一種高精度球徑在位測量裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種高精度球徑在位測量裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 球形軸承零件一般包括球碗軸承零件與半球軸承零件，是球形動壓氣浮陀螺電機 的關(guān)鍵部件，其精度直接決定了陀螺電機的性能和可靠性。以往球徑檢測采用傳統(tǒng)的三坐 標(biāo)測量儀，必須將工件從加工設(shè)備上取下來，這樣在加工過程中相當(dāng)一部分時間消耗在工 件裝卡拆卸和計量等待上，導(dǎo)致加工效率低；且由于加工設(shè)備單位時間的去量并不穩(wěn)定，需 要及時的掌握工件當(dāng)前加工余量。因此，亟需研制一種專門針對生產(chǎn)線上現(xiàn)場使用的高精 度球徑在位測量裝置，以實現(xiàn)球徑加工的高效、準(zhǔn)確在位測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種專門針對生產(chǎn)線上現(xiàn)場使用的成本低， 環(huán)境適應(yīng)性好，結(jié)構(gòu)緊湊的高精度球徑在位測量裝置及方法，以實現(xiàn)球徑加工的高效、準(zhǔn)確 在位測量，測量精度達(dá)到〇. 0015mm以上。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0005] 一種高精度球徑在位測量裝置，包括鎖緊螺母、定圈座、動圈和通用精密尺寸量 具；鎖緊螺母位于定圈座外側(cè)，通過鎖緊螺母將定圈座固定在通用精密尺寸量具測桿外圓 上；
[0006] 在定圈座的中間形成通孔，定圈座包括從上向下依次相連的圓錐形部分、外螺紋 部分和圓柱形部分；在圓錐形部分外表面上形成多個槽；在圓柱形部分的中間形成的通孔 直徑比在圓錐形部分的中間形成的通孔直徑大；
[0007] 鎖緊螺母包括從上向下依次相連的圓錐形部分和圓柱形部分；在鎖緊螺母的圓錐 形部分的中間形成圓錐形通孔，在鎖緊螺母的圓柱形部分形成具有內(nèi)螺紋的通孔；所述定 圈座的圓錐形部分與所述鎖緊螺母的圓錐形通孔配合，所述定圈座的外螺紋部分與所述鎖 緊螺母的具有內(nèi)螺紋的通孔配合；
[0008] 動圈包括從上向下依次相連的外螺紋部分、第一圓柱形部分和第二圓柱形部分； 所述第二圓柱形部分的直徑比第一圓柱形部分的直徑大，外螺紋部分與第一圓柱形部分之 間有退刀槽：動圈通過外螺紋部分與通用精密尺寸量具測量工作部分相連接，動圈的第二 圓柱形部分與定圈座的圓柱形部分分別與待測球形零件接觸，并位于待測球形零件上方；
[0009] 根據(jù)測量標(biāo)準(zhǔn)件和待測球形零件時通用精密尺寸量具視值的變化量獲得待測球 形零件的球徑。
[0010] 所述待測球形零件為球碗軸承零件，動圈的第二圓柱形部分從定圈座的圓柱形部 分伸出，并與球碗軸承零件的內(nèi)碗底部接觸；定圈座的圓柱形部分與球碗軸承零件的內(nèi)碗 頂部接觸。
[0011] 所述待測球形零件為半球軸承零件，動圈的第二圓柱形部分位于定圈座內(nèi)部，動 圈的第二圓柱形部分形成容納部分半球軸承零件的內(nèi)腔；動圈的第二圓柱形部分與半球軸 承零件的外碗底部相接觸，定圈座的圓柱形部分與半球軸承零件的外碗頂部接觸。
[0012] 定圈座與動圈采用黃銅。
[0013] 動圈的外螺紋部分與動圈上水平端面、下水平端面端面的垂直度在0. 005mm以 內(nèi)。
[0014] 利用上述一種高精度球徑在位測量裝置進(jìn)行球徑測量的方法，其特征在于：包括 如下步驟：
[0015] 將所述高精度球徑在位測量裝置豎直放置在標(biāo)準(zhǔn)件上，依靠所述高精度球徑在位 測量裝置自重確保定圈座、動圈分別與標(biāo)準(zhǔn)件可靠接觸；根據(jù)通用精密尺寸量具的顯示值 確定初始視值；
[0016] 將所述高精度球徑在位測量裝置豎直放置在待測球形零件上，依靠所述高精度球 徑在位測量裝置自重確保定圈座、動圈分別與待測球形零件可靠接觸；根據(jù)通用精密尺寸 量具的顯示值確定測量視值；
[0017] 將測量視值與初始視值相減獲得差值，根據(jù)所述差值查找尺寸換算表確定待測球 形零件的球徑。
[0018] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于：
[0019] (1)將通用精密尺寸量具的標(biāo)準(zhǔn)安裝接口與測量動圈、定圈座有機的組合在一起， 成本低，環(huán)境適應(yīng)性好，結(jié)構(gòu)緊湊，依靠測量裝置自重確保定圈座、動圈與球形零件可靠接 觸，可以實現(xiàn)在位測量。
[0020] (2)通過被測球徑零件在兩條固定弦長之間高度差的變化量換算，完成對球類零 件球徑的間接測量，將通用精密尺寸量具視值換算即可得出球徑尺寸，使測量裝置自身的 精度達(dá)到0. 0015mm以上，保證球徑測量裝置滿足使用要求。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本發(fā)明高精度球徑在位測量裝置主視圖；圖Ia為球碗軸承零件球徑在位測 量裝置，圖Ib為半球軸承零件球徑在位測量裝置。
[0022] 圖2為本發(fā)明定圈座示意圖；圖2a為球碗軸承零件對應(yīng)的定圈座，圖2b為半球軸 承零件對應(yīng)的定圈座。
[0023] 圖3為本發(fā)明鎖緊螺母示意圖。
[0024] 圖4為本發(fā)明動圈示意圖；圖4a為球碗軸承零件對應(yīng)的動圈；圖4b為半球軸承零 件對應(yīng)的動圈。
[0025] 圖5為本發(fā)明工作時示意圖，圖5a為測量球碗軸承零件時的示意圖，圖5b為測量 半球軸承零件時的示意圖。
【具體實施方式】
[0026] 如圖1所示，一種高精度球徑在位測量裝置，包括鎖緊螺母3、定圈座2、動圈1和 通用精密尺寸量具4 ;鎖緊螺母3位于定圈座2外側(cè)，通過鎖緊螺母3將定圈座2固定在通 用精密尺寸量具測桿外圓上；定圈座2與動圈1采用彈性較好且材質(zhì)較軟、不易劃傷被測零 件表面的H59黃銅。
[0027] 如圖2所示，在定圈座2的中間形成通孔，定圈座2包括從上向下依次相連的圓錐 形部分21、外螺紋部分22和圓柱形部分23 ;在圓錐形部分21外表面上形成多個槽24 ;在圓 柱形部分23的中間形成的通孔25直徑比在圓錐形部分21的中間形成的通孔26直徑大； 此結(jié)構(gòu)設(shè)計可保證定圈座2的圓錐形部分21具有較好的收縮性，當(dāng)圓錐部分21受到外力 作用時，通孔26的直徑將縮小，從而將通用精密尺寸量具測桿外圓抱緊，同時，內(nèi)孔25較大 的直徑值可確保動圈1不與定圈座2發(fā)生干涉。
[0028] 如圖3所示，鎖緊螺母3包括從上向下依次相連的圓錐形部分31和圓柱形部分 32 ;在鎖緊螺母3的圓錐形部分31的中間形成圓錐形通孔33,在鎖緊螺母3的圓柱形部分 32形成具有內(nèi)螺紋的通孔34 ;所述定圈座2的圓錐形部分21與所述鎖緊螺母的圓錐形通 孔33配合，所述定圈座2的外螺紋部分22與所述鎖緊螺母3的具有內(nèi)螺紋的通孔34配合。
[0029] 如圖4所示，動圈1包括從上向下依次相連的外螺紋部分11、第一圓柱形部分12 和第二圓柱形部分13 ;所述第二圓柱形部分13的直徑比第一圓柱形部分12的直徑大，夕卜 螺紋部分11與第一圓柱形部分12之間有退刀槽14 :動圈1通過外螺紋部分11與通用精 密尺寸量具測量工作部分相連接，動圈1的第二圓柱形部分13與定圈座2的圓柱形部分23 分別與待測球碗軸承零件5或半球軸承零件6接觸，并位于待測球形零件上方。
[0030] 如圖5a所示，所述待測球形零件為球碗軸承零件5,動圈1的第二圓柱形部分13 從定圈座2的圓柱形部分伸出，并與球碗軸承零件5的內(nèi)碗底部接觸；定圈座2的圓柱形部 分與球碗軸承零件5的內(nèi)碗頂部接觸。
[0031] 如圖5b所示，所述待測球形零件為半球軸承零件6,動圈1的第二圓柱形部分13 位于定圈座2內(nèi)部，動圈1的第二圓柱形部分13形成容納部分半球軸承零件6的內(nèi)腔；動 圈1的第二圓柱形部分13與半球軸承零件6的外碗底部相接觸，定圈座2的圓柱形部分與 半球軸承零件6的外碗頂部接觸。
[0032] 其中鎖緊螺母與定圈座依靠錐面貼合，當(dāng)鎖緊螺母順時針旋轉(zhuǎn)時，定圈座的彈性 結(jié)構(gòu)將會收縮，從而"抱緊"通用精密尺寸量具