RU2198378C2

RU2198378C2 - Multipurpose spherometer

Info

Publication number: RU2198378C2
Application number: RU2001104756A
Authority: RU
Inventors: Г.П. Моторикин
Original assignee: Министерство Российской Федерации по атомной энергии
Priority date: 2001-02-19
Filing date: 2001-02-19
Publication date: 2003-02-10

Abstract

FIELD: measurement of spherical articles. SUBSTANCE: multipurpose spherometer includes base 1, stage 2, carrier unit on which axial reading head 19 is installed. Base 1 with stage 2 is joined by means of lower rod 4, guide 5 and micrometric screw 6 with lower carriage 7. Carrier unit comprises two parts with joints. One part comes in the form of upper carriage 13 mounted on upper rod 10, guide 11 and micrometric screw 12 linked with the aid of standard rotation spindle to lower carriage 7. Second part of carrier unit is tied up with axial reading head 19 and is put on upper carriage by means of tail spindle 15. EFFECT: raised measurement accuracy. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области технологии машиностроения и приборостроения, к технике метрологического обеспечения, а именно к средствам для измерения действительных размеров параметров наружных и внутренних поверхностей и радиусов сферических изделий. The invention relates to the field of technology of mechanical engineering and instrumentation, to the technique of metrological support, and in particular to means for measuring the actual dimensions of the parameters of the external and internal surfaces and radii of spherical products.

Преимущественная область его применения - проектирование и изготовление универсальных высокоточных устройств, предназначенных для измерения действительных размеров параметров наружных и внутренних поверхностей и радиусов сферических изделий, в том числе оптических, прецизионных, с применением стандартных средств измерения прямым измерением. The predominant area of its application is the design and manufacture of universal high-precision devices designed to measure the actual dimensions of the parameters of the external and internal surfaces and the radii of spherical products, including optical, precision, using standard measuring instruments by direct measurement.

Известен способ контроля вогнутых и выпуклых криволинейных поверхностей радиусными шаблонами (ГОСТ 4126-66). Контроль производят сопряжением шаблона с проверяемой поверхностью: по величине и равномерности просвета судят о качестве обработки (В. И. Берков, "Технические измерения", Москва, Высшая школа, 1977, стр.56). Сферические поверхности являются разновидностью таких поверхностей и контролируются аналогичным способом, хотя способ контроля их радиусными шаблонами весьма сложен и особенно затруднителен. Существующие универсальные измерительные инструменты не приспособлены для непосредственного контроля таких поверхностей. Однако и шаблоны не позволяют производить измерения действительных размеров параметров поверхностей и радиусов сферических изделий. Процесс изготовления шаблонов и контршаблонов с криволинейным профилем также весьма сложен и затруднителен, при этом они обладают свойством терять и менять свои параметры при хранении. Старение, коробление, коррозия, забоины, износ, влияние температуры и другие факторы не позволяют обеспечить достоверность оценки произведенных ими измерений. A known method of controlling concave and convex curved surfaces with radius templates (GOST 4126-66). The control is carried out by interfacing the template with the surface being checked: the quality of processing is judged by the size and uniformity of the clearance (V. I. Berkov, "Technical Measurements", Moscow, Higher School, 1977, p. 56). Spherical surfaces are a variety of such surfaces and are controlled in a similar way, although the method of controlling their radius patterns is very complex and especially difficult. Existing universal measuring instruments are not suitable for the direct control of such surfaces. However, the patterns do not allow measurements of the actual dimensions of surface parameters and radii of spherical products. The process of manufacturing templates and counter-patterns with a curved profile is also very complicated and difficult, while they have the property of losing and changing their parameters during storage. Aging, warping, corrosion, nicks, wear, temperature effects and other factors do not allow for reliable estimates of their measurements.

Известно а.с. 122881, G 01 B 05/22 (публикация БИ 19, 1959 г.), в котором заявлен прибор для проверки параметров сферического изделия и поверхности тела вращения, имеющий хвостовую шарнирную часть, снабженную поперечными салазками и служащую для крепления на станке или вне станка. С хвостовой частью шарнирно соединена скоба, снабженная на концах расположенными на поперечных салазках центровыми цапфами для внутренней поворотной скобы, несущей переставной на ней индикатор, с целью точного совмещения точки пересечения оси наконечника индикатора и оси поворота внутренней скобы с центром сферического изделия или при контроле поверхности тела вращения - с базой, от которой заданы координаты точек этой поверхности. It is known A.S. 122881, G 01 B 05/22 (publication BI 19, 1959), in which a device for checking the parameters of a spherical product and the surface of a body of revolution, having a tail hinged part equipped with transverse slides and used for mounting on the machine or outside the machine, is claimed. A bracket is pivotally connected to the tail part, provided at the ends with center pivots located on the transverse rails for the inner rotary bracket that carries the indicator on it in order to precisely align the point of intersection of the axis of the indicator tip and the axis of rotation of the inner bracket with the center of the spherical product or when monitoring the body surface rotation - with the base from which the coordinates of the points of this surface are given.

Эти способы контроля размеров параметров поверхностей сферических изделий заключаются в сравнении их параметров с соответствующими параметрами радиусных шаблонов и сферических эталонов. These methods of controlling the dimensions of the parameters of the surfaces of spherical products consist in comparing their parameters with the corresponding parameters of the radius patterns and spherical standards.

Недостатком указанных решений, помимо сложности конструкции, является стремление измерять параметры сферических изделий не от начала отсчета отклонений - номинального размера сферического изделия, а от шаблона, подменяющего номинальный размер сферического изделия. The disadvantage of these solutions, in addition to the complexity of the design, is the desire to measure the parameters of spherical products not from the origin of deviations - the nominal size of the spherical product, but from a template that replaces the nominal size of the spherical product.

Известен способ определения параметров поверхностей (а.с. 238170, публикация БИ 9, 20.02.69 г.) на трехкоординатном измерительном устройстве, заключающийся в нахождении координат центров окружностей измеряемого изделия, образованных пересечением контролируемой сферической поверхности с плоскостями, проходящими через ее центр, и по величине размаха показаний индикатора при повороте его вокруг оси вращения определяют некруглость этих окружностей, а радиус их определяют, измерив расстояние между наконечником контактного щупа и осью его вращения. A known method of determining surface parameters (AS 238170, publication BI 9, 02.20.69) on a three-coordinate measuring device, which consists in finding the coordinates of the centers of the circles of the measured product, formed by the intersection of the controlled spherical surface with planes passing through its center, and the magnitude of the range of the indicator when turning it around the axis of rotation determines the non-circularity of these circles, and their radius is determined by measuring the distance between the tip of the contact probe and the axis of rotation I.

Известное устройство для измерения радиусов кривизны сопряженных сферических поверхностей, выбранное в качестве прототипа заявляемого устройства (а.с. 338774, публикация БИ 16, 15.05.72 г.), содержит основание, предметный стол, шпиндель образцового вращения, несущий кривошип с измерительной головкой, на которой установлен измерительный щуп, взаимодействующий с контролируемой поверхностью. Измерительная головка выполнена поворотной вокруг оси, параллельной оси шпинделя образцового вращения, и снабжена вторым измерительным щупом. The known device for measuring the radii of curvature of conjugated spherical surfaces, selected as a prototype of the claimed device (AS 338774, publication BI 16, 05/15/72), contains a base, a subject table, an exemplary rotation spindle carrying a crank with a measuring head, on which a measuring probe is installed, interacting with the controlled surface. The measuring head is made rotatable around an axis parallel to the axis of the spindle model rotation, and is equipped with a second measuring probe.

Недостаток известного способа и устройства заключается в том, что они не обеспечивают высокого качества измерений размеров параметров поверхностей и радиусов сферических изделий, так как отсчеты, фиксирование координат перемещения изделий, а также расчеты расстояний между щупом и осью его вращения с применением формулы и совмещение центра сферической поверхности с осью шпинделя образцового вращения, совмещение оси измерительного щупа с осью изделия осуществляется путем установочного перемещения контролируемого изделия вдоль трех координатных осей. A disadvantage of the known method and device is that they do not provide high quality measurements of the dimensions of surfaces and radii of spherical products, since the readings, fixing the coordinates of the movement of products, as well as calculating the distances between the probe and its axis of rotation using the formula and aligning the center of the spherical surface with the spindle axis of the model rotation, the alignment of the axis of the measuring probe with the axis of the product is carried out by the installation movement of the controlled product along three coordinate axes.

Кроме того, наличие большого количества элементов для установочного перемещения усложняет конструкцию устройства, не позволяет с высокой точностью осуществлять все вышеизложенные измерительные операции. In addition, the presence of a large number of elements for installation movement complicates the design of the device, and does not allow high precision to carry out all of the above measurement operations.

Необходимость многократного снятия и установки на устройство контролируемых изделий требует его многократной настройки, влекущей за собой в ряде случаев накопление погрешности измерения. The need for multiple removal and installation of controlled products on the device requires its multiple settings, which in some cases entails the accumulation of measurement error.

Неправильный выбор начала отсчета измерений, т.е. замена при настройке устройства номинального размера эталоном, сопряженной поверхностью и т.д., неизбежно приводит к неправильной оценке измеряемых параметров, а измеренные таким образом величины не могут быть признаны действительными и достоверными. Устройство не позволяет производить измерения размеров параметров наружных и внутренних поверхностей и радиусов сферических изделий на одном устройстве, в том числе шарового слоя, шарового сегмента, ступенчатых сферических поверхностей и т.д. Wrong choice of the reference point of measurements, i.e. replacing a nominal size when setting up the device with a standard, a mating surface, etc., inevitably leads to an incorrect assessment of the measured parameters, and the values measured in this way cannot be recognized as valid and reliable. The device does not allow measurements of the dimensions of the external and internal surfaces and the radii of spherical products on one device, including the spherical layer, spherical segment, stepped spherical surfaces, etc.

Решаемой технической задачей является разработка универсального инструмента - сферометра для измерения действительных размеров параметров наружных и внутренних поверхностей и радиусов сферических изделий на одном устройстве с применением стандартных средств измерений прямым измерением и лишенного указанных выше недостатков. The technical task to be solved is the development of a universal tool - a spherometer for measuring the actual dimensions of the parameters of the external and internal surfaces and the radii of spherical products on one device using standard measuring instruments by direct measurement and devoid of the above disadvantages.

Технический результат - высокая точность измерений, решение впервые задачи измерения действительных размеров параметров наружных и внутренних поверхностей и радиусов сферических изделий одним универсальным измерительным устройством, оценка измерений по отклонениям от заданного номинального размера параметра поверхности и радиуса сферического изделия с применением только высокоточных стандартных плоскопараллельных концевых мер длины и отсчетных устройств прямым измерением, расширение области применения, исключение из практики применения нестандартных средств измерения, не охваченных ГОСТ, простота наладки устройства и его применения. Достигается большой экономический эффект, поскольку отпадает необходимость изготовления и применения шаблонов. EFFECT: high accuracy of measurements, solving for the first time the problem of measuring the actual dimensions of the parameters of the outer and inner surfaces and radii of spherical products with one universal measuring device, evaluating measurements by deviations from the given nominal size of the surface parameter and radius of the spherical product using only high-precision standard plane-parallel end measures of length and reading devices by direct measurement, expansion of the scope, exclusion from practice the use of non-standard measuring instruments that are not covered by GOST, the simplicity of setting up the device and its use. A great economic effect is achieved, since there is no need to make and use templates.

Поставленная задача решается тем, что сферометр универсальный для прямого измерения действительных размеров параметров наружных и внутренних поверхностей и радиусов сферических изделий, содержащий основание, предметный стол со столешницей, несущее устройство, на котором установлена осевая отсчетная головка с возможностью перемещения вдоль оси предметного стола и поворота вокруг осей несущего устройства, отличается тем, что основание со столом соединено нижними штангой, направляющей и микрометрическим винтом с установленной на них нижней кареткой для перемещения в вертикальной плоскости несущего устройства, состоящего из двух частей, установленных шарнирно, одна из которых выполнена в виде верхней каретки, установленной на верхние штангу, направляющую и микрометрический винт, соединеннные образцовым шпинделем вращения с нижней кареткой, а вторая часть несущего устройства связана с осевой отсчетной головкой и установлена на верхней каретке посредством пиноли, ось которой совмещена с осью предметного стола, в пиноль на двух валиках с возможностью поворота установлен элемент в виде серьги, несущей третью каретку, имеющую возможность перемещения с осевой отсчетной головкой, ось которой совмещена с осью пиноли, на серьге в пазу со смещением относительно оси валиков шарнирно установлен шатун, соединенный с валом, установленным в пиноли с возможностью перемещения, столешница установлена с возможностью вращения вокруг собственной оси, сферометр снабжен съемным центрирующим приспособлением, установленным на пиноли с базированием на сферическую поверхность изделия, и съемным упором, установленным на валик серьги и шпиндель образцового вращения и имеющим плоскость, совмещенную с плоскостями их осей, параллельных плоскости предметного стола для точной настройки сферометра на номинальный размер, каждая из кареток имеет возможность перемещения при помощи винта с гайкой и снабжена установочным винтом. The problem is solved in that the spherometer is universal for direct measurement of the actual dimensions of the parameters of the outer and inner surfaces and the radii of the spherical products, containing a base, an object table with a worktop, a supporting device on which an axial reading head is mounted with the ability to move along the axis of the object table and rotate around axes of the supporting device, characterized in that the base with the table is connected by a lower rod, a guide and a micrometer screw mounted on them a lower carriage for moving in the vertical plane of the carrier device, consisting of two parts mounted pivotally, one of which is made in the form of an upper carriage mounted on an upper rod, a guide and a micrometer screw connected by a standard rotation spindle to the lower carriage, and the second part of the carrier device connected with an axial reading head and mounted on the upper carriage by means of a quill, whose axis is aligned with the axis of the object table, in the quill on two rollers with the possibility of rotation flax element in the form of an earring carrying a third carriage, which can be moved with an axial reading head, the axis of which is aligned with the axis of the pin, a connecting rod is pivotally mounted on the earring in the groove with an offset relative to the axis of the rollers, connected to the shaft mounted in the pinole with the possibility of movement, tabletop mounted rotatably around its own axis, the spherometer is equipped with a removable centering device mounted on pins based on the spherical surface of the product, and a removable stop mounted on the earring roller and the spindle of exemplary rotation and having a plane aligned with the planes of their axes parallel to the plane of the object table for fine-tuning the spherometer to the nominal size, each of the carriages can be moved using a screw with a nut and equipped with a set screw.

Несущее устройство, связанное с осевой отсчетной головкой и состоящее из двух частей, установленных шарнирно и снабженных каретками, позволяет настраивать сферометр по плоскопараллельным концевым мерам длины (ГОСТ 9038-83) на любой заданный номинальный размер контролируемого изделия как для наружных, так и для внутренних сферических поверхностей. Позволяет совмещать ось изделия с осью сферометра практически без погрешности самоцентрирующим приспособлением без отсчета координат перемещений его на предметном столе, а также осуществлять вращение осевой отсчетной головки вокруг и внутри изделия. The supporting device, connected with an axial reading head and consisting of two parts mounted pivotally and equipped with carriages, allows the spherometer to be configured according to plane-parallel end measures of length (GOST 9038-83) to any specified nominal size of the controlled product for both external and internal spherical surfaces. It allows you to combine the axis of the product with the axis of the spherometer with virtually no error by the self-centering device without reference to the coordinates of its movements on the object table, and also to rotate the axial reading head around and inside the product.

В совокупности это позволяет реализовать способ нахождения центра сферического изделия путем перемещения осей вращения осевой отсчетной головки относительно центра изделия при неподвижном предметном столе, осуществляя измерения действительных размеров параметров поверхностей и радиусов сферических изделий переменным радиусом, имеющим возможность принимать переменные значения в пространстве относительно заданной и зафиксированной величины номинального размера радиуса сферического изделия в результате взаимодействия наконечника осевой отсчетной головки с наружной или внутренней поверхностью сферического изделия. Together, this makes it possible to implement a method for finding the center of a spherical product by moving the axis of rotation of the axial reading head relative to the center of the product with a fixed object table, by measuring the actual dimensions of the surface parameters and the radii of the spherical products with a variable radius, which can take variable values in space relative to a given and fixed value the nominal size of the radius of the spherical product as a result of the interaction of the tip as an axial reading head with an outer or inner surface of a spherical product.

Изобретение соответствует условию изобретательского уровня, т.к. не выявлены решения, в которых известна такая же совокупность отличительных признаков с указанным заявителем техническим результатом. The invention meets the condition of an inventive step, because no solutions have been identified in which the same set of distinctive features with the technical result indicated by the applicant is known.

Сущность изобретения поясняется чертежами: фиг. 1 - общая компоновка сферометра универсального, фиг.2 - сферометр универсальный с установленными оправкой и центрирующим приспособлением для установки изделия с внутренней сферической поверхностью, фиг. 3 - сферометр универсальный с установленным центрирующим приспособлением для установки изделия с наружной сферической поверхностью. The invention is illustrated by drawings: FIG. 1 - general layout of a universal spherometer; FIG. 2 - universal spherometer with mounted mandrel and centering device for mounting the product with an internal spherical surface; FIG. 3 - universal spherometer with installed centering device for installing the product with an external spherical surface.

Сферометр универсальный для измерения действительных размеров параметров наружных и внутренних поверхностей и радиусов сферических изделий содержит: основание 1, основание поворотного предметного стола 2, столешницу поворотного предметного стола 3, между основаниями 1 и 2 установлена нижняя штанга 4, нижняя направляющая стойка 5 и нижний микрометрический винт с гайкой 6. На штангу 4, стойку 5 и микрометрический винт с гайкой 6 установлена нижняя каретка 7 с установочным винтом 8. На нижней каретке 7 установлен образцовый шпиндель вращения 9, несущий на себе верхнюю штангу 10, верхнюю направляющую стойку 11 и верхний микрометрический винт с гайкой 12. На верхние штангу 10, направляющую стойку 11 и микрометрический винт с гайкой 12 установлена вторая каретка 13 с установочным винтом 14. На второй каретке 13 установлена пиноль 15, ось которой совмещена с осью предметного стола 3. В пиноли 15 на валиках 16 установлен элемент, выполненный в виде серьги 17, несущий в свою очередь третью каретку 18 для крепления и перемещения осевой отсчетной головки 19 на серьге 17, ось которой совмещена с осью пиноли 15. В верхней части серьги 17 выполнен паз, в котором со смещением относительно оси валиков 16 установлена ось 20, на которую установлен шатун 21, соединенный осью в проушинах с муфтой 22. Муфта 22 шарнирно соединена с ведущим валом 23, снабженным штурвалом 24, с помощью которого вал 23 имеет возможность перемещения в вертикальной плоскости. Сферометр снабжен оправкой 25 (см. фиг. 2), а на пиноли 15 установлено съемное центрирующее приспособление 26 со смотровыми окнами (см. фиг. 2, 3). A universal spherometer for measuring the actual dimensions of the parameters of the outer and inner surfaces and radii of spherical products contains: base 1, base of a rotary subject table 2, countertop of a rotary subject table 3, a lower rod 4, a lower guide post 5, and a lower micrometer screw are installed between the bases 1 and 2 with nut 6. The lower carriage 7 with the set screw 8 is installed on the rod 4, stand 5 and micrometer screw with nut 6. The standard rotation spindle 9 is installed on the lower carriage 7, not the upper rod 10, the upper guide post 11 and the upper micrometer screw with nut 12, mounted on the upper rod 10, the guide post 11 and the micrometer screw with nut 12, a second carriage 13 with a set screw 14. A pin 15 is installed on the second carriage 13, the axis of which is aligned with the axis of the object table 3. An element made in the form of an earring 17 is mounted in the pins 15 on the rollers 16, which in turn carries a third carriage 18 for attaching and moving the axial reading head 19 on the earring 17, the axis of which is aligned with the axis of the pin 15 . IN the upper part of the earring 17 is a groove in which an axis 20 is mounted with an offset relative to the axis of the rollers 16, on which a connecting rod 21 is mounted, connected by an axis in the eyes with a sleeve 22. The sleeve 22 is pivotally connected to a drive shaft 23 provided with a helm 24, by which the shaft 23 has the ability to move in a vertical plane. The spherometer is equipped with a mandrel 25 (see Fig. 2), and a removable centering device 26 with viewing windows is installed on the pins 15 (see Fig. 2, 3).

Сферометр универсальный, выполненный в соответствии с техническим решением, работает следующим образом. Universal spherometer, made in accordance with the technical solution, works as follows.

Каретку 18 вместе с осевой отсчетной головкой 19 путем перемещения вала 23 штурвалом 24 устанавливают в вертикальное положение и фиксируют. При измерении действительных размеров параметров наружных поверхностей и радиусов сферических изделий на предметный стол 3 устанавливают набор плоскопараллельных концевых мер длины, соответствующий номинальному размеру наружного радиуса контролируемого изделия с наружной сферической поверхностью. На шпиндель образцового вращения 9 устанавливают упор (не показан), плоскостью обращенный к предметному столу 3. Перемещая каретку 7 с помощью гайки и винта 6, совмещают плоскость упора, установленного на шпинделе образцового вращения 9, с плоскостью предметного стола 3 и фиксируют это положение установочным винтом 8. В этом положении винтом и гайкой 12 перемещая каретку 13, подводят наконечник осевой отсчетной головки 19 до соприкосновения с набором мер длины, установленным на столе 3, с натягом и фиксируют показания осевой отсчетной головки записью. В этом положении каретка 13 стопорится установочным винтом 14, после чего набор концевых мер и упор удаляются, винт 8 ослабляется и на предметный стол 3 устанавливается контролируемое изделие. На пиноль 15 устанавливается центрирующее приспособление 26, перемещая которое по пиноли и одновременно перемещая каретку 7, базируют центрирующее приспособление 26 на наружную поверхность изделия. Таким образом, ось изделия совмещается с осями пиноли 15, осевой отсчетной головки 19 и предметного стола 3. Зафиксировав изделие в этом положении, перемещением каретки 7 высвобождают центрирующее приспособление 26 и удаляют его с пиноли 15. Далее перемещая каретку 7, наконечник осевой отсчетной головки 19 приводится во взаимодействие с наружной поверхностью сферического изделия, а вращением каретки 13 вокруг оси образцового шпинделя вращения 9 добиваются постоянных показаний осевой отсчетной головки 19, что является признаком совмещения центра изделия с центром дуги, описываемой наконечником осевой отсчетной головки 19 в пространстве с заданным радиусом. Записывая эти показания осевой отсчетной головки 19 в этом положении и сравнивая их с ранее зафиксированным показанием записью, снимают показания действительных размеров параметров поверхностей и радиусов контролируемого изделия с наружной сферической поверхностью. The carriage 18 together with the axial reading head 19 by moving the shaft 23 with the steering wheel 24 is installed in a vertical position and fixed. When measuring the actual dimensions of the parameters of the outer surfaces and the radii of the spherical products on the object table 3 set a set of plane-parallel end measures of length corresponding to the nominal size of the outer radius of the controlled product with the outer spherical surface. A stop (not shown) is installed on the spindle of model rotation 9, the plane facing the object table 3. Moving the carriage 7 with the nut and screw 6, the stop plane mounted on the model rotation spindle 9 is aligned with the plane of the object table 3 and fix this position with the installation screw 8. In this position, by moving the carriage 13 with a screw and nut 12, the tip of the axial reading head 19 is brought in contact with the set of length measures installed on the table 3, and the readings of the axial reading head are fixed . In this position, the carriage 13 is locked with the set screw 14, after which the set of end measures and the stop are removed, the screw 8 is loosened and a controlled item is installed on the object table 3. A centering device 26 is mounted on the pin 15, moving which along the pin and simultaneously moving the carriage 7, the centering device 26 is based on the outer surface of the product. Thus, the axis of the product is combined with the axes of the pinole 15, the axial reading head 19 and the object table 3. Having fixed the product in this position, moving the carriage 7 release the centering device 26 and remove it from the pinole 15. Then moving the carriage 7, the tip of the axial reading head 19 is brought into interaction with the outer surface of the spherical product, and by rotating the carriage 13 around the axis of the model spindle of rotation 9, constant readings of the axial reading head 19 are achieved, which is a sign of center alignment products from the arc center of the reference axial described tip head 19 in space with a predetermined radius. Writing down these readings of the axial reading head 19 in this position and comparing them with the previously recorded reading, the readings are taken of the actual dimensions of the surface parameters and the radii of the controlled product with the outer spherical surface.

При измерении внутренних размеров параметров поверхностей и радиусов сферических изделий каретку 18 вместе с осевой отсчетной головкой 19 путем перемещения вала 23 штурвалом 24 устанавливают в вертикальное положение и фиксируют. На предметный стол 3 устанавливают набор плоскопараллельных мер длины, соответствующий номинальному размеру внутреннего радиуса контролируемого изделия с внутренней сферической поверхностью. На валик 16 серьги 17 устанавливают упор (не показан), плоскостью обращенный к плоскости предметного стола 3. Перемещая любую каретку 7 или 13 несущего устройства (какую удобно), подводят плоскость установленного упора на валике 16 серьги 17 до соприкосновения с набором мер длины, установленным на предметном столе 3. В этом положении, перемещая каретку 18 с осевой отсчетной головкой 19, вводят в соприкосновение с натягом наконечник осевой отсчетной головки 19 с плоскостью предметного стола 3, закрепив каретку 18 в этом положении, фиксируют показания осевой отсчетной головки 19 записью. После чего набор мер длины и упор удаляются. На предметный стол 3 устанавливается контролируемое изделие с оправкой 25, а на пиноль 15 устанавливается центрирующее приспособление 26, и путем взаимного перемещения кареток 7 и 13 и центрирующего приспособления 26, базируемого на внутреннюю сферическую поверхность, ось изделия совмещается с осями предметного стола 3, пиноли 15 и осевой отсчетной головки 19. После этого, перемещая каретки 7 и 13, центрирующее приспособление 26 освобождается и удаляется. Теми же перемещениями кареток 7 и 13 наконечник осевой отсчетной головки 19 вводится во взаимодействие с внутренней сферической поверхностью изделия, а ведущий вал 23 вращением штурвала 24 перемещается в вертикальной плоскости, приводя во вращательное перемещение через муфту 22 и шатун 21 серьгу 17, а с ней и осевую отсчетную головку 19, взаимодействующую с внутренней поверхностью сферического изделия, причем серьга 17 имеет возможность осуществлять возвратно-поступательное вращательное движение в зависимости от направления перемещения вала 23. Это позволяет наконечнику щупа осевой отсчетной головки 19 производить измерение параметров во всех точках прохождения наконечника щупа по поверхности изделия с внутренней сферической поверхностью, добившись постоянных показаний осевой отсчетной головки 19, что является признаком совмещения центра контролируемого сферического изделия с центром дуги, описываемой наконечником осевой отсчетной головки в пространстве с заданным радиусом. Записывая и сравнивая показания осевой отсчетной головки в этом положении с ранее зафиксированным ею показанием записью, снимают показания действительных размеров параметров поверхностей и радиусов изделия с внутренней сферической поверхностью. When measuring the internal dimensions of the parameters of the surfaces and radii of spherical products, the carriage 18 together with the axial reading head 19 by moving the shaft 23 with the steering wheel 24 is installed in a vertical position and fixed. A set of plane-parallel measures of length corresponding to the nominal size of the inner radius of the controlled product with an inner spherical surface is mounted on the object table 3. An emphasis (not shown) is mounted on the roller 16 of the earring 17, with a plane facing the plane of the object table 3. Moving any carriage 7 or 13 of the supporting device (which is convenient), the plane of the installed stop on the roller 16 of the earring 17 is brought into contact with a set of length measures established on the object table 3. In this position, moving the carriage 18 with the axial reading head 19, the tip of the axial reading head 19 with the plane of the object table 3 is brought into contact with the interference, fixing the carriage 18 in this position, the readings about Eve of the reference recording head 19. Then a set of measures of length and emphasis are removed. A controlled item with a mandrel 25 is installed on the object table 3, and a centering device 26 is installed on the pin 15, and by moving the carriages 7 and 13 and the centering device 26, based on the inner spherical surface, the product axis is aligned with the axes of the object table 3, pins 15 and an axial reading head 19. After this, by moving the carriage 7 and 13, the centering device 26 is released and removed. By the same movements of the carriages 7 and 13, the tip of the axial reading head 19 is brought into interaction with the inner spherical surface of the product, and the drive shaft 23 is rotated by the steering wheel 24 in the vertical plane, resulting in the rotational movement through the sleeve 22 and the connecting rod 21 of the earring 17, and with it an axial reading head 19, interacting with the inner surface of the spherical product, and the earring 17 has the ability to make a reciprocating rotational movement depending on the direction of movement of the shaft 23. This allows the probe tip of the axial reading head 19 to measure parameters at all points where the probe tip passes along the surface of the product with the inner spherical surface, achieving constant readings of the axial reading head 19, which is a sign of alignment of the center of the spherical product being monitored with the center of the arc described by the axial reading head in space with a given radius. By recording and comparing the readings of the axial reading head in this position with the recording previously recorded by it, the readings are taken of the actual dimensions of the surface parameters and the product radii with the inner spherical surface.

Для измерения действительных размеров параметров наружных и внутренних поверхностей и радиусов сферических изделий в других плоскостях предметный стол 3 поворачивают вместе с изделием на нужный угол вокруг оси и производят измерения без перенастройки сферометра. To measure the actual dimensions of the parameters of the outer and inner surfaces and the radii of the spherical products in other planes, the object table 3 is rotated together with the product to the desired angle around the axis and measurements are made without reconfiguring the spherometer.

Таким образом, предлагаемое изобретение на сферометр универсальный для измерения действительных размеров параметров наружных и внутренних поверхностей и радиусов сферических изделий:
1) позволяет применять только стандартные средства измерения, в том числе высокоточные плоскопараллельные концевые меры длины и отсчетные осевые головки пневматические, индуктивные, электрические датчики, механические индикаторы и др. с ценой деления от 0.01 до 0.0001 мм;
2) решает задачу измерений действительных размеров параметров наружных и внутренних поверхностей и радиусов сферических изделий прямым измерением с высокой степенью достоверности одним универсальным измерительным устройством;
3) отменяет необходимость проектирования и изготовления одноразовых дорогостоящих нестандартных средств измерения: шаблонов, эталонов, образцов и позволяет снять субъективный фактор оценки измеренных размеров этими средствами;
4) повышает производительность труда за счет простоты применения и обслуживания предлагаемого универсального измерительного устройства;
5) расширяет область применения сферометра: позволяет производить измерения размеров параметров любых наружных и внутренних сферических поверхностей, в т.ч. шаровых сегментов, шарового слоя, ступенчатых сферических поверхностей, осуществлять точный входной контроль изделий внешней поставки и изделий, бывших в эксплуатации;
6) позволяет производить особо точные разметочные работы на поверхностях сферических изделий;
7) позволяет кардинально повысить качество соединений сферических деталей;
8) позволяет получить значительный экономический эффект.Thus, the present invention on a spherometer universal for measuring the actual dimensions of the parameters of the outer and inner surfaces and radii of spherical products:
1) allows you to use only standard measuring instruments, including high-precision plane-parallel end measures of length and reading axial heads pneumatic, inductive, electric sensors, mechanical indicators, etc. with a division price from 0.01 to 0.0001 mm;
2) solves the problem of measuring the actual dimensions of the parameters of the outer and inner surfaces and the radii of the spherical products by direct measurement with a high degree of certainty by one universal measuring device;
3) eliminates the need for the design and manufacture of expensive disposable non-standard measuring instruments: templates, standards, samples, and allows you to remove the subjective factor in assessing the measured dimensions by these means;
4) increases labor productivity due to the ease of use and maintenance of the proposed universal measuring device;
5) expands the scope of the spherometer: allows you to measure the size of the parameters of any external and internal spherical surfaces, including spherical segments, a spherical layer, stepped spherical surfaces, to carry out exact incoming control of external supply products and products that were in operation;
6) allows for particularly accurate marking work on the surfaces of spherical products;
7) allows you to dramatically improve the quality of connections of spherical parts;
8) allows you to get a significant economic effect.

Claims

1. Universal spherometer Motorikina G.P. for direct measurement of the actual dimensions of the parameters of the external and internal surfaces and radii of spherical products, containing a base, an object table with a worktop, a supporting device on which an axial reading head is mounted with the ability to move along the axis of the object table and rotate around the axes of the supporting device, characterized in that the base with the table is connected by a lower rod, a guide and a micrometer screw with a lower carriage mounted on them for moving in the vertical plane of the carrier device, consisting of two parts mounted pivotally, one of which is made in the form of an upper carriage mounted on an upper rod, a guide and a micrometer screw connected by a standard rotation spindle to the lower carriage, and the second part of the carrier device is connected with an axial a counting head and is mounted on the upper carriage by means of a pinole, whose axis is aligned with the axis of the object table, an element in the form of a rod carrying a third carriage, which can be moved with an axial counting head, the axis of which is aligned with the axis of the pinole, a connecting rod is pivotally mounted on the earring in the groove with an offset relative to the axis of the rollers, connected to the shaft mounted in the pinole with the possibility of movement, the tabletop is mounted for rotation around its own axis, the spherometer is equipped with a removable centering device mounted on the pins, based on the spherical surface of the product and a removable stop mounted on the roller of the earring and spinel spruce exemplary rotation and having a plane aligned with the plane of their axes parallel to the plane of the object stage for fine adjustment spherometer the rated resolution.

2. The spherometer according to claim 1, characterized in that each of the carriages has the ability to move with a screw and nut and is equipped with a set screw.

3. The spherometer according to claims 1 and 2, characterized in that it is equipped with a mandrel mounted on a subject table.

4. The spherometer according to claims 1 to 3, characterized in that the removable centering device has viewing windows.