Lb-La-Ld+Lc)/2；后端孔53相对中间孔52的偏差上下方向的偏差H2＝(Hf-He-Hd+Hc)/2，左右方向的偏差L2＝(Lf-Le-Ld+Lc)/2。若计算得到的数值为正数，说明远离基准导轨；若数值为负数，说明靠近基准导轨。比较H1与H2，以及L1与L2，若两者差值较小，则说明所测量的滑枕的同轴精度高；若两者差值较大，则说明所测量的滑枕的同轴精度差。若同轴精度未达到滑枕设计的精度要求，则该滑枕需要进行返修处理。

Claims (5)

1.一种滑枕内孔同轴精度在线测量装置，其特征在于包括固定机构和安装在所述的固定机构上的测量机构，所述的测量机构包括千分表、传感块、支撑套、顶销、活动杆和探针，所述的支撑套的前端安装有表座，所述的千分表安装在所述的表座上，所述的千分表位于所述的支撑套的一侧，所述的顶销穿设在所述的支撑套的另一侧的侧壁上，所述的顶销的头部与所述的支撑套的外表面之间安装有第一弹簧，所述的活动杆通过一定位销安装在所述的支撑套的内腔，所述的活动杆的一端开设有第一径向通孔和第二径向通孔，所述的第二径向通孔设置在所述的定位销和所述的第一径向通孔之间，所述的顶销的端部固定在所述的第一径向通孔的一端，所述的传感块的一端固定在所述的第一径向通孔的另一端，所述的传感块的另一端正对所述的千分表的测头，所述的支撑套的靠近所述的传感块的侧壁上穿设有弹簧固定销，所述的弹簧固定销的一端伸入所述的第二径向通孔内，所述的活动杆与所述的支撑套之间安装有第二弹簧，所述的第二弹簧固定在所述的弹簧固定销的外侧，所述的活动杆的另一端可拆卸地安装有所述的探针，所述的探针的中心线与所述的活动杆的中心线垂直，所述的支撑套安装在所述的固定机构上，所述的固定机构安装在滑枕上。

2.根据权利要求1所述的一种滑枕内孔同轴精度在线测量装置，其特征在于所述的固定机构包括龙门架式结构的测量支座，所述的测量支座包括横梁以及垂直固定在所述的横梁下方的第一支座、第二支座和安装支座，所述的第一支座和所述的第二支座设置在所述的横梁的两端，所述的安装支座设置在所述的横梁的中部，所述的第一支座的底部设置有第一承靠面和与所述的第一承靠面垂直的第二承靠面，所述的第二支座的底部设置有第三承靠面，所述的支撑套垂直安装在所述的安装支座上，安装使用时第一承靠面和第三承靠面分别与滑枕两侧的基准导轨的正面相贴合，第二承靠面与基准导轨的一侧面相贴合。

3.根据权利要求2所述的一种滑枕内孔同轴精度在线测量装置，其特征在于所述的第一支座的底部安装有第一磁力表座和第二磁力表座，所述的第一磁力表座正对所述的第一承靠面，所述的第二磁力表座正对所述的第二承靠面，所述的第二支座的底部安装有第三磁力表座，所述的第三磁力表座正对所述的第三承靠面。

4.根据权利要求2或3所述的一种滑枕内孔同轴精度在线测量装置，其特征在于所述的第一支座的侧面设置有第一加强筋，所述的第二支座的侧面设置有第二加强筋。

5.根据权利要求1所述的一种滑枕内孔同轴精度在线测量装置，其特征在于所述的表座上安装有把手。