CN108458677B - 在圆度仪上检测活塞异形销孔的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在圆度仪上检测活塞异形销孔的方法，其包括以下步骤：步骤一：将活塞安装于圆度仪的工作台上，调整活塞销孔垂直于水平面，然后利用圆度仪的测头在活塞的顶面左右读数调平活塞，从而初步确定活塞的X轴轴向；步骤二：对活塞销孔的中心轴线调心调平，使活塞销孔的中心轴线在竖直方向上与圆度仪的轴线同轴，从而建立起活塞的Z轴轴向及坐标系XY轴的坐标原点；步骤三：用圆度仪的测头对活塞销孔的母线及其上包含的销孔卡簧槽部分进行扫描，从而对关联拐点进行定位，且测头的初始读数是在0刻度范围，以此消除正切原理的测头活动引入的Z轴零位的变动。借此，本发明可以定性和定量判断零件合乎工艺与否的目的，且检测方法简单实用。

Description

在圆度仪上检测活塞异形销孔的方法

技术领域

本发明涉及一种检测活塞异形销孔的方法，特别涉及一种在圆度仪上检测活塞异形销孔的方法。

背景技术

发动机活塞销孔是活塞通过活塞销棒与连杆相连接的重要部位，传统销孔是圆柱形的，但活塞在工作时不同受力方向及高温等复杂因素影响产生变形会导致销孔与销棒配合不佳，故新型活塞会采取异形销孔：即是销孔的母线不是直线，而是销孔母线在轴向的某位置开始是定量弯曲的；亦或销孔在轴向某位置的截面轮廓是椭圆型的等等…以借此来抵消热膨胀及运动受力时活塞销孔与销棒的接触不良情况。综合上述，可见判定活塞异形销孔是否达到技术要求是非常必要的。以下是现有活塞异形销孔检测方法：

1.使用通用检测设备(三坐标测量机检测)：工件坐标系易于实现且定位准确，但绝大多数坐标机无专用图形分析软件(或未购买开启)，输出结果是计数型，精度不及圆度仪，报告也仅是数字式样；

2.现有在圆度仪上检测活塞异形销孔，受测头采样方式所限，Z轴向零位靠肉眼判定，根本无法确定Z轴零位；只能定性判定销孔是否是异形销孔，而不能定量判定曲线所在的位置及变量。但其连续采样、精度高，三维图形分析软件报告直观易理解等优点值得利用。

如上述：用圆度仪可在活塞销孔建立坐标系，但限于仪器测头采样方式特性所限，关键的Z轴零位不好确定，仅靠肉眼大致约定，原因如下：

A.如图1所示，圆度仪测头遵循正切原理，测杆可扳到任意角度以方便测量对应各种形状的工件，且测杆实线状态和测杆虚线状态之间存在高度差Z，即：不同的测杆角度状态和不同的测头压缩读数量，都可导致测头Z值不固定；

B.测头测量读数只能在测杆径向时如图1所示，而不能像图2所示的测杆位置状态轴向测量读数，否则就能如同三坐标测量机般取样活塞外轮廓而方便地确定Z轴中心坐标值了。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在圆度仪上检测活塞异形销孔的方法，从而克服现有活塞异形销孔检测方法输出结果是计数型，精度不及圆度仪，报告也仅是数字式样，和只能定性判定销孔是否是异形销孔，而不能定量判定曲线所在的位置及变量的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种在圆度仪上检测活塞异形销孔的方法，其包括以下步骤：步骤一：将活塞安装于圆度仪的工作台上，调整活塞销孔垂直于水平面，然后利用圆度仪的测头在活塞的顶面左右读数调平活塞，从而初步确定活塞的X轴轴向；步骤二：对活塞销孔的中心轴线调心调平，使活塞销孔的中心轴线在竖直方向上与圆度仪的轴线同轴，从而建立起活塞的Z轴轴向(即工件直角坐标系第一轴)及坐标系XY轴的坐标原点；步骤三：用圆度仪的测头对活塞销孔的母线及其上包含的销孔卡簧槽部分进行扫描，从而对关联拐点进行定位，且测头的初始读数是在0刻度范围，以此消除正切原理的测头活动引入的Z轴零位的变动；步骤四：微调圆度仪的工作台，并用测头拉平活塞的顶面读数，从而建立了X轴轴向(即工件直角坐标系第二轴)；步骤五：对扫描所得的母线的轮廓线进行分析，找出销孔卡簧槽边线凹陷起始处拐点在圆度仪上的Z轴坐标值，并把拐点与圆度仪上的刻度值对比，从而确定活塞销孔的Z轴零位(即工件直角坐标系Z轴原点)；步骤六：圆度仪内置的软件根据所测结果分析、判定得出检测结果。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的在圆度仪上检测活塞异形销孔的方法，提供了一种通过求取关联拐点，并消除正切原理的测杆活动引入的Z轴零位的不确定性，而使得活塞轴向数轴原点能与仪器数轴相关联的方法，而实现了有效检测，该检测方法可使得活塞销孔轴向数轴(仪器的Z轴方向)原点与仪器数轴相关联，且测量过程保持测头相对固定，使所测得活塞异形销孔曲线能与蓝图上技术要求相对应，从而使检测工作有了定量的判定依据，达到定性和定量判定零件合乎工艺与否的目的。

附图说明

图1是现有圆度仪一检测状态结构示意图；

图2是现有圆度仪另一检测状态结构示意图；

图3是根据本发明的在圆度仪上检测活塞的检测状态结构示意图。

图4是根据本发明的一实施例的关联拐点与圆度仪刻度值的对比示意图。

主要附图标记说明：

1-圆度仪、2-工作台、3-测头、4-活塞、41-活塞销孔、42-销孔卡簧槽。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图3所示，根据本发明具体实施方式的一种在圆度仪上检测活塞异形销孔的方法，其包括以下步骤：步骤一：将活塞4安装于圆度仪1的工作台2上，调整活塞销孔41垂直于水平面，然后利用圆度仪1的测头3在活塞4的顶面左右读数调平活塞4，从而初步确定活塞4的X轴轴向；步骤二：对活塞销孔41的中心轴线调心调平，使活塞销孔41的中心轴线在竖直方向上与圆度仪1的轴线同轴，从而建立起活塞4的Z轴轴向(即工件直角坐标系第一轴)及坐标系XY轴的坐标原点；步骤三：用圆度仪1的测头3对活塞销孔41的母线及其上包含的销孔卡簧槽42部分进行扫描，从而对关联拐点进行定位，且测头3的初始读数是在0刻度范围，以此消除正切原理的测头3活动引入的Z轴零位的变动；步骤四：微调圆度仪1的工作台2，并用测头3拉平活塞4的顶面读数，从而建立了X轴轴向(即工件直角坐标系第二轴)；步骤五：对扫描所得的母线的轮廓线进行分析，找出销孔卡簧槽42边线凹陷起始处拐点在圆度仪1上的Z轴坐标值，并把拐点与圆度仪1上的刻度值对比，从而确定活塞销孔41的Z轴零位(即工件直角坐标系Z轴原点)；步骤六：圆度仪1内置的软件根据所测结果分析、判定得出检测结果。

在实际应用中，由于圆度仪1特性，必须先粗调整活塞4，在安装位置上确定活塞4第二轴：X轴的轴向：用工装将活塞4合理安装在圆度仪1工作台2的工装上；要求被测量的活塞销孔41基本垂直于水平面，然后用测头3在活塞4顶面左右读数调平活塞4，确定活塞4X轴的轴向(提醒注意：此刻仅是在安装位置上确定活塞4X轴的轴向，圆度仪1并未将其计入活塞4的工件坐标系，为之后微调X轴准备，测微工作减小误差引入的措施)；建立Z轴向：由圆度仪1对活塞销孔41轴线进行自动调心调平，即是圆度仪1调整活塞销孔41中心轴线与圆度仪1轴线同轴，建立起活塞4的工件坐标系的第一轴：Z轴轴向(同轴确定)及坐标系XY轴的坐标原点(同心确定/同轴已包含同心)(此时仅确定Z轴轴向及坐标系XY轴的原点，此时并不能确定关键的Z轴零位)；然后求Z轴的零点：在建立好Z轴情况下，先用圆度仪1的测头3对活塞销孔41母线上包含销孔卡簧槽42部分进行母线扫描，关联拐点的定位，特别注意：此时测头3初始读数是在0刻度范围的(以后由此定坐标原点的所有测量也须保持此状态：测头3接触时读数为零，并且禁止再扳动测头3任何角度)，以此消除正切原理的测头3活动引入的Z轴零位的变动；建立X轴向：前面大致粗调整活塞4已定X轴向，现在Z轴确认后，活塞4的工件坐标系的理论X轴向肯定不会与活塞4重合，此时微调转动圆度仪1的工作台2，用测头3拉平活塞4顶面读数，即建立了X轴轴向(工件直角坐标系第二轴)，随后还需对活塞销孔41调同心，以消除调整X轴引入的微小偏心。对扫描所得的母线的轮廓线进行分析，找出销孔卡簧槽42边线凹陷起始处拐点在圆度仪1上的Z轴坐标值，并把拐点与圆度仪1上的刻度值对比，从而确定活塞销孔41的Z轴零位(即工件直角坐标系Z轴原点)。异形活塞销孔41大致分两种：A一种是销孔截面不都是圆形，而是一段圆柱形加一段或两段椭圆形构成；B另一种则是一段圆柱形加一段或两段圆锥构成；A、B类都必须确定轴向位置的异形变化，即A在哪里开始由圆柱变椭圆了；B在哪里开始由圆柱变圆锥了，且变化量是多少。

检测结果是由高度Z轴坐标值和径向变化量R组成的坐标表，如图4所示的为一实施例的关联拐点与圆度仪1刻度值的对比示意图，纵坐标是圆度仪1的Z轴的读数，此时也是活塞4的Z轴坐标值，横坐标值则是圆度仪1的测头3读数值，将测得数值对照技术要求，运用圆度仪1软件对所测图母线或需另外测量某特定高度截面的椭圆圆周进行分析、判定得出检测结果。

总之，本发明的在圆度仪上检测活塞异形销孔的方法，提供了一种通过求取关联拐点，并消除正切原理的测杆活动引入的Z轴零位的不确定性，而使得活塞轴向数轴原点能与仪器数轴相关联的方法，而实现了有效检测，该检测方法可使得活塞销孔轴向数轴(仪器的Z轴方向)原点与仪器数轴相关联，且测量过程保持测头相对固定，使所测得活塞异形销孔曲线能与蓝图上技术要求相对应，从而使检测工作有了定量的判定依据，达到定性和定量判定零件合乎工艺与否的目的。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (1)

1.一种在圆度仪上检测活塞异形销孔的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将所述活塞安装于圆度仪的工作台上，调整活塞销孔垂直于水平面，然后利用所述圆度仪的测头在所述活塞的顶面左右读数调平所述活塞，从而初步确定所述活塞的X轴轴向；

步骤二：对所述活塞销孔的中心轴线调心调平，使所述活塞销孔的中心轴线在竖直方向上与所述圆度仪的轴线同轴，从而建立起所述活塞的Z轴轴向及坐标系XY轴的坐标原点；

步骤三：用所述圆度仪的所述测头对所述活塞销孔的母线及其上包含的销孔卡簧槽部分进行扫描，从而对关联拐点进行定位，且所述测头的初始读数是在0刻度，以此消除正切原理的所述测头活动引入的Z轴零位的变动；

步骤四：微调所述圆度仪的所述工作台，并用所述测头拉平所述活塞的顶面读数，从而建立了所述X轴轴向；

步骤五：对扫描所得的所述母线的轮廓线进行分析，找出所述销孔卡簧槽边线凹陷起始处拐点在所述圆度仪上的Z轴坐标值，并把所述拐点与所述圆度仪上的刻度值对比，从而确定所述活塞销孔的所述Z轴零位；

步骤六：所述圆度仪内置的软件根据所测结果分析、判定得出检测结果。

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