CN114577170A - 一种半球谐振子唇沿面与柄杆垂直度快速测量装置 - Google Patents

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王锐
白雪军
徐嘉阳
张钰
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Abstract

本发明涉及一种半球谐振子唇沿面与柄杆垂直度快速测量装置，包括半球谐振子、工装台、比较仪和销钉，半球谐振子包括柄杆和半球体，柄杆一端与半球体固定连接，柄杆位于半球体的球心上；半球体的端面为唇沿；工装台为柱形台，在柱形台中轴位置开有柱形孔；在柱形台的侧壁上开有测针孔，测针孔与柱形孔连通，比较仪的测针可伸入测针孔中；半球谐振子的柄杆置于柱形孔中，唇沿与工装台上端面紧密贴合；销钉位于工装台上，用于限定半球谐振子与比较仪的位置关系。本发明测量所用装置精巧、简便、占用空间小、成本低，为半球谐振子唇沿研修加工过程中实时地测量检验提供了理论和实际上的支撑。

Description

一种半球谐振子唇沿面与柄杆垂直度快速测量装置
技术领域
本发明涉及一种半球谐振子唇沿面与柄杆垂直度快速测量装置，属于半球谐振陀螺技术领域。
背景技术
半球谐振陀螺是一种适用于捷联惯性导航系统的新型固态陀螺，由于自身的诸多优点使其能够在航海、航空及航天领域满足其他陀螺所难以达到的性能要求。半球谐振子作为半球谐振陀螺的关键零件，其柄杆与唇沿面的垂直度会影响导航的精度。
在半球谐振子的加工过程中，唇沿面在机械加工后不可避免地会存在一定程度的倾斜偏差，并直接表现为其与柄杆的垂直度误差。因此，在后续研修唇沿面之前，需对其现有的垂直度进行检验，现有手段大多为利用三坐标测量仪测量多组点与点之间的距离。此外，在唇沿面的研修过程中，应尽量实时确定垂直度偏差以及时调整去量方向，从而在保证唇沿面和柄杆具有较好的垂直度的同时，保证唇沿去量尽可能的少，避免影响其他方面的精度，这就需要对二者的垂直度进行及时且可靠的测量，该阶段现同样采用三坐标测量仪进行测量。
由于半球谐振子的结构，在利用三坐标测量仪测量时，存在装夹及定位复杂、测量时间长(测量单个半球谐振子总计用时需15～20分钟)、成本高，以及不便于现场使用等问题，给相关加工及检验过程带来了极大的不便。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种半球谐振子唇沿面与柄杆垂直度快速测量装置，解决研修及检验过程中难以掌握唇沿面与柄杆垂直度的难题，为高效、精密加工提供了支撑，对提升半球谐振陀螺精度具有重要意义。
本发明解决技术的方案是：
一种半球谐振子唇沿面与柄杆垂直度快速测量装置，包括半球谐振子、工装台、比较仪和销钉，
半球谐振子包括柄杆和半球体，柄杆一端与半球体固定连接，柄杆位于半球体的球心上；半球体的端面为唇沿；
工装台为柱形台，在柱形台中轴位置开有柱形孔；在柱形台的侧壁上开有测针孔，测针孔与柱形孔连通，比较仪的测针可伸入测针孔中；半球谐振子的柄杆置于柱形孔中，唇沿与工装台上端面紧密贴合；销钉位于工装台上，用于限定半球谐振子与比较仪的位置关系。
进一步的，工装台的上端面与销钉均镀有耐磨涂层。
进一步的，半球谐振子的唇沿相邻外圆紧靠工装台上的销钉外圆柱面，同时，比较仪的位置可确保测量时有足够的读数区间。
进一步的，测量时，旋转半球谐振子并通过比较仪读出数值最大值与最小值，最大值与最小值相差越大，则半球谐振子的柄杆与唇沿的垂直度越差，反之则越好。
进一步的，半球谐振子具有圆柱结构的唇沿，且其全跳动值≤1μm。
进一步的，半球谐振子的唇沿面及工装台的上端面，平面度均优于0.5μm，粗糙度等级均至少为8级。
进一步的，涂层材料采用TiN，厚度为2～3μm。
进一步的，销钉为两个，具有微米级的圆柱度。
进一步的，比较仪的测针轴线与工装台的上端面具有微米级的平行度，两个销钉相对于比较仪的测针轴线的距离差应在0.005mm内。
进一步的，测量得到的跳动数值与唇沿面的倾斜角度之间关系为：
Figure BDA0003494439850000021
其中，d为柄杆直径，l为柄杆远端距理想唇沿面的距离，a为实际唇沿面的倾斜角度，n为测量得到的跳动数值。
进一步的，唇沿直径D与垂直度m之间关系为：
m＝D·tan(a)。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
(1)本发明利用柄杆(台阶轴小轴)远端的圆跳动反映其与唇沿面(台阶轴小轴的相邻端面)的垂直度,测量方法便捷、快速，不仅解决了使用三坐标测量仪时装夹及定位带来的困难，还大大缩短了测量时间(使用本发明测量单个半球谐振子用时仅需0.5～1分钟)；
(2)本发明测量所用装置精巧、简便、占用空间小、成本低，为半球谐振子唇沿研修加工过程中实时地测量检验提供了理论和实际上的支撑。
附图说明
图1为本发明结构图；
图2为本发明外部结构图；
图3为本发明半球谐振子结构图；
图4为本发明测量原理图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
一种半球谐振子唇沿面与柄杆垂直度快速测量装置，如图1-4所示，包括半球谐振子1、工装台2、比较仪3和销钉4，销钉4为两个，具有微米级的圆柱度。
半球谐振子1包括柄杆11和半球体12，柄杆一端与半球体固定连接，柄杆位于半球体的球心上；半球体的端面为唇沿13；
工装台2为柱形台，在柱形台中轴位置开有柱形孔；在柱形台的侧壁上开有测针孔，测针孔与柱形孔连通，比较仪3的测针可伸入测针孔中；半球谐振子的柄杆置于柱形孔中，唇沿与工装台2上端面紧密贴合；销钉4位于工装台2上，用于限定半球谐振子1与比较仪3的位置关系。
工装台2的上端面与销钉4均镀有耐磨涂层，涂层材料采用TiN，厚度为2～3μm。
半球谐振子1的唇沿相邻外圆紧靠工装台2上的销钉4外圆柱面，同时，比较仪3的位置可确保测量时有足够的读数区间。测量时，旋转半球谐振子1并通过比较仪3读出数值最大值与最小值，最大值与最小值相差越大，则半球谐振子1的柄杆与唇沿的垂直度越差，反之则越好。
半球谐振子1具有圆柱结构的唇沿，且其全跳动值≤1μm。测量得到的跳动数值与唇沿面的倾斜角度之间关系为：
Figure BDA0003494439850000041
其中，d为柄杆直径，l为柄杆远端距理想唇沿面的距离，a为实际唇沿面的倾斜角度，n为测量得到的跳动数值。唇沿直径D与垂直度m之间关系为：
m＝D·tan(a)。
半球谐振子1的唇沿面及工装台2的上端面，平面度均优于0.5μm，粗糙度等级均至少为8级。
比较仪3的测针轴线与工装台2的上端面具有微米级的平行度，两个销钉4相对于比较仪3的测针轴线的距离差应在0.005mm内。
比较仪3的测头采用圆柱平头，材料为红宝石，以保证测量精度。比较仪3采用扭簧比较仪或电感比较仪，测量精度优于0.5μm。
在应用场景中，考虑到实际唇沿面倾斜角度a非常小(a°<<5°)，为尽量减小影响，将tan(a)近似为sin(a)，
Figure BDA0003494439850000042
推导可得到，
Figure BDA0003494439850000043
同时，对于垂直度m，有如下关系，
m＝D·tan(a) (4)
因此，结合式3与式4可推出所测得的跳动数值n与垂直度m的关系，如式5所示。
Figure BDA0003494439850000051
本发明利用半球谐振子柄杆与唇沿具有较好的同轴度，以及类台阶轴的结构特点，以唇沿面作为半球谐振子的定位基准面，限制其轴向的位移和绕水平轴的旋转，同时，利用唇沿相邻外圆限制其径向的位移，使得半球谐振子仅可绕其轴线旋转，进而可利用高精度比较仪测得柄杆远端的圆跳动。由于柄杆远端的圆跳动大小可直接反映出其相对于唇沿外圆柱面的距离变化，且唇沿的圆柱结构可保证所测的圆跳动数值不受球面结构影响而产生误差，因此可将所测得的圆跳动作为评价柄杆与唇沿面垂直度的依据。即根据垂直度定义，将结构(柄杆)远端的偏差量转换为以被修整面(唇沿面)为基准，绕工件(半球谐振子)轴线旋转时基准圆的跳动值。
本发明利用柄杆(台阶轴小轴)远端的圆跳动反映其与唇沿面(台阶轴小轴的相邻端面)的垂直度,测量方法便捷、快速，不仅解决了使用三坐标测量仪时装夹及定位带来的困难，还大大缩短了测量时间(使用本发明测量单个半球谐振子用时仅需0.5～1分钟)；
本发明测量所用装置精巧、简便、占用空间小、成本低，为半球谐振子唇沿研修加工过程中实时地测量检验提供了理论和实际上的支撑。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (11)

1.一种半球谐振子唇沿面与柄杆垂直度快速测量装置，其特征在于，包括半球谐振子、工装台、比较仪和销钉，
半球谐振子包括柄杆和半球体，柄杆一端与半球体固定连接，柄杆位于半球体的球心上；半球体的端面为唇沿；
工装台为柱形台，在柱形台中轴位置开有柱形孔；在柱形台的侧壁上开有测针孔，测针孔与柱形孔连通，比较仪的测针可伸入测针孔中；半球谐振子的柄杆置于柱形孔中，唇沿与工装台上端面紧密贴合；销钉位于工装台上，用于限定半球谐振子与比较仪的位置关系。
2.根据权利要求1所述的一种半球谐振子唇沿面与柄杆垂直度快速测量装置，其特征在于，工装台的上端面与销钉均镀有耐磨涂层。
3.根据权利要求1所述的一种半球谐振子唇沿面与柄杆垂直度快速测量装置，其特征在于，半球谐振子的唇沿相邻外圆紧靠工装台上的销钉外圆柱面，同时，比较仪的位置可确保测量时有足够的读数区间。
4.根据权利要求1所述的一种半球谐振子唇沿面与柄杆垂直度快速测量装置，其特征在于，测量时，旋转半球谐振子并通过比较仪读出数值最大值与最小值，最大值与最小值相差越大，则半球谐振子的柄杆与唇沿的垂直度越差，反之则越好。
5.根据权利要求1所述的一种半球谐振子唇沿面与柄杆垂直度快速测量装置，其特征在于，半球谐振子具有圆柱结构的唇沿，且其全跳动值≤1μm。
6.根据权利要求1所述的一种半球谐振子唇沿面与柄杆垂直度快速测量装置，其特征在于，半球谐振子的唇沿面及工装台的上端面，平面度均优于0.5μm，粗糙度等级均至少为8级。
7.根据权利要求2所述的一种半球谐振子唇沿面与柄杆垂直度快速测量装置，其特征在于，涂层材料采用TiN，厚度为2～3μm。
8.根据权利要求1所述的一种半球谐振子唇沿面与柄杆垂直度快速测量装置，其特征在于，销钉为两个，具有微米级的圆柱度。
9.根据权利要求1所述的一种半球谐振子唇沿面与柄杆垂直度快速测量装置，其特征在于，比较仪的测针轴线与工装台的上端面具有微米级的平行度，两个销钉相对于比较仪的测针轴线的距离差应在0.005mm内。
10.根据权利要求1所述的一种半球谐振子唇沿面与柄杆垂直度快速测量装置，其特征在于，测量得到的跳动数值与唇沿面的倾斜角度之间关系为：
Figure FDA0003494439840000021
其中，d为柄杆直径，l为柄杆远端距理想唇沿面的距离，a为实际唇沿面的倾斜角度，n为测量得到的跳动数值。
11.根据权利要求10所述的一种半球谐振子唇沿面与柄杆垂直度快速测量装置，其特征在于，唇沿直径D与垂直度m之间关系为：
m＝D·tan(a)。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11295005A (ja) * 1998-04-15 1999-10-29 Fuji Oozx Inc 排気ブレーキ装置におけるアクチュエータ取付面の検査方法
CN101013029A (zh) * 2006-02-03 2007-08-08 奥林巴斯医疗株式会社 同轴度和垂直度测定装置及其方法
CN101266128A (zh) * 2008-05-06 2008-09-17 力帆实业(集团)股份有限公司 气门检具
CN101709945A (zh) * 2009-11-27 2010-05-19 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 柱塞零件圆柱度公差现场检测装置及其检测方法
CN103047924A (zh) * 2012-12-27 2013-04-17 重庆歇马机械曲轴有限公司 发动机曲轴总成曲柄杆部同轴度和垂直度检具及检测方法
CN107014280A (zh) * 2017-06-02 2017-08-04 安徽龙磁科技股份有限公司 一种检测磁瓦垂直度的检具
CN109483394A (zh) * 2018-09-13 2019-03-19 西安航晨机电科技股份有限公司 半球谐振子超精密球面加工装置及加工方法
CN211346826U (zh) * 2019-11-11 2020-08-25 中国船舶重工集团公司第七一七研究所 一种半球谐振陀螺精密装调和检测装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11295005A (ja) * 1998-04-15 1999-10-29 Fuji Oozx Inc 排気ブレーキ装置におけるアクチュエータ取付面の検査方法
CN101013029A (zh) * 2006-02-03 2007-08-08 奥林巴斯医疗株式会社 同轴度和垂直度测定装置及其方法
CN101266128A (zh) * 2008-05-06 2008-09-17 力帆实业(集团)股份有限公司 气门检具
CN101709945A (zh) * 2009-11-27 2010-05-19 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 柱塞零件圆柱度公差现场检测装置及其检测方法
CN103047924A (zh) * 2012-12-27 2013-04-17 重庆歇马机械曲轴有限公司 发动机曲轴总成曲柄杆部同轴度和垂直度检具及检测方法
CN107014280A (zh) * 2017-06-02 2017-08-04 安徽龙磁科技股份有限公司 一种检测磁瓦垂直度的检具
CN109483394A (zh) * 2018-09-13 2019-03-19 西安航晨机电科技股份有限公司 半球谐振子超精密球面加工装置及加工方法
CN211346826U (zh) * 2019-11-11 2020-08-25 中国船舶重工集团公司第七一七研究所 一种半球谐振陀螺精密装调和检测装置

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