CN108955491A - 圆度仪测量活塞型线的多功能底盘工装及其测量方法 - Google Patents

Abstract

提供一种圆度仪测量活塞型线的多功能底盘工装，具有带轴向锁紧机构的高圆度同轴同心的下盘定位底盘和上盘回转分度定位盘；且上、下盘边缘制定位销孔并增大圆度仪底座面积，增大测量直径；每个定位销孔以分度精度为1°±5′对上、下盘体进行分度并分度旋转；下盘制有分度值为1°的分度刻线；定位销孔与圆度仪配合以角度差进行分度分度旋转，并用定位销定位，用锁紧机构锁紧；校正并重合活塞裙长轴零位与圆度仪零位。操作便捷、制作简单、生产成本低、检测精度高的同时，测量效率高，可满足不同型号活塞的通用性测量需求，经济实用，便于推广和使用。

Description

圆度仪测量活塞型线的多功能底盘工装及其测量方法

技术领域

本发明属物理测量异形件活塞轮廓或曲率用机械式工装技术领域，具体涉及一种圆度仪测量活塞型线的多功能底盘工装及其测量方法。

背景技术

柴油发动机活塞裙部外型面设计，是保证柴油发动机大功率、低油耗、平稳运转的重要因素。无论从活塞的设计开发,还是对国外活塞样品的消化吸收,都要求精密、先进的测量手段,以提供精确的活塞外形面数据。其中，活塞裙的表面轮廓不是一般的圆形或椭圆形状，它是根据不同机型和功率计算出来的一个变化的活塞裙变椭圆外圆型线，如中凸变椭圆型线。当活塞裙在缸套中运行时，受热胀冷缩原理使活塞逐渐变成圆形实现活塞在缸套中的往复运行。所以这种活塞裙变椭圆外圆形状的要求是相当高的；以我厂某型活塞裙为例，对于型线要求公差是0.03mm。但是，在实际检测中，(参见表1) 为我厂某型活塞裙型线各截面数据表。其中，经数据分析，在30度到60度时，活塞裙型线的曲率半径变化最大,且最大变化为0.09mm/度。而实际该型活塞裙型线的公差为0.03mm。可见，上述活塞裙型线的检测误差，来自于活塞裙在计量时的摆放，即活塞裙的长轴零位与圆度仪的零位不能重合造成的测量误差(参加图1)；可见，如果将活塞裙的长轴零位与圆度仪的零位更好地重合，则能降低并最大限度消除测量误差，对于提高并有效保证检测精度是很关键的影响因素。此外，结合活塞裙理论值诸如表1的数据，总结得出：如果活塞裙长轴零位与圆度仪零位有3°以上的误差，就可能会把合格的零件检测为不合格零件；(参见图2)即为活塞裙长轴与圆度仪回转中心零位夹角超过3°时的检测结果。反之可知，如果将活塞裙长轴零位与圆度仪零位误差校正控制在3°以内；如小于3°的三分之一，例如将零位误差校正控制在1 °以内，则可有效保证活塞型线的测量精度；除此之外，圆度仪测量活塞型线时，对于同一零件的检测重复性也会有很大差异；如会出现合格零件在1,3 象限或2,4象限出现超差现象(参见图2)。对此，长期以来，活塞裙型线的测量，是通过圆度仪来实现的。但是，受活塞型线的检测为异形件影响，传统的圆度仪三爪定心盘无法使用；而为了实现活塞裙型线检测前将活塞裙长轴零位与圆度仪零位误差校正控制在3°以内，现有技术下，配合圆度仪检测活塞裙型线的工装弊端在于：(1)圆度仪工作台的有效直径在150mm-300mm 之间，受圆度仪回转底盘自身直径限制，只能测量较小的活塞，局限性大；(2) 通常测量活塞型线，必须对应制造哑铃销，并将哑铃销压在活塞短轴的活塞销孔，通过圆度仪进行短轴定位；这样定位虽然精度高，但是效率低下；(3) 每种活塞都要有相应的哑铃销，检测成本制作费用高，工装通用性差；(4) 采用人工画线法定位长轴零位，效率虽较高，但是精度低，测量误差大。因此，为满足大尺寸异形件活塞裙型线的检测需求；并以较低的成本；快速、准确、高效率兼具地重合活塞裙长轴零位与圆度仪零位；实现活塞型线的精确测量，现提出如下技术方案。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种圆度仪测量活塞型线的多功能底盘工装，通过分度盘式的多功能底盘工装与圆度仪配合进行定位；将分度盘式的多功能底盘工装的上盘回转分度定位盘相对下盘定位底盘以待检测活塞长轴零位与圆度仪回转中心零位角度A，并经360°-A计算得到的角度差值A1，并以该角度差值A1将上盘回转分度定位盘进行分度旋转后校零并用定位销定位，消除因活塞裙长轴零位与圆度仪零位不重合造成的测量误差；解决现有技术下背景技术中所涉及的技术问题。

本发明采用的技术方案：圆度仪测量活塞型线的多功能底盘工装，具有可测量活塞长轴零位与圆度仪回转中心零位角度A的圆度仪，其特征在于：具有高圆度的下盘定位底盘，下盘定位底盘的轴通过高精度轴承转动连接高圆度的上盘回转分度定位盘以支持上盘回转分度定位盘旋转；且下盘定位底盘与上盘回转分度定位盘设有锁定并防止上、下盘转动位移的锁紧机构；且下盘定位底盘与上盘回转分度定位盘距盘心距离相等的盘体边缘分别制有若干定位销孔；且上述定位销孔直径相等，垂直度相等，配合面平面度相等；且上述定位销孔所在圆直径D大于等于300mm；且每个定位销孔以分度精度为 1°±5′对上、下盘体进行分度并分度旋转；其中，下盘定位底盘上端的外圆周侧壁制有分度值为1°的分度刻线；上述定位销孔适配一个限制上、下盘转动的定位销；前述定位销孔与圆度仪配合利用360°-A＝A1得到的待检测活塞长轴零位与圆度仪回转中心零位差值A1；并以该零位差值A1的角度差分度旋转上盘回转分度定位盘后用定位销定位来校正并重合活塞裙长轴零位与圆度仪零位。

上述技术方案中，为通过定位销孔以分度精度为1°±5′对上、下盘体进行分度并分度旋转，优选地：所述下盘定位底盘制有三十六个相邻夹角β为10°±1′的定位销孔；所述上盘回转分度定位盘制有十个相邻夹角α为 11°±1′的定位销孔。

上述技术方案中，为进一步简化本发明的分度调心：所述上盘回转分度定位盘的十个定位销孔每个孔旁侧分别独立制有标识该孔用的唯一的销孔编号；且上述销孔编号分别以从“0”至“9”的自然数顺序从第一个定位销孔至最末尾的定位销孔一一对应顺次标识；其中销孔编号为“0”的定位销孔在上盘回转分度定位盘外圆周侧壁制有竖直的0刻线；且0刻线与“0”编号的定位销孔的孔轴线和轴的轴线所确定的竖直平面共面设置。

上述技术方案中，为进一步保证检测精度：所述定位销孔与配合面的垂直度为0.01mm,配合面平面度为0.03mm；每个定位销孔所在圆的直径D为320 ±0.05mm；每个定位销孔的直径为16H7；所述定位销直径为16g6，且定位销配合面的表面粗糙度Ra1.6。

进一步地，为保证本发明上下盘锁紧调节的同心度；并能通过简单的结构实现锁紧机构对上、下盘的锁紧定位调节操作；所述锁紧机构包括位于下盘定位底盘底面轴端沿轴轴向与轴旋合适配的压紧螺母和垫片，并通过压紧螺母和垫片的轴向旋拧实现上盘回转分度定位盘与下盘定位底盘的锁死和松开。

上述技术方案中，为方便手动旋拧操作锁紧机构；并有利减轻工装质量；有利校正零位后上下盘位置的锁死有利后续检测；进一步地：所述下盘定位底盘底端与轴同心制有内凹的避让槽；且所述锁紧机构在避让槽内安装。

上述技术方案中，为实现上、下盘同心、且带调心的自由转动；并有利锁紧机构的轴向锁紧调节：所述高精度轴承包括调心轴承和平面推力轴承；所述调心轴承于下盘定位底盘上部安装并支承轴中部；所述平面推力轴承于下盘定位底盘下部安装并支承轴下部；且轴上端与上盘回转分度定位盘同心过盈配合。

上述技术方案中，为保证本工装性能的基础上，有利简化本工装的加工，并控制生产成本，优选地：所述下盘定位底盘、上盘回转分度定位盘和定位销用调质处理的合金钢或优质合金钢制成。

圆度仪测量活塞型线的多功能底盘工装，其使用方法包括如下步骤：

步骤一、零位预对准步骤：将快速调心多功能底盘工装固定放置于圆度仪底座上；并将快速调心多功能底盘工装中上盘回转分度定位盘的销孔编号为“0”的定位销孔0刻线与下盘定位底盘的分度刻线的零位刻度线对齐；然后用定位销插入销孔编号为“0”的定位销孔以限制上、下盘的转动；

步骤二、圆度仪测量角度A步骤：将待检测的活塞放置于快速调心多功能底盘工装的上盘回转分度定位盘上，而且检测的活塞长轴可随意在上盘回转分度定位盘上放置；使用圆度仪对活塞调心调平，并找正0.1mm；借助与圆度仪相关的软件计算检测出此时活塞长轴零位与圆度仪回转中心的角度A；

步骤三、计算角度A1步骤：通过A1＝360°-A计算得到步骤一中待检测活塞长轴零位与圆度仪回转中心零位差值A1；将A1四舍五入到整数度数；由于待检测活塞的最大允许误差为3°，且定位销孔的分度精度为1°±5′因此四舍五入取整数的误差对检测结果的误差可忽略不计；

步骤四、校零步骤：拔出步骤一插入的定位销；并松开锁紧机构；当当步骤三的A1为正值时；将上盘回转分度定位盘销孔编号401为“0”的定位销孔的0刻线对应下盘定位底盘的分度刻线以A1角度顺时针旋转上盘回转分度定位盘，以重合活塞长轴零位与圆度仪回转中心的零位；当当步骤三的A1为负值时；将上盘回转分度定位盘销孔编号为“0”的定位销孔的0刻线对应下盘定位底盘的分度刻线以A1角度逆时针旋转上盘回转分度定位盘，以重合活塞长轴零位与圆度仪回转中心的零位；

步骤五、定位锁紧步骤：继步骤四，将步骤三四舍五入后为整数A1的度数取其个位的自然数，对应该自然数在上盘回转分度定位盘找该自然数对应的销孔编号插入定位销，锁紧锁紧机构，完成活塞长轴零位与圆度仪回转中心的零位重合调心和定位；

步骤六、精确测量步骤：将待检测活塞在快速调心多功能底盘工装上固定；使用圆度仪测量活塞各截面的型线和母线，完成待检测活塞的高精度检测。

本发明与现有技术相比的优点：

1、本方案可实现异形件活塞在检测前，保证活塞裙的长轴零位与圆度仪的零位更精确地重合；并将活塞裙长轴零位与圆度仪零位调心误差校正控制在1°以内；即不到最大允许误差3°的三分之一；保证测量结果的精确性；保证高精度测量；避免超差现象；

2、本方案可节省目前繁琐地必须人工预先将待测活塞放到本发明中心才能检测的人工画线调心找心麻烦；只需简单几步准备和计算即可实现精确测量，大大提高了圆度仪测量活塞型线的工作效率；降低了调零操作难度；节省了测量时间；

3、本方案适用于，与采用回转轴法测量活塞型线的圆度仪配合使用，且待测活塞的长轴可以任意放置在本发明上盘；转而利用分度盘的的高精度分度原理，结合圆度仪先测量出活塞长轴零位相对圆度仪回转中心零位偏放的角度A；然后通过简单的减法运算即360°-A＝A1，快速得到活塞长轴零位与圆度仪回转中心的零位差值A1；并将A1四舍五入取整数度；在本发明上、下盘的分度精度为1°±5′的分度精度控制下；利用分度盘的高精度分度特点将本发明的上、下盘以前述计算得到的A1角度差进行分度旋转，并用定位销定位；通过分度旋转完成调零；即完成活塞裙长轴零位与圆度仪零位重合的校正调节；之后再继续后续的活塞裙型线检测，可最大限度消除因活塞裙长轴零位与圆度仪零位不重合的测量误差，有效保证异形件活塞的测量精度；较传统的人工画线法定位长轴零位，较通过圆度仪进行短轴定位的校正操作过程；不仅效率高，而且兼具精度高的双重优势；加之工装制作简单；不同尺寸活塞精确测量的通用性理想；经济实用；

4、本方案省去了制作多种哑铃销、或人工画线、或旋转敲击定位活塞对线的工装加工制作成本和人力成本；并尤其排除了上述人工画线以及定位对线的测量误差；不仅提高了测量精确度，节约了工装制作成本；而且提高了测量效率；

5、本方案解决了现有技术下圆度仪工作台有效直径仅为150mm-300mm，无法满足较大工件检测的技术问题；扩大了圆度仪的回转直径；可测量多种型号直径大小不同的活塞；扩充了圆度仪的可测量范围；

6、本方案结构简单、制作成本不高；协同从“0”至“9”编号的十个相邻夹角α为11°±1′上盘回转分度定位盘定位销孔，以及三十六个相邻夹角β为10°±1′定位底盘定位销孔共同作用；可简单高效地完成上盘以A1角度差进行分度旋转校正重合活塞裙长轴零位与圆度仪零位的操作；降低调零操作难度；经济实用；便于推广。

附图说明

图1为测量数据与理论误差示意图；

图2为测量结果示意图；

图3为本发明一种实施例定位后测量活塞型线的使用状态结构示意图；

图4为图3实施例的本发明结构示意图；

图5为图4本发明的F向零位预对准刻度结构示意图；

图6为图3实施例中本发明的上盘回转分度定位盘定位销孔销孔编号结构示意图；

图7为图6的A-A剖视图；

图8为图3实施例的本发明旋转定位状态下结构示意图；

图9为图8状态下本发明的上下盘定位销孔分度示意图；

图10为图3实施例中本发明的定位销结构示意图；

图11为图3实施例的本发明局部装配细节结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图3-10描述本发明的具体实施例。

以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例，仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。下述实施例中所用的部件，如无特殊说明，均为市售。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，在未作相反说明的情况下，“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为了便于描述本发明和简化描述，亦或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。此外，在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过其他中间构件间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是；表1为我厂某型活塞裙型线各截面数据表，其中，经数据分析，在30度到60度时，活塞裙型线的曲率半径变化最大,且最大变化为 0.09mm/度。而实际该型活塞裙型线的公差为0.03mm。可见，活塞裙型线的检测误差，最首要地来自于活塞裙在计量时的摆放，即活塞裙的长轴零位与圆度仪的零位不能重合造成的测量误差。表1

角度\高度	50	175.4	189.4	201.4	211.4
						0	0	0	0	0	0
5	-0.9	-1.6	-1.6	-1.7	-1.7
						10	-3.8	-6.3	-6.5	-6.7	-6.8
15	-8.4	-13.9	-14.4	-14.8	-15.1
						20	-14.6	-24.3	-25.1	-25.8	-26.4
25	-22.4	-37.1	-38.4	-39.4	-40.3
						30	-31.3	-79.7	-86.4	-91.4	-96.5
35	-70.6	-150.1	-156.9	-162.2	-167
						40	-136.3	-216.3	-223.1	-228.5	-233.3
45	-197.3	-277.8	-284.7	-290	-294.9
						50	-253.3	-334.2	-341	-346.4	-351.3
55	-303.6	-384.9	-391.8	-397.2	-402.1
						60	-348.1	-429.7	-436.6	-442	-446.9
65	-386.2	-468.1	-475.1	-480.5	-485.4
						70	-417.9	-500	-506.9	-512.4	-517.4
75	-442.7	-525	-532	-537.5	-542.4
						80	-460.6	-543	-550	-555.5	-560.5
85	-471.4	-553.9	-560.9	-566.4	-571.4
						90	-475.0	-557.5	-564.5	-570	-575

再者，需要说明的是：本发明所指圆度仪为包括角度测量的圆度仪。即至少本发明所用圆度仪结合若干检测传感器并连接计算机后，应用已知的计算机软件；可实现点、线、圆、距离、角度以及母线的快速测量。具体地，为英国Taylor Hobson(泰勒霍普森)公司生产的圆度仪以及相关软件；参见图1、图2软件测试结果。该软件为该公司为圆度仪自主开发的Taylor Hobson Piston(活塞)测试软件，且不限于诸如GLIDE仿真软件、VisonPro 检测系统的VisonPro软件。

圆度仪测量活塞型线的多功能底盘工装，具有可测量活塞长轴零位与圆度仪回转中心零位角度A的圆度仪，其特征在于：(参见图3)具有高圆度的下盘定位底盘1，与下盘定位底盘1同心的轴101通过高精度轴承2同心同轴转动连接高圆度的上盘回转分度定位盘3以支持上盘回转分度定位盘3的同心同轴旋转。需要说明的是：所述工装在加工及装配时，应充分保证下盘定位底盘1和回转分度定位盘3的同轴精度工艺要求。且下盘定位底盘1与上盘回转分度定位盘3设有锁定并防止上、下盘转动位移的锁紧机构6；且下盘定位底盘1与上盘回转分度定位盘3距盘心距离相等的盘体边缘分别制有若干定位销孔4；且上述定位销孔4直径相等，垂直度相等，配合面平面度相等；所述定位销孔4与配合面的垂直度为0.01mm,配合面平面度为0.03mm；每个定位销孔4所在圆的直径D为320±0.05mm；每个定位销孔4的直径为16H7。此外，为满足大尺寸异形件活塞裙型线的测量需求，扩充圆度仪的可测量范围：上述定位销孔4所在圆直径D大于等于300mm；参见图6/图7/图8实施例：其中，定位销孔4所在圆直径D为Φ320±0.05mm；所述上盘回转分度定位盘3的定位销孔4制于一阶凸台结构的上盘回转分度定位盘3的台阶边缘；且一阶凸台的小径直径D2为Φ290mm±0.05mm；一阶凸台的大径D1为Φ350mm。

此外，无论下盘定位底盘1还是上盘回转分度定位盘3，每个定位销孔4 以分度精度为1°±5′对上、下盘体进行分度并分度旋转。其中，为通过定位销孔4以分度精度为1°±5′对上、下盘体进行分度并分度旋转，优选地：所述下盘定位底盘1制有三十六个相邻夹角β为10°±1′的定位销孔4；所述上盘回转分度定位盘3制有十个相邻夹角α为11°±1′的定位销孔4(参见图6和图9)。为实现预定位：下盘定位底盘1上端的外圆周侧壁制有分度值为1°的分度刻线102；为保证精度的同时，简化分度旋转定位；控制工装制造成本：上述定位销孔4适配一个限制上、下盘转动的定位销5；所述定位销5直径为16g6，且定位销5配合面的表面粗糙度Ra1.6(参见图10结合图 3)。再其中，为方便定位销5的插拔：所述定位销5上端制有带防滑纹的销柄501。调零时：前述定位销孔4与圆度仪配合利用360°-A＝A1得到的待检测活塞长轴零位与圆度仪回转中心零位差值A1；并以该零位差值A1的角度差分度旋转上盘回转分度定位盘3后用定位销5定位以校正并重合活塞裙长轴零位与圆度仪零位；具体地，可实现将活塞裙长轴零位与圆度仪零位重合误差控制在0.5°以内，最大限度消除测量误差。

上述实施例中，为进一步简化本发明的分度调心：所述上盘回转分度定位盘3的十个定位销孔4每个孔旁侧分别独立制有标识该孔用的唯一的销孔编号401(参见图6)；且上述销孔编号401分别以从“0”至“9”的自然数顺序从第一个定位销孔4至最末尾的定位销孔4一一对应顺次标识；其中销孔编号401为“0”的定位销孔4在上盘回转分度定位盘3外圆周侧壁制有竖直的0刻线301；且0刻线301与“0”编号的定位销孔4的孔轴线和轴101 的轴线所确定的竖直平面共面设置(参见图5)。

上述实施例中，为保证本发明上下盘锁紧调节的同心度；并能通过简单的结构实现锁紧机构对上、下盘的锁紧定位调节操作；(结合图3)进一步地，所述锁紧机构6包括位于下盘定位底盘1底面轴端沿轴101轴向与轴101旋合适配的压紧螺母601和垫片602，并通过压紧螺母601和垫片602的轴向旋拧实现上盘回转分度定位盘3与下盘定位底盘1的锁死和松开。此外，为方便手动旋拧操作锁紧机构；并有利减轻工装质量；有利校正零位后上下盘位置的锁死有利后续检测；进一步地：所述下盘定位底盘1底端与轴101同心制有内凹的避让槽103；且所述锁紧机构6在避让槽103内安装。

上述实施例中，为实现上、下盘同心、且带调心的自由转动；并有利锁紧机构6的轴向锁紧调节：(参见图11)所述高精度轴承2包括调心轴承201 和平面推力轴承202；所述调心轴承201于下盘定位底盘1上部安装并支承轴 101中部；所述平面推力轴承202于下盘定位底盘1下部安装并支承轴101下部；且轴101上端与上盘回转分度定位盘3同心过盈配合。

上述实施例中，为保证本工装性能的基础上，有利简化本工装的加工，并控制生产成本，优选地：所述下盘定位底盘1、上盘回转分度定位盘3和定位销5用调质处理的合金钢或优质合金钢制成。

此外，圆度仪测量活塞型线的多功能底盘工装，其使用方法包括如下步骤：

步骤一、零位预对准步骤：将快速调心多功能底盘工装固定放置于圆度仪底座上(参见图3)；并将快速调心多功能底盘工装中上盘回转分度定位盘3 的销孔编号401为“0”的定位销孔40刻线301与下盘定位底盘1的分度刻线102的零位刻度线1021对齐；然后用定位销5插入销孔编号401为“0”的定位销孔4以以限制上、下盘的转动(参见图5)；

步骤二、圆度仪测量角度A步骤：将待检测的活塞放置于快速调心多功能底盘工装的上盘回转分度定位盘3上，而且检测的活塞长轴可随意在上盘回转分度定位盘3上放置；使用圆度仪对活塞调心调平，并找正0.1mm。借助与圆度仪相关的软件计算检测出此时活塞长轴零位与圆度仪回转中心的角度A； (参见图1实施例位置)。

步骤三、计算角度A1步骤：通过A1＝360°-A计算得到步骤一中待检测活塞长轴零位与圆度仪回转中心零位差值A1；将A1四舍五入到整数度数；由于待检测活塞的最大允许误差为3°，且定位销孔4的分度精度为1°±5′因此四舍五入取整数的误差对检测结果的误差可忽略不计；

步骤四、校零步骤：拔出步骤一插入的定位销5；并松开锁紧机构6；即松开本发明所示实施例的压紧螺母601和垫片602；当步骤三的A1为正值时；将上盘回转分度定位盘3销孔编号401为“0”的定位销孔4的0刻线301对应下盘定位底盘1的分度刻线102以A1角度顺时针旋转上盘回转分度定位盘 3，即重合活塞长轴零位与圆度仪回转中心的零位；当步骤三的A1为负值时；将上盘回转分度定位盘3销孔编号401为“0”的定位销孔4的0刻线301对应下盘定位底盘1的分度刻线102以A1角度逆时针旋转上盘回转分度定位盘 3，即重合活塞长轴零位与圆度仪回转中心的零位；

步骤五、定位锁紧步骤：继步骤四，根据步骤三计算得到的待检测活塞长轴零位与圆度仪回转中心零位差值A1四舍五入后的整数度数，取A1整数度数个位数的自然数，对应该自然数在上盘回转分度定位盘3找该自然数对应的销孔编号401插入定位销5后，锁紧锁紧机构6，完成活塞长轴零位与圆度仪回转中心的零位重合调心和定位；比如：当A1为56°时，个位数的自然数为6，则将定位销5插入销孔编号401为“6”号的定位销孔4，A1为89°时插入销孔编号401为“9”号的定位销孔4。定位销5入定位后，压紧缩进机构中的压紧螺母601。使上、下盘锁死。

步骤六、精确测量步骤：将待检测活塞在快速调心多功能底盘工装上固定；此时可使用圆度仪测量活塞各截面的型线和母线，并排除活塞零位与圆度仪零位不重合的测量误差；完成待检测活塞的高精度检测。如用圆度仪进行测量活塞的各截面型线和侧母线。这样测量的结果排除了与活塞零位不重合的测量误差，测量精度高而且效率大幅提高。实验结果显示，本设计成功、有效，测量可靠。

可见，本发明可实现异形件活塞在检测前，保证活塞裙的长轴零位与圆度仪的零位更精确地重合；并将活塞裙长轴零位与圆度仪零位调心误差校正控制在1°以内；即不到最大允许误差3°的三分之一；保证测量结果的精确性；保证高精度测量；避免超差现象；而且，可节省目前繁琐地必须人工预先将待测活塞放到本发明中心才能检测的人工画线调心找心麻烦；只需简单几步准备和计算即可实现精确测量，大大提高了圆度仪测量活塞型线的工作效率；降低了调零操作难度；节省了测量时间；其中，本发明案适用于与采用回转轴法测量活塞型线的圆度仪配合使用，且待测活塞的长轴可以任意放置在本发明上盘；转而利用分度盘的的高精度分度原理，结合圆度仪先测量出活塞长轴零位相对圆度仪回转中心偏放的角度A；然后通过简单的减法运算即360°-A＝A1，快速得到活塞长轴零位与圆度仪回转中心的零位差值A1；并将A1四舍五入取整数度；在本发明上、下盘的分度精度为1°±5′的分度精度控制下；利用分度盘的高精度分度特点将本发明的上、下盘以前述计算得到的A1角度差进行分度旋转，并用定位销定位；通过分度旋转完成调零；即完成活塞裙长轴零位与圆度仪零位重合的校正调节；之后再继续后续的活塞裙型线检测，可最大限度消除因活塞裙长轴零位与圆度仪零位不重合的测量误差，有效保证异形件活塞的测量精度；较传统的人工画线法定位长轴零位，较通过圆度仪进行短轴定位的校正操作过程；不仅效率高，而且兼具精度高的双重优势；加之工装制作简单；不同尺寸活塞精确测量的通用性理想；经济实用。在此基础上，本发明省去了制作多种哑铃销、或人工画线、或旋转敲击定位活塞对线的工装加工制作成本和人力成本；并尤其排除了上述人工画线以及定位对线的测量误差；不仅提高了测量精确度，节约了工装制作成本；而且提高了测量效率；最后，本发明还解决了现有技术下圆度仪工作台有效直径仅为150mm-300mm，无法满足较大工件检测的技术问题；扩大了圆度仪的回转直径；可测量多种型号直径大小不同的活塞；扩充了圆度仪的可测量范围。最后，本发明整体结构简单、制作成本不高；安装调试方便，可满足不同尺寸型号活塞的通用性测量需求。协同从“0”至“9”编号的十个相邻夹角α为11°±1′上盘回转分度定位盘3定位销孔4，以及三十六个相邻夹角β为10°±1′定位底盘1定位销孔4共同作用；通过简单的减法运算即 360°-A＝A1，快速得到活塞长轴零位与圆度仪回转中心的零位差值A1；以A1J 角度差进行分度旋转；使用定位销定位，锁紧机构锁紧；可简单高效地完成上盘以A1角度差进行分度旋转校正重合活塞裙长轴零位与圆度仪零位的操作；降低调零操作难度；测量精度高；不同尺寸活塞的通用性好；经济实用；便于推广。

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (9)

1.圆度仪测量活塞型线的多功能底盘工装，具有可测量活塞长轴零位与圆度仪回转中心零位角度A的圆度仪，其特征在于：具有高圆度的下盘定位底盘(1)，下盘定位底盘(1)同心的轴(101)通过高精度轴承(2)转动连接高圆度的上盘回转分度定位盘(3)以支持上盘回转分度定位盘(3)旋转；下盘定位底盘(1)与上盘回转分度定位盘(3)设有锁定并防止上、下盘转动位移的锁紧机构(6)；下盘定位底盘(1)与上盘回转分度定位盘(3)距盘心距离相等的盘体边缘分别制有若干定位销孔(4)；上述定位销孔(4)直径相等，垂直度相等，配合面平面度相等；上述定位销孔(4)所在圆直径D大于等于300mm；且每个定位销孔(4)以分度精度为1°±5′对上、下盘体进行分度以分度旋转；其中，下盘定位底盘(1)上端的外圆周侧壁制有分度值为1°的分度刻线(102)；上述定位销孔(4)适配一个限制上、下盘转动的定位销(5)；前述定位销孔(4)与圆度仪配合利用360°-A＝A1得到的待检测活塞长轴零位与圆度仪回转中心零位差值A1；并以零位差值A1角度差分度旋转上盘回转分度定位盘(3)后用定位销(5)定位来校正并重合活塞裙长轴零位与圆度仪零位。

2.根据权利要求1所述的圆度仪测量活塞型线的多功能底盘工装，其特征在于：所述下盘定位底盘(1)制有三十六个相邻夹角β为10°±1′的定位销孔(4)；所述上盘回转分度定位盘(3)制有十个相邻夹角α为11°±1′的定位销孔(4)。

3.根据权利要求2所述的圆度仪测量活塞型线的多功能底盘工装，其特征在于：所述上盘回转分度定位盘(3)的十个定位销孔(4)每个孔旁侧分别独立制有标识该孔用的唯一的销孔编号(401)；且上述销孔编号(401)分别以从“0”至“9”的自然数顺序从第一个定位销孔(4)至最末尾的定位销孔(4)一一对应顺次标识；其中销孔编号(401)为“0”的定位销孔(4)对应上盘回转分度定位盘(3)外圆周侧壁制有竖直的0刻线(301)；且0刻线(301)与“0”编号的定位销孔(4)的孔轴线和轴(101)的轴线所确定的竖直平面共面设置。

4.根据权利要求3所述的圆度仪测量活塞型线的多功能底盘工装，其特征在于：所述定位销孔(4)与配合面的垂直度为0.01mm,配合面平面度为0.03mm；每个定位销孔(4)所在圆的直径D为320±0.05mm；每个定位销孔(4)的直径为16H7；所述定位销(5)直径为16g6，且定位销(5)配合面的表面粗糙度Ra1.6。

5.根据权利要求1所述的圆度仪测量活塞型线的多功能底盘工装，其特征在于：所述锁紧机构(6)包括位于下盘定位底盘(1)底面轴端沿轴(101)轴向与轴(101)旋合适配的压紧螺母(601)和垫片(602)，并通过压紧螺母(601)和垫片(602)的轴向旋拧实现上盘回转分度定位盘(3)与下盘定位底盘(1)的锁死和松开。

6.根据权利要求1所述的圆度仪测量活塞型线的多功能底盘工装，其特征在于：所述下盘定位底盘(1)底端与轴(101)同心制有内凹的避让槽(103)；且所述锁紧机构(6)在避让槽(103)内安装。

7.根据权利要求1所述的圆度仪测量活塞型线的多功能底盘工装，其特征在于：所述高精度轴承(2)包括调心轴承(201)和平面推力轴承(202)；所述调心轴承(201)于下盘定位底盘(1)上部安装并支承轴(101)中部；所述平面推力轴承(202)于下盘定位底盘(1)下部安装并支承轴(101)下部；且轴(101)上端与上盘回转分度定位盘(3)同心过盈配合。

8.根据权利要求1所述的圆度仪测量活塞型线的多功能底盘工装，其特征在于：所述下盘定位底盘(1)、上盘回转分度定位盘(3)和定位销(5)用调质处理的合金钢或优质合金钢制成。

9.根据权利要求4-8所述的任一圆度仪测量活塞型线的多功能底盘工装，其测量方法包括如下步骤：

步骤一、零位预对准步骤：将快速调心多功能底盘工装固定放置于圆度仪底座上；并将快速调心多功能底盘工装中上盘回转分度定位盘(3)的销孔编号(401)为“0”的定位销孔(4)0刻线(301)与下盘定位底盘(1)的分度刻线(102)的零位刻度线(1021)对齐；然后用定位销(5)插入销孔编号(401)为“0”的定位销孔(4)以限制上、下盘的转动；

步骤二、圆度仪测量角度A步骤：将待检测的活塞放置于快速调心多功能底盘工装的上盘回转分度定位盘(3)上，且检测活塞的长轴可随意在上盘回转分度定位盘(3)上放置；使用圆度仪对活塞调心调平，并找正0.1mm；借助与圆度仪相关的软件计算检测出此时活塞长轴零位与圆度仪回转中心的角度A；

步骤三、计算角度A1步骤：通过A1＝360°-A计算得到步骤一中待检测活塞长轴零位与圆度仪回转中心零位差值A1；将A1四舍五入到整数度数；由于待检测活塞的最大允许误差为3°，且定位销孔(4)的分度精度为1°±5′因此四舍五入取整数的误差对检测结果的误差可忽略不计；

步骤四、校零步骤：拔出步骤一插入的定位销(5)；并松开锁紧机构(6)；当步骤三的A1为正值时；将上盘回转分度定位盘(3)销孔编号(401)为“0”的定位销孔(4)的0刻线(301)对应下盘定位底盘(1)的分度刻线(102)以A1角度顺时针旋转，以重合活塞长轴零位与圆度仪回转中心的零位；当步骤三的A1为负值时；将上盘回转分度定位盘(3)销孔编号(401)为“0”的定位销孔(4)的0刻线(301)对应下盘定位底盘(1)的分度刻线(102)以A1角度逆时针旋转，以重合活塞长轴零位与圆度仪回转中心的零位；

步骤五、定位锁紧步骤：继步骤四，将步骤三四舍五入后为整数A1的度数取其个位的自然数，对应该自然数在上盘回转分度定位盘(3)找该自然数对应的销孔编号(401)插入定位销(5)，锁紧锁紧机构(6)，完成活塞长轴零位与圆度仪回转中心的零位重合调心和定位；

步骤六、精确测量步骤：将待检测活塞在上盘回转分度定位盘(3)上固定；使用圆度仪测量活塞各截面的型线和母线；完成待检测活塞的高精度检测。