CN108061503A - 一种在jd25-c测长仪上检测锥形部件外径的方法 - Google Patents

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Abstract

一种在JD25‑C测长仪上检测锥形部件外径的方法,用特制高度仪及大量程百分表作为测长仪的“Z轴”,测定交叉圆柱滚子轴承内圈沟位置作为确定“Z轴”的基准,从而确定“Z轴”的“零位”,进而确定明确工件测高的前提下“Z轴”的相应定位点,测得在工件测高截面上的测头相切点间距示值ΦD1,通过三角函数换算为圆锥形工件在测高H时的直径ΦD。

Description

一种在JD25-C测长仪上检测锥形部件外径的方法
技术领域
本发明涉及圆锥形环类零件直径和角度的计量领域,尤其是涉及一种在JD25-C测长仪上检测锥形部件外径的方法。
背景技术
JD25-C数据处理万能测长仪是一种用于绝对测量和相对测量的长度计量仪器,精确地应用了阿贝比较原理和采用了高精密的测量系统,具有较高的测量精度,示值精度可达0.1μm。该仪器主要应用于金属加工工业,特别是机器制造、工具及量具制造和仪器制造等企业计量室和各级专业计量部门。仪器的机械部分测量原理如图1所示。
仪器调整过程:
1.1选择合适的测头5、8(左右测头为一对,完全相同)安装在相应测臂内。
1.2固定右侧测头座10及测臂9,使被测工件7的定位面位于工作台6的中部。
1.3转动工作台升降鼓轮2升降工作台6至被测工件的测量截面高。
1.4按仪器使用方法测量工件7的尺寸(环类零件测量工件外径,块规类零件测量两平行平面间距离)。
虽然仪器的工作台升降鼓轮2可以带动工作台6升降,从而测量工件距离定位面一定高度上的尺寸,但由于该仪器在工作台升降方向上(我们定义为:Z轴)没有基准零位及光栅反馈系统,因此测头与工作台在Z轴方向上的定位误差非常大。我们所说的“测量工件距离定位面一定高度上的尺寸中的高度”误差很大,常常用高度尺配合划线的方式确定高度,因此该仪器的测量对象为:光滑圆柱形零件的直径和带平行平面的零件。
对圆锥形零件,在不同高度上的零件直径由于锥角的原因而差异很大,如图2所示。
因此当Z轴不能精确定位的情况下,JD25-C类没有Z轴的测长仪不能测量圆锥形零件的直径尺寸。
发明内容
本发明的目的是为解决现有JD25-C测长仪的工作台的升降位置无法进行精确测量的问题,提供一种在JD25-C测长仪上检测锥形部件外径的方法。
本发明为解决上述技术问题的不足,所采用的技术方案是:
一种在JD25-C测长仪上检测锥形部件外径的方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤一、取一高度测量仪,另取一个交叉圆柱滚子轴承内圈作为标准圈来辅助测量,且该标准圈的滚道为两条直母线且两条母线呈90°垂直相交,定义标准圈上内圈母线相交形成的滚道中心线与标准圈的基准面间的距离为ai1,标准圈上滚道中心线与标准圈的非基准面间的距离为ai2,因此标准圈的内圈高度B 为ai1与ai2之和;所述高度仪带有大理石底座、500mm超长立柱、30mm量程百分表的高度仪,如图3所示。
所述底座11采用大理石材料是为了增加整套仪表的定位稳定性。立柱17通过T32梯形螺纹固定在底座11上。T32梯形滚花螺母16转动时带动表架12上下移动,移动至合适高度后,拧紧夹紧螺钉15将表架12固定在立柱17上。
所述表架14材料采用45#钢,左端加工Φ8mm光孔安装百分表13,光孔开有1mm通槽,拧紧夹紧螺钉12依靠金属弹性变形固定百分表13;右端加工Φ32mm光孔使表架14随滚花螺母16的转动在立柱17上升降移动,光孔开有2mm通槽,拧紧夹紧螺钉15依靠金属弹性变形固定表架14,如图4所示。
步骤二、用步骤一中的高度测量仪检测交叉圆柱滚子轴承的实际内圈高度B,B=ai1+ ai2;该零件结构示意图如图5所示。
步骤三、选择测头直径能与交叉圆柱滚子轴承内圈滚道稳定相切的测头和JD25-C测长仪,并按JD25-C测长仪测头安装方法正确安装测头;
步骤四、将标准圈基准面放置在JD25-C测长仪的工作台上并固定,按JD25-C测长仪测量滚道直径的方法测量测头与标准圈两滚道同时相切时的标准圈滚道直径,然后将步骤一中的高度测量仪放置在JD25-C测长仪的底座上,并调整高度测量仪使百分表表尖打在工作台不会与工件干涉的地方,压表读数为小表1mm,大表±0;
步骤五、保持步骤四中安装后的高度测量仪固定不动,取下标准圈调整使其非基准面放置在工作台上,然后再次按照JD25-C测长仪测量滚道直径的方法测量测头与标准圈两滚道同时相切时的标准圈滚道直径,此时JD25-C测长仪百分表的读数会随着工件ai1和ai2的不同而变化,记录变化值,从而得到ai2-ai1的差m;
步骤六、根据公式,计算ai2实际值;
步骤七、取高度测量仪的量程Y,Y大于被侧锥形零件的被测高度H1,保持步骤五中高度测量仪在JD25-C测长仪的工作台位置不变动的情况下,将百分表示值调整为(Y-ai2)的值;
步骤八、调整步骤七中JD25-C测长仪的工作台使得高度测量仪的读数变为Y,即为此时JD25-C测长仪的工作台与其测头的距离为Y;
步骤九、取下步骤八中JD25-C测长仪的工作台上的标准圈,将被测圆锥内圈放置在JD25-C测长仪的工作台上并固定,顺时针旋转升降鼓轮升降JD25-C测长仪的工作台至高度测量仪百分表示值为Y-H1的位置,此时JD25-C测长仪的测头中心位置处于工件测量距离为H1的高度截面上,测得的值为ΦD1;
步骤十、数据处理,由于工件被测表面为锥形,球形测头与工件实际接触位置球头与工件母线的相切点,工件在高度为H的截面上直径尺寸为ΦD,ΦD与ΦD1之间的换算关系为:
式中:ΦD:圆锥内滚道在H高度截面上的直径
ΦD1:在测长仪上用测头测量的H高度时的示值
Dw:测头直径
α:圆锥内滚道半角。
所述的圆锥内滚道半角α通过JD25-C测长仪检测获得,首先通过JD25-C测长仪测出圆锥形环类工件在两个不同高度上所测直径,测量结果分别为,H1高度上直径为Φ1,H2高度上直径为Φ2,然后根据公式计算圆锥形环类工件的半角β,此时α=β。
本发明的有益效果是:
1、利用特制高度仪及大量程百分表作为测长仪的“Z轴”。
2、测定交叉圆柱滚子轴承内圈沟位置作为确定“Z轴”的基准,从而确定“Z轴”的“零位”。
3、进而确定明确工件测高的前提下“Z轴”的相应定位点。
4、测得在工件测高截面上的测头相切点间距示值ΦD1,通过三角函数换算为圆锥形工件在测高H时的直径ΦD。
5、通过测得圆锥形环类零件不同截面高度的直径差,可以计算该零件的锥角。
附图说明
图1为JD25-C数据处理万能测长仪机械部分测量原理图。
图2为圆锥形环类零件直径尺寸随高度变化而不同示意图。
图3为特殊定制的高度仪结构示意图。
图4为表架结构示意图。
图5为图4的俯视图。
图6为交叉圆柱滚子轴承内圈结构示意图。
图7为操作示意图。
图8为图7的俯视图
图9为高度定位原理图。
图10为被测圆锥内圈测量状态示意图。
图11为ΦD与ΦD1之间的三角函数关系示意图。
图12为圆锥形环类工件高度、直径与锥角的关系示意图。
具体实施方式
图中所示,具体实施方式如下:
要测量半锥角为7°45′的圆锥内圈高度为16mm的滚道直径。
选择内径相近的交叉圆锥滚子内圈,测量该内圈实际高度B:15.96mm。
成对选择直径Φ5.5mm的测头,按测长仪测头安装方法正确安装测头。
将标准圈基准面放置在工作台上并固定,按测长仪测量滚道直径的方法测量测头与两滚道同时相切时的滚道直径,然后放置并调整高度仪使百分表表尖打在工作台不会与工件干涉的地方。压表读数为小表1mm,大表±0。
高度仪固定不动的情况下,取下标准圈按非基准面放置在工作台上的方式再次测量测头与两滚道同时相切时的滚道直径,此时百分表的读数变化为小表1mm,大表-0.02mm,从而得到ai2-ai1的差m为-0.02。
计算的ai2实际值:ai2=(15.96-0.02)/2=7.97
参考实测工件的测高16,确定百分表的使用量程Y应大于H1=16并取整为28。高度仪不能变动的情况下,将百分表示值调整为28-7.97=20.03。
取下标准圈,将被测圆锥内圈放置在工作台上并固定,顺时针旋转升降鼓轮降低工作台至百分表示值为28-16=12的位置,此时测头中心位置处于工件测量距离为H的高度截面上,测得的值为ΦD1。
工件在高度为H的截面上直径尺寸为ΦD,ΦD与ΦD1之间的换算关系为:
,从而得到ΦD=D1-0.0507
若未知圆锥形环类零件的锥角,可以测出该工件在不同高度上所测直径:10mm高度上直径为162.5000,40mm高度上直径为154.3344,该圆锥形环类工件的半角为:
由此可见测得角度7°44′59.86″与实际角度7°45′误差极小,由此可见通过该方法测量出来的外径与实际值误差极小,从而实现了在JD25-C测长仪上高精度的检测锥形部件外径,。
本发明所列举的技术方案和实施方式并非是限制,与本发明所列举的技术方案和实施方式等同或者效果相同方案都在本发明所保护的范围内。

Claims (2)

1.一种在JD25-C测长仪上检测锥形部件外径的方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤一、取一高度测量仪,另取一个交叉圆柱滚子轴承内圈作为标准圈来辅助测量,且该标准圈的滚道为两条直母线且两条母线呈90°垂直相交,定义标准圈上内圈母线相交形成的滚道中心线与标准圈的基准面间的距离为ai1,标准圈上滚道中心线与标准圈的非基准面间的距离为ai2,因此标准圈的内圈高度B 为ai1与ai2之和;
步骤二、用步骤一中的高度测量仪检测交叉圆柱滚子轴承的实际内圈高度B,B= ai1+ai2;
步骤三、选择测头直径能与交叉圆柱滚子轴承内圈滚道稳定相切的测头和JD25-C测长仪,并按JD25-C测长仪测头安装方法正确安装测头;
步骤四、将标准圈基准面放置在JD25-C测长仪的工作台上并固定,按JD25-C测长仪测量滚道直径的方法测量测头与标准圈两滚道同时相切时的标准圈滚道直径,然后将步骤一中的高度测量仪放置在JD25-C测长仪的底座上,并调整高度测量仪使百分表表尖打在工作台不会与工件干涉的地方,压表读数为小表1mm,大表±0;
步骤五、保持步骤四中安装后的高度测量仪固定不动,取下标准圈调整使其非基准面放置在工作台上,然后再次按照JD25-C测长仪测量滚道直径的方法测量测头与标准圈两滚道同时相切时的标准圈滚道直径,此时JD25-C测长仪百分表的读数会随着工件ai1和ai2的不同而变化,记录变化值,从而得到ai2-ai1的差m;
步骤六、根据公式,计算ai2实际值;
步骤七、取高度测量仪的量程Y,Y大于被侧锥形零件的被测高度H1,保持步骤五中高度测量仪在JD25-C测长仪的工作台位置不变动的情况下,将百分表示值调整为(Y-ai2)的值;
步骤八、调整步骤七中JD25-C测长仪的工作台使得高度测量仪的读数变为Y,即为此时JD25-C测长仪的工作台与其测头的距离为Y;
步骤九、取下步骤八中JD25-C测长仪的工作台上的标准圈,将被测圆锥内圈放置在JD25-C测长仪的工作台上并固定,顺时针旋转升降鼓轮升降JD25-C测长仪的工作台至高度测量仪百分表示值为Y-H1的位置,此时JD25-C测长仪的测头中心位置处于工件测量距离为H1的高度截面上,测得的值为ΦD1;
步骤十、数据处理,由于工件被测表面为锥形,球形测头与工件实际接触位置球头与工件母线的相切点,工件在高度为H的截面上直径尺寸为ΦD,ΦD与ΦD1之间的换算关系为:
式中:ΦD:圆锥内滚道在H高度截面上的直径
ΦD1:在测长仪上用测头测量的H高度时的示值
Dw:测头直径
α:圆锥内滚道半角。
2.根据权利要求1所述的一种在JD25-C测长仪上检测锥形部件外径的方法,其特征在于:所述的圆锥内滚道半角α通过JD25-C测长仪检测获得,首先通过JD25-C测长仪测出圆锥形环类工件在两个不同高度上所测直径,测量结果分别为,H1高度上直径为Φ1,H2高度上直径为Φ2,然后根据公式计算圆锥形环类工件的半角β,此时α=β。
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