CN106767259A - 一种多功能测量仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能测量仪，底座上装配有立柱、微调型燕尾座，所述立柱和燕尾座上装配有用于测量工件直线度和工件形状的第一组件；第二组件在转动轴上装配有转动轮，转动轮轻压于待测工件上，转动轴旋转，转动轮带动待测工件转动；第三组件用于测量工件直径、长度尺寸的，包括设于工件后方的高度后基准、工件下方的下基准以及设于工件上方的测头，下基准带动工件在测头下方移动。通过上述方式，本发明能够以形状测量为主体，集形状、直线度、端面跳动、直径尺寸（包括椭圆度）和高度尺寸测量等4项功能于一体，实现了多功能测量，过程中仅更换相应部件即可独立完成各项测试功能；整台仪器结构紧凑、小巧合理。

Description

一种多功能测量仪

技术领域

本发明涉及测量仪领域，特别是涉及一种集形状测量、端面跳动测量、直径尺寸测量和高度测量与一体的多功能测量仪。

背景技术

滚子、滚针行业原用于滚子、滚针直线度测量的D744仪器，滚子放入测试台后没有轴向数据显示，致使可以测直线度，却不能正确测出滚子、滚针母线的形状。

在滚子、滚针行业国内同样开发生产修缘型（通常俗称凸度滚子、滚针〉、近似对数型母线和对数型母线，使工件在承载偏心载荷时降低和消除应力集中，轴承寿命得到提高，现场生产中靠原有D744已不能满足修缘型滚子、滚针和近似对数型滚子、滚针的测量监控，现场只能依赖计量室，而计量室又不能十几分钟地测试监控，故现场监控迫切需要开发轴向数字定位的能正确测量滚子、滚针母线形状的仪器。

现场控制监控中滚子、滚针有多项主项技术精度指标需测试，如端面跳动、直径尺寸、椭圆度及高度尺寸测量等，现有技术中没有将上述指标测量集于一体的仪器。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种多功能测量仪，能够实现多功能测量，过程中仅更换相应组件即可独立完成各项测试功能。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种多功能测量仪，包括：第一组件，用于测量工件直线度和工件形状；

包括装配在立柱上的测量仪表、左右移动的燕尾座，所述燕尾座上设有基准座、端面顶杆，待测工件设有基准座上方，端面顶杆的顶点与待测工件中心处于同一水平线上，测量仪表的测头设于待测工件上方；

第二组件，用于测量工件端面跳动值；

包括装配在立柱上的上下移动副，所述移动副上装配有转动轴，转动轴上装配有转动轮，转动轮轻压于待测工件上，转动轴旋转，转动轮带动待测工件转动；

燕尾座上设有V型基准座、测量仪表、端面顶尖，待测工件设于V型基准座内，测量仪表的测头和端面顶尖均顶设于工件的同侧端面上；

第三组件，用于测量工件直径、长度尺寸；

包括装配于燕尾座上的高度后基准、下基准，工件上方设有测头，燕尾座带动高度后基准和下基准左右移动；当测量工件直径尺寸时，工件横放在下基准上，侧靠后基准，当测量工件长度尺寸时，工件竖放在下基准上，侧靠后基准。

在本发明一个较佳实施例中，第一组件、第二组件和第三组件均为可拆卸式装配，测量过程中，选择任意一组组件单独安装使用、选择任意两组组件组合使用或选择三组组件同时组合使用。

在本发明一个较佳实施例中，所述基准座为双刀口基准座，双刀口之间的间距=50%～60%×待测工件长度。

在本发明一个较佳实施例中，燕尾座由丝杆组件驱动其左右移动，丝杆组件包括丝杆、调节丝杆法兰，燕尾座装配于丝杆上，调节丝杆法兰驱动燕尾座沿丝杆移动。

在本发明一个较佳实施例中，燕尾座上设有卡尺座，卡尺座上固定有数字式游标卡尺，调节丝杆带动燕尾座移动的同时，带动游标卡尺移动。

在本发明一个较佳实施例中，所述V型基准座是50°～80°的V型基准座。

在本发明一个较佳实施例中，测量仪表的测头和端面顶尖的均顶设于工件半径r+0.3～0.5mm处。

在本发明一个较佳实施例中，高度后基准包括基准靠山，基准靠山呈120°V叉型。

在本发明一个较佳实施例中，所述下基准为双刀口下基准，且该双刀口上设有燕尾结构。

本发明的有益效果是：本发明以形状测量为主体，集形状、直线度、端面跳动、直径尺寸（包括椭圆度）和高度尺寸测量等4项功能于一体，实现了多功能测量，过程中仅更换相应部件即可独立完成各项测试功能；整台仪器结构紧凑、小巧合理，尺寸和重量仅原D744仪的70%左右。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明多功能测量仪中第一组件的一较佳实施例的结构示意图；

图2是图1所示第一组件的侧视图；

图3是本发明多功能测量仪中第二组件的一较佳实施例的结构示意图；

图4是本发明多功能测量仪中第三组件的一较佳实施例的结构示意图；

图5是图4所示的第三组件的侧视图；

图6是用本发明测量形状时的过程分析图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例包括：

一种多功能测量仪，包括：底座1上装配有立柱12、微调型燕尾座2。

底座1采用球墨铸铁制成，与燕尾座2研磨直线度≤0.2µm， 重复精度≤0.2µm。底座1下方设有平衡螺栓3，用于调整整台仪器的平衡，可以方便仪器任意地放置，保持着力平衡。

微调型燕尾座2带间隙调整，微调螺栓用细牙可调±0.02mm左右，其主要作用垂直方向微调，微调型燕尾座2采用球墨铸铁制成，与底座1互相多次研磨后重复精度≤0.2µ m。

所述立柱12和燕尾座2上装配有用于测量工件直线度和工件形状的第一组件。

第一组件是在所述立柱12上装配测量仪表，优选为扭簧表9。扭簧表9的测头优选为硬质合金，并带锥度的半球头状，方便与端面顶杆对“零”

燕尾座2由丝杆组件驱动其左右移动，丝杆组件包括丝杆、调节丝杆法兰23，燕尾座2装配于丝杆上，调节丝杆法兰23驱动燕尾座2沿丝杆移动。

燕尾座2上设有卡尺座，卡尺座上固定有数字式游标卡尺14，调节丝杆带动燕尾座2移动的同时，带动游标卡尺14移动。数字式游标卡尺14能够即时“置零”和位移采用的精度可达0.01mm，真实显示横向采样点数据，与纵向采用扭簧表显示配合可实现对凸度工件的测量。

所述燕尾座2上设有基准座7、端面顶杆15，待测工件8设有基准座7上方，测量仪表9的测头设于待测工件8上方，所述基准座为7双刀口基准座。

如图1和图2所示，测量工件8直线度时，工件8放在双刀口基准座7，双刀口之间的间距=50%～60%×待测工件8长度。端面顶杆15的顶点与待测工件8中心处于同一水平线上。

沿工件8表面方向压下轻压，摇动调节丝杆法兰23，使燕尾座2带动待测工件8到达测头下方约去倒角后加 0.3mm～0.8mm的位置。松动立柱12侧面锁紧螺栓，使扭簧表9（0.5μm精度）表针显示至 “0 ”位附近，微微锁紧侧面螺栓13，完成后纵向移动测量仪表9，使仪表显示达到最高点，再驱动调节丝杆法兰23，使待测工件8往横向移动，仪表显示会增大或减少，经反复调试，直至待测工件8横向移动和纵向移动时，仪表显示最大值在小于0.2μm的范围内重复，此时，仪表所显示为直线度状况。

如图1和图2所示，工件8形状测量时，为确保测量形状起始点正确，首先把扭簧表测头按图2状况，测头平面垂直向端面顶杆放下并摇动丝杆法兰23，刚刚触碰到顶杆时，按游标卡尺14的置“0”的按钮为起始“零”位，然后上移扭簧表，放入被测滚针，使表针显示到“0”位附近。放进原调试滚针后可摇动丝杆法兰23，使工件8测点达到另一端（由图纸指定长度点），此时应观察到两端点表头显示应基本一致，能复原两端显示值，此时应紧一下所有锁紧螺栓和螺钉。最后放入被测工件8（针母线带形状），滚针放入后拇指微压滚针，摇动调节丝杆法兰23使游标卡尺14显示从0→A，到“A”后，将游标卡尺14置“0”，作新起点，继续摇动调节丝杆法兰23至下一测点B，仪表所显示的不同值的差值为A-B弦长内的弦高H值，该值即为凸度量。

如图6所示的结构为例，工件8从端面起移动至1mm点时反映了从端面起点到A点距离为1mm，A点数字游标卡尺14应重新置“0”，记录扭簧表头显示值，继续转动调节丝杆法兰23，使工件8往左移动，游标卡尺14至2.45mmB点时扭簧表头显示值与新“0”位时显示值之差即为A-B弦长内的弦高值，得到值也即为凸度量。摇动丝杆法兰23可以发现测头进入9.1mm区域时扭簧表指针是平缓的，几乎很小变化，如果在9.lmm区域出现指针变小则说明9.lmm区域可能有凹陷，一般9.lmm区域只允许平直或微凸，测量过程可重复1～3次均一致为好，如果误差较大时应重调。当然测量直母线工件8时调试步骤同上，只是在测量长度范围内扭簧表指针显示几乎＜O.5（1）µ m为好，与标准件测试值应一致。

第二组件在所述立柱12上装配有上下移动副，移动副包括燕尾板27、燕尾滑块座31，燕尾板27组装在立柱12上，燕尾滑块座31在燕尾板27上上下移动。

燕尾滑块座31上装配有轴承座29，转动轴25通过轴承装配在轴承座29上，内装有带密封件，转动轴25上装配有转动轮26，转动轮26轻压于待测工件8上，转动手轮30，带动转动轴25旋转，转动轮26带动待测工件8转动。

燕尾滑动座31上还设有锁紧扳手28，当需要提供一个手动压力，确保转动轮充分与工件8接触，并带动工件8旋转，当顺时针转动时，有锁紧作用，防止燕尾滑动座等零件下滑。

燕尾座2上设有V型基准座32、测量仪表24、端面顶尖24-1，待测工件8设于V型基准座32内，测量仪表24的测头和端面顶尖24-1均顶设于工件8的同侧端面上。

所述V型基准座包括V型移动件和V型座组成的双V型支撑工件，双V型的角度为50°～80°，本发明优选角度为60°。

测量仪表24为杠杆千分表，垂直度测量时的数据采样显示用。

端面顶尖24-1是起端面限位作用。

测量仪表24的测头和端面顶尖24-1的均顶设于工件8半径r+0.3～0.5mm处。

图3所示，作为端面跳动测量一个组件可整体安装到立柱12侧面，燕尾板27上装有固定螺钉和定位销，此时定位螺栓和锁紧螺栓处于微紧态，调整微调螺钉使基准座处于一个小角度，以保证转动手轮30和转动轮26后，使工件8能产生一个轴向力顶在千分表下方的顶尖上〈顶尖是工件8的端面基准〉，调测量仪表的测头和端面顶尖的均置于工件8半径r+0.3～0.5mm处。

压紧燕尾滑动座31使转动轮轻压在工件8上，调整千分表24指针显示一定值。 此时在千分表座板上有锁紧螺钉锁紧后摇动手轮和转动轮后千分表来回晃动值即为端面跳动或垂直度值（直径法值）。正式测量时应锁紧定位螺栓和锁紧螺栓。

第三组件，用于测量工件8直径、长度尺寸。包括装配于燕尾座上的高度后基准34和下基准39。

高度后基准34，包括基准靠山36，基准靠山36呈120°V叉型。

下基准39为双刀口下基准，且该双刀口上设有燕尾结构。

工件8上方设有测头38，测头上连接有扭簧表。

测头38为硬质合金单刀口测头，直线度＜0.2μm。

燕尾座2带动高度后基准34和下基准39左右移动。

图4和图5所示，当测量工件8直径尺寸时，调整平行度微调螺钉37至工件8在单刀口测头38内误差＜0.2µm。把标准件横放推至基准靠山36处，表头显示至标准件测定值附近，扭簧表微调可使显示值精确至位。标准件反复推进、推出重复精度小于 0.2µ m为合格，锁紧所有微调螺钉、螺栓后会有微量变化，可调扭簧表头自带的微调与标准件读数一致时，此时被测工件8直接测量即为其尺寸误差值的精确读数。

采用双刀口基准、单刀口测头设计并有微调螺钉调至0.2μm 内，对提高精度测试有益，并可减少垃圾对测量的影响，同时又可保证工件8放置稳定、可靠。旋转工件90°、180°可测量到椭圆数值。

当测量工件8长度尺寸时，把下基准39的另一端装有圆柱形基准，所以只要移动双刀口下基准至测头38下方，竖直放进被测工件8，调整微调螺钉37至与下基准平行差＜0.2µm即可测量长度。把标准件长度己标定滚针直接推入圆柱测台高度后基准上，移动扭簧表（1μm精度）至标准件示值，锁紧所有微调螺栓、螺钉后，微调扭簧表自身至标准件精确值，改用被测工件8时可精确得到准确读数。

高度尺寸测量的下基准可分别φ2mm、φ4mm、φ6 mm等滚针嵌入的作基准用，这样可对 φ2mm～φ6mm 的滚针测量提供方便。像φ2×3的滚针手指都捏不住，在该仪器上可方便测量。而高度尺寸测量的后基准采用120°V叉是为小滚针的定位而设计的。

第一组件、第二组件和第三组件均为可拆卸式装配，测量过程中，包括多种组装结构，包括选择任意一组组件单独安装使用、选择任意两组组件组合使用或选择三组组件同时组合使用。

本发明以形状测量为主体，集形状、直线度、端面跳动、直径尺寸（包括椭圆度）和高度尺寸测量等4项功能于一体，实现了多功能测量，过程中仅更换相应部件即可独立完成各项测试功能；整台仪器结构紧凑、小巧合理，尺寸和重量仅原D744仪的70%左右。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种多功能测量仪，其特征在于，包括：

第一组件，用于测量工件直线度和工件形状；

包括装配在立柱上的测量仪表、左右移动的燕尾座，所述燕尾座上设有基准座、端面顶杆，待测工件设有基准座上方，端面顶杆的顶点与待测工件中心处于同一水平线上，测量仪表的测头设于待测工件上方；

第二组件，用于测量工件端面跳动值；

包括装配在立柱上的上下移动副，所述移动副上装配有转动轴，转动轴上装配有转动轮，转动轮轻压于待测工件上，转动轴旋转，转动轮带动待测工件转动；

燕尾座上设有V型基准座、测量仪表、端面顶尖，待测工件设于V型基准座内，测量仪表的测头和端面顶尖均顶设于工件的同侧端面上；

第三组件，用于测量工件直径、长度尺寸；

包括装配于燕尾座上的高度后基准、下基准，工件上方设有测头，燕尾座带动高度后基准和下基准左右移动；当测量工件直径尺寸时，工件横放在下基准上，侧靠后基准，当测量工件长度尺寸时，工件竖放在下基准上，侧靠后基准。

2.根据权利要求1所述的多功能测量仪，其特征在于，第一组件、第二组件和第三组件均为可拆卸式装配，测量过程中，选择任意一组组件单独安装使用、选择任意两组组件组合使用或选择三组组件同时组合使用。

3.根据权利要求1所述的多功能测量仪，其特征在于，所述基准座为双刀口基准座，双刀口之间的间距=50%～60%×待测工件长度。

4.根据权利要求1所述的多功能测量仪，其特征在于，燕尾座由丝杆组件驱动其左右移动，丝杆组件包括丝杆、调节丝杆法兰，燕尾座装配于丝杆上，调节丝杆法兰驱动燕尾座沿丝杆移动。

5.根据权利要求4所述的多功能测量仪，其特征在于，燕尾座上设有卡尺座，卡尺座上固定有数字式游标卡尺，调节丝杆带动燕尾座移动的同时，带动游标卡尺移动。

6.根据权利要求1所述的多功能测量仪，其特征在于，所述V型基准座是50°～80°的V型基准座。

7.根据权利要求1所述的多功能测量仪，其特征在于，测量仪表的测头和端面顶尖的均顶设于工件半径r+0.3～0.5mm处。

8.根据权利要求1所述的多功能测量仪，其特征在于，高度后基准包括基准靠山，基准靠山呈120°V叉型。

9.根据权利要求1所述的多功能测量仪，其特征在于，所述下基准为双刀口下基准，且该双刀口上设有燕尾结构。