CN205102727U - 一种圆筒类零件内孔定位装置及外轮廓形位公差测量仪器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种圆筒类零件内孔定位装置及外轮廓形位公差测量仪器，其中定位装置包括定位芯轴，还包括套装在该定位芯轴顶端的第一锁紧螺母，该定位芯轴上段设有第一圆锥面、下段设有第二圆锥面，定位芯轴的底端为圆柱段，所述第二圆锥面与零件内孔的第一定位面相接触，第一圆锥面的锥角大于第二圆锥面的锥角，所述第一圆锥面的表面套有涨簧，该涨簧上段的外表面为与零件内孔的第二定位面相接触的涨簧定位面，涨簧上段的内表面为第三圆锥面，第一圆锥面与第三圆锥面接触，涨簧下段为与定位芯轴相接触的导向段。本实用新型结构简易，操作方便，实现了对圆筒类零件的无间隙定位，保证了零件和定位芯轴的同轴度，对零件外轮廓形位公差的测量精度高。

Description

一种圆筒类零件内孔定位装置及外轮廓形位公差测量仪器

技术领域

本实用新型属于测量仪器领域，特别涉及一种圆筒类零件内孔定位装置及外轮廓形位公差测量仪器，适用于以内孔为基准的圆筒类零件内孔定位及外轮廓形状位置测量。

背景技术

在现有技术中，以内孔为基准的圆筒类零件在进行外轮廓形位公差测量时，定位方式一般是用与内孔相配合的定位芯轴外圆面进行定位，定位装置定位尺寸一般是刚性尺寸。对于现有的这种定位装置，由于内孔和定位芯轴外圆面是间隙配合，因此零件装上去之后，内孔和定位芯轴外圆面之间存在间隙，导致零件和定位芯轴产生同轴度误差，甚至偏心。在测量时由定位芯轴带动零件回转，从而使零件外轮廓形状公差和位置公差测量不准确，达不到高精度要求。

发明内容

使用现有的圆筒类零件内孔定位装置进行圆筒类零件外轮廓形状位置测量时，定位装置定位尺寸为刚性尺寸，零件和定位芯轴之间存在同轴度误差，从而使零件外轮廓形位公差测量不准确，测量精度低。本实用新型的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种圆筒类零件内孔定位装置及外轮廓形位公差测量仪器。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种圆筒类零件内孔定位装置，包括定位芯轴，还包括套装在该定位芯轴顶端的第一锁紧螺母，该定位芯轴上段设有第一圆锥面、下段设有第二圆锥面，定位芯轴的底端为圆柱段，所述第二圆锥面与零件内孔的第一定位面相接触，第一圆锥面的锥角大于第二圆锥面的锥角，所述第一圆锥面的表面套有涨簧，该涨簧上段的外表面为与零件内孔的第二定位面相接触的涨簧定位面，涨簧上段的内表面为第三圆锥面，第一圆锥面与第三圆锥面接触，涨簧下段为与定位芯轴相接触的导向段。

本实用新型适用于定位内孔为通孔的圆筒类零件，零件定位尺寸为两个内径，分别为零件底部的内孔的第一定位面和零件顶部的内孔的第二定位面。第二圆锥面和零件内孔的第一定位面无间隙接触，限制3个自由度；第三圆锥面和第一圆锥面无间隙接触，涨簧定位面和零件内孔的第二定位面无间隙接触，和第二圆锥面组合定位，总共限制5个零件自由度，从而实现定位功能。

涨簧的涨紧力夹紧零件，且涨簧定位面和第二定位面之间的摩擦力带动零件向定位芯轴的大端方向移动，从而使得零件内孔的第一定位面紧贴定位芯轴的第二圆锥面，从而实现夹紧功能。

本实用新型利用涨簧夹紧结构，利用涨簧和第一圆锥面配合定位零件顶部的内孔，解决了现有技术中，以内孔为基准的套筒类零件的定位装置导致零件和定位芯轴产生同轴度误差，甚至偏心，从而使测量不准确的问题，提高了测量精度。

本实用新型对零件无间隙定位，保证了零件和定位芯轴的同轴度。

进一步地，还包括套装在该定位芯轴上的压环，所述涨簧的上方依次为压环、第一锁紧螺母。

第一锁紧螺母和涨簧之间设有套装在定位芯轴上的压环，避免第一锁紧螺母直接压在涨簧上时，第一锁紧螺母旋转带动涨簧旋转。

进一步地，还包括套装在所述定位芯轴上的弹簧和与该定位芯轴相螺接的挡圈，所述挡圈的上方依次为弹簧、涨簧。

所述弹簧对涨簧起快速脱出的作用。松掉第一锁紧螺母后，受压的弹簧便恢复，从而对涨簧施加一个向上的作用力，使得涨簧退出定位芯轴的第一圆锥面，同时涨簧定位面收缩，圆筒类零件便可以取出。

挡圈与定位芯轴相螺接，对弹簧起支撑作用，可在定位芯轴上调节高度位置来调整弹簧的压缩量。

进一步地，还包括与第一锁紧螺母可拆卸连接的第一手柄。

夹紧零件时，将第一手柄与第一锁紧螺母相连接，利用第一手柄带动第一锁紧螺母转动，涨簧在定位芯轴上沿着第一圆锥面移动，越往第一圆锥面锥面增大的方向移动，涨簧定位面定位尺寸越大。

进一步地，所述涨簧上段竖直开有至少4个对称槽，所述对称槽的底端设有腰形圆孔。

腰形圆孔可以防止槽开裂。

进一步地，还包括导向螺钉、开在导向段的定位槽，所述导向螺钉穿过所述定位槽与定位芯轴相连接。

导向螺钉与定位槽配合，限制涨簧旋转。当卸下零件时，由于导向螺钉的限位作用，涨簧不会从定位芯轴上脱出。

作为一种优选方式，所述第二圆锥面的锥角γ为4°～10°。

第二圆锥面的锥角γ为4°～10°，保证零件底部的内孔在公差范围内变化均可以和定位芯轴的第二圆锥面无间隙接触。

作为一种优选方式，所述第三圆锥面的锥角α大于第一圆锥面的锥角β，其差值△的范围为0.5°～1.5°。

第三圆锥面的锥角α略大于第一圆锥面的锥角β，防止第三圆锥面卡死在第一圆锥面上，从而防止涨簧卡死在定位芯轴上。涨簧定位面尺寸为可涨大尺寸，通过第一圆锥面与第三圆锥面配合的相对移动，使得涨簧定位面直径涨大，从而涨簧定位面紧贴在零件内孔的第二定位面，保证零件顶部的内孔在公差范围内变化均可以和涨簧定位面无间隙接触。

作为一种优选方式，所述第一圆锥面、第二圆锥面与圆柱段的同轴度小于0.01mm。

所述第一圆锥面、第二圆锥面与圆柱段的同轴度小于百分表的精度0.01mm，以保证定位装置装配后的同轴度。

基于同一个发明构思，本实用新型还提供了一种圆筒类零件外轮廓形位公差测量仪器，包括轴承、杠杆百分表和百分表，包括所述的圆筒类零件内孔定位装置，所述圆柱段安装在轴承内。

测量时，圆筒类零件夹紧定位在定位装置上，定位装置旋转，从而带动圆筒类零件回转，位于测量仪器上的百分表对零件外轮廓形位公差进行测量。

与现有技术相比，本实用新型结构简易，操作方便，实现了对圆筒类零件的无间隙定位，保证了零件和定位芯轴的同轴度，对零件外轮廓形位公差的测量精度高。

附图说明

图1为本实用新型定位装置的装配图。

图2为本实用新型第一手柄的结构示意图。

图3为图1中定位芯轴的结构示意图。

图4为图1中涨簧的结构示意图。

图5为图3的俯视图。

图6为本实用新型定位装置的立体图。

图7为本实用新型测量仪器的装配图。

图8为图7的左视图。

图9为图7中底座的主视图。

图10为图9的俯视图。

图11为图7中竖直支架的主视图。

图12为图11的右视图。

图13为图7中旋转支架的结构图。

图14为图13的A-A剖视图。

图15为图7中第二套筒的右视图。

图16为图15的B-B剖视图。

其中，1为底座，2为定位芯轴，3为对称槽，4为腰形圆孔，5为导向螺钉，6为圆柱段，7为分度孔，8为表架杆，9为杠杆百分表，10为第一固定调节结构，11为固定杆，12为分度杆，13为百分表，14为竖直支架，15为旋转支架，16为第二固定调节结构，17为凸台，18为第一套筒，19为轴承，20为压板，21为预紧螺钉，22为第一导向槽，23为导向座，24为锁紧螺杆，25为第二锁紧螺母，26为凸起，27为沉台，28为定位槽，29为压环，30为复位弹簧，31为台阶部，32为第二套筒，33为第二导向槽，34为导向销，35为外螺纹，36为锁紧螺钉，37为圆柱销，38为压紧螺钉，39为第一销孔，40为螺纹孔，41为扇形板，42为扇形槽，43为第二销孔，44为弧形槽，45为通孔，46为表架螺钉，47为浅槽，48为第二手柄，49为第一锁紧螺母，50为第一圆锥面，51为第二圆锥面，52为涨簧，53为涨簧定位面，54为第三圆锥面，55为导向段，56为弹簧，57为挡圈，58为第一手柄。

具体实施方式

如图1至图6所示，本实用新型的一实施例包括定位芯轴2，还包括套装在该定位芯轴2顶端的第一锁紧螺母49，该定位芯轴2上段设有第一圆锥面50、下段设有第二圆锥面51，定位芯轴2的底端为圆柱段6，所述第二圆锥面51与零件内孔的第一定位面相接触，第一圆锥面50的锥角大于第二圆锥面51的锥角，所述第一圆锥面50的表面套有涨簧52，该涨簧52上段的外表面为与零件内孔的第二定位面相接触的涨簧定位面53，涨簧52上段的内表面为第三圆锥面54，第一圆锥面50与第三圆锥面54接触，涨簧52下段为与定位芯轴2相接触的导向段55。

还包括套装在该定位芯轴2上的压环29，所述涨簧52的上方依次为压环29、第一锁紧螺母49。

还包括套装在所述定位芯轴2上的弹簧56和与该定位芯轴2相螺接的挡圈57，所述挡圈57的上方依次为弹簧56、涨簧52。

还包括与第一锁紧螺母49可拆卸连接的第一手柄58。

所述涨簧52上段竖直开有4个对称槽3，所述对称槽3的底端设有腰形圆孔4。

还包括导向螺钉5、开在导向段55的定位槽28，所述导向螺钉5穿过所述定位槽28与定位芯轴2相连接。

所述第二圆锥面51的锥角γ为4°～10°。

所述第三圆锥面54的锥角α大于第一圆锥面50的锥角β，其差值△的范围为0.5°～1.5°。

所述第一圆锥面50、第二圆锥面51与圆柱段6的同轴度小于0.01mm。

所述涨簧52的中间段为薄壁圆筒，壁厚为2mm~4mm，涨簧52上段竖直开有4个对称槽3，对称槽3的槽宽为2mm~3mm；涨簧52由弹簧钢制成，涨簧52的导向段55与定位芯轴2为小间隙配合，间隙范围为0.02mm~0.04mm。导向螺钉5与定位槽28之间为大间隙配合，间隙范围为0.5mm~2mm。α取30°。

压环29底面设有一个沉台27，沉台27可以减少压环29和涨簧52的接触面，减小了压环29和涨簧52接触面的摩擦力。

定位芯轴2还设有与零件内螺纹相配合的外螺纹35。

如图7至16所示，一种圆筒类零件外轮廓形位公差测量仪器，包括轴承19、杠杆百分表9和百分表13，包括所述的圆筒类零件内孔定位装置，所述圆柱段6安装在轴承19内。

圆筒类零件外轮廓形位公差测量仪器包括所述定位装置、第一测量装置、第二测量装置和底座1，

所述第一测量装置包括竖直固定在底座1上且可前后移动的表架杆8，以及若干个杠杆百分表9，所述杠杆百分表9通过第一固定调节结构10与表架杆8相连；

所述第二测量装置包括竖直固定在底座1上的固定杆11、固定杆11上的分度装置和多自由度表架调节装置；所述分度装置包括横向穿过固定杆11的分度杆12，定位芯轴2上均布有分度孔7，用于和第二测量装置上的分度杆12配合。所述分度杆12可插入或拔出所述分度孔7；所述多自由度表架调节装置包括百分表13、与固定杆11相连的高度可调的竖直支架14、与竖直支架14相连的可绕竖直支架14旋转的旋转支架15、与旋转支架15相连的长度可调的第二固定调节结构16，所述百分表13通过第二固定调节装置与旋转支架15相连；

所述底座1包括表面中央的中空凸台17，套装固定在凸台17内部的第一套筒18，所述第一套筒18内置可竖直固定圆柱段6的轴承19，所述圆柱段6的底端设有压在轴承19内圈的压板20，所述压板20和圆柱段6通过预紧螺钉21相连；所述第一测量装置和第二测量装置分别位于定位装置的两侧。

定位芯轴2用于对零件内孔基准定位。

第一调节装置和第二调节装置均可以根据零件外圆或台阶或凸台等位置的需要调节到相应的位置，再进行固定测量。旋转支架15可以绕竖直支架14旋转，竖直支架14高度可调，第二固定调节结构16长度可调，这样便形成多自由度表架调节装置，实现零件复杂外轮廓特征的测量。分度装置有两个工作状态，状态A：分度杆12插入定位芯轴2的分度孔7内，定位芯轴2旋转被限制，此时进行装卸待测零件；状态B：分度杆12从定位芯轴2的分度孔7拔出，定位芯轴2可以旋转，进行测量。从而实现了对定位芯轴2旋转自由度的控制。

测量时，将定位装置装在第一套筒18的轴承19内，通过预紧螺钉21和压板20可对轴承19进行预紧，调整轴承19游隙，使游隙最小，使定位装置轴向跳动量和径向跳动量均小于0.01mm。将圆筒类零件安装在定位芯轴2上，根据需要对第一测量装置进行位置调整，使得表架杆8处于便于测量的最合适的位置并固定在底座1上，调整好第一固定调节结构10的位置并固定，将杠杆百分表9和百分表13调零，旋转定位芯轴2，杠杆百分表9和百分表13便显示外轮廓形状和位置公差读数。多个杠杆百分表9可对外圆跳动量和台阶端面跳动量进行同步实时测量，可同时测量多个外圆面和多个台阶。

所述底座1的上表面开有前后方向的第一导向槽22，所述底座1的上表面设有架在第一导向槽22上方的导向座23，所述表架杆8与导向座23固定，所述导向座23可沿第一导向槽22前后移动且可自由调节固定位置。

还包括穿过导向座23的锁紧螺杆24，所述锁紧螺杆24的一端位于第一导向槽22内，另一端装有第二锁紧螺母25，所述第一导向槽22的侧表面设有防止锁紧螺杆24从第一导向槽22脱出的凸起26。

拧紧第二锁紧螺母25便将导向座23压紧在底座1上，将其固定，从而将表架杆8固定，以便安装和调节第一固定调节结构10。

所述分度杆12上套有位于定位芯轴2与固定杆11之间的复位弹簧30，所述分度杆12上还设有对复位弹簧30限位的台阶部31。

复位弹簧30在状态A受压，处于压缩状态，产生作用在台阶部31上的向左的力，防止装卸零件时分度杆12从分度孔7内脱出。

所述固定杆11上还设有套在分度杆12上的第二套筒32，所述第二套筒32上横向开有长度小于分度孔7深度的第二导向槽33，所述分度杆12上设有可在第二导向槽33内移动的导向销34，所述导向销34与定位芯轴2分别位于固定杆11的两侧。

在状态A，导向销34位于第二导向槽33内，在第二导向槽33内移动，分度杆12插入定位芯轴2的分度孔7内，导向销34限制分度杆12旋转。在状态B，拉动分度杆12，将导向销34拉出第二导向槽33，分度杆12被拔出定位芯轴2的分度孔7。

定位芯轴2上与第二外圆面顶部相邻的部位还设有与零件内螺纹相配合的外螺纹35。

外螺纹35与零件内螺纹相配合对零件进行固定，保证产品零件测量时不会移动，不受外力作用影响而移动。这样本实用新型测量仪器的定位基准和零件的设计基准重合，使得测量基准不重合误差为零。

还包括锁紧螺钉36，所述竖直支架14的下段插入所述固定杆11的顶端并与固定杆11间隙配合，所述锁紧螺钉36穿过固定杆11并与竖直支架14下段的侧面接触，竖直支架14下段与锁紧螺钉36接触的侧面为平面。

借由上述结构，在竖直方向可以调节竖直支架14的高度，通过锁紧螺钉36进行位置锁紧。竖直支架14下段与锁紧螺钉36接触的侧面为平面，从而锁紧螺钉36锁紧时有足够的受力面，也限制了竖直支架14的旋转，便于锁紧螺钉36压紧。

还包括圆柱销37和压紧螺钉38，所述竖直支架14的上段从上往下依次开有第一销孔39和螺纹孔40，所述旋转支架15与竖直支架14相连的一端为相对的两块扇形板41，扇形板41之间形成扇形槽42，所述扇形板41上从上往下依次开有第二销孔43和弧形槽44，所述竖直支架14的上段插入所述扇形槽42内，圆柱销37穿过第一销孔39和第二销孔43，压紧螺钉38穿过螺纹孔40和扇形槽42。

扇形槽42和竖直支架14形成移动副，可以绕着圆柱销37中心旋转，环形槽的角度大小可以根据测量需要灵活制定。

所述旋转支架15与第二固定调节结构16相连的一端开有穿透至扇形槽42的通孔45，所述第二固定调节结构16为长度调节百分表架，所述长度调节百分表架一端装有百分表13，另一端伸入通孔45内并与通孔45间隙配合，旋转支架15上还设有锁紧长度调节百分表架的表架螺钉46。

长度调节百分表架在通孔45内可以调节位置。

表架杆8的长度高于待测零件的长度，以便测量任意外轮廓的零件。所述第一固定调节结构10为根据需求选择的百分表架。所述轴承19为角接触轴承。

锁紧螺杆24的头部为方形，使其在锁紧时不能在第一导向槽22内旋转，第二锁紧螺母25接触面较大，可以承受较大的锁紧力，使得锁紧可靠。

所述第二套筒32上还开有与第二导向槽33相垂直的浅槽47。在状态B，将导向销34拉出第二导向槽33，将分度杆12旋转90°，使导向销34位于浅槽47内，便于对分度杆12定位。所述分度杆12的末端还设有便于抽动分度杆12的第二手柄48，所述第二手柄48与定位芯轴2分别位于固定杆11的两侧。

Claims (10)

1.一种圆筒类零件内孔定位装置，包括定位芯轴（2），其特征在于，还包括套装在该定位芯轴（2）顶端的第一锁紧螺母（49），该定位芯轴（2）上段设有第一圆锥面（50）、下段设有第二圆锥面（51），定位芯轴（2）的底端为圆柱段（6），所述第二圆锥面（51）与零件内孔的第一定位面相接触，第一圆锥面（50）的锥角大于第二圆锥面（51）的锥角，所述第一圆锥面（50）的表面套有涨簧（52），该涨簧（52）上段的外表面为与零件内孔的第二定位面相接触的涨簧定位面（53），涨簧（52）上段的内表面为第三圆锥面（54），第一圆锥面（50）与第三圆锥面（54）接触，涨簧（52）下段为与定位芯轴（2）相接触的导向段（55）。

2.如权利要求1所述的圆筒类零件内孔定位装置，其特征在于，还包括套装在该定位芯轴（2）上的压环（29），所述涨簧（52）的上方依次为压环（29）、第一锁紧螺母（49）。

3.如权利要求1所述的圆筒类零件内孔定位装置，其特征在于，还包括套装在所述定位芯轴（2）上的弹簧（56）和与该定位芯轴（2）相螺接的挡圈（57），所述挡圈（57）的上方依次为弹簧（56）、涨簧（52）。

4.如权利要求1所述的圆筒类零件内孔定位装置，其特征在于，还包括与第一锁紧螺母（49）可拆卸连接的第一手柄（58）。

5.如权利要求1所述的圆筒类零件内孔定位装置，其特征在于，所述涨簧（52）上段竖直开有至少4个对称槽（3），所述对称槽（3）的底端设有腰形圆孔（4）。

6.如权利要求1所述的圆筒类零件内孔定位装置，其特征在于，还包括导向螺钉（5）、开在导向段（55）的定位槽（28），所述导向螺钉（5）穿过所述定位槽（28）与定位芯轴（2）相连接。

7.如权利要求1至6任一项所述的圆筒类零件内孔定位装置，其特征在于，所述第二圆锥面（51）的锥角γ为4°～10°。

8.如权利要求1至6任一项所述的圆筒类零件内孔定位装置，其特征在于，所述第三圆锥面（54）的锥角α大于第一圆锥面（50）的锥角β，其差值△的范围为0.5°～1.5°。

9.如权利要求1至6任一项所述的圆筒类零件内孔定位装置，其特征在于，所述第一圆锥面（50）、第二圆锥面（51）与圆柱段（6）的同轴度小于0.01mm。

10.一种圆筒类零件外轮廓形位公差测量仪器，包括轴承（19）、杠杆百分表（9）和百分表（13），其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的圆筒类零件内孔定位装置，所述圆柱段（6）安装在轴承（19）内。