專利名稱：軸類零部件綜合檢查儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測軸及軸系零部件的幾何參數(shù)的專用設(shè)備，尤其是一種能夠?qū)?軸系零部件的幾何參數(shù)進(jìn)行綜合檢測的專用設(shè)備。
技術(shù)背景軸類零部件是機(jī)械工業(yè)中比較常用的關(guān)鍵零部件，軸類零部件包含的幾何參 數(shù)很多，包括軸類零部件的各個軸向長度尺寸，徑向尺寸，錐度，軸線直線度， 軸線同軸度，圓度，圓柱度，端面對軸線的垂直度，端面跳動等。軸類零部件同 時是影響設(shè)備性能的重要零部件，其加工或裝配精度的要求是最高的，其中一些 幾何參數(shù)要求達(dá)到數(shù)十微米或數(shù)微米的精度，在高精度儀器、設(shè)備中要求更高。 軸類零部件的參數(shù)比較多，針對不同的參數(shù)一般采用不同的測試儀器進(jìn)行測試， 如使用測長儀測量軸向尺寸，使用萬能工具顯微鏡測量直徑，使用圓度儀測量圓 度、圓柱度、垂直度、端面跳動，使用正弦規(guī)進(jìn)行錐度測量，使用三坐標(biāo)測量機(jī) 進(jìn)行靜態(tài)測量等。使用三坐標(biāo)測量機(jī)雖然能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械零件的綜合測量，但對諸如需要被測軸轉(zhuǎn)動才能測量的各種跳動誤差，現(xiàn)有 的三坐標(biāo)測量技術(shù)無法實現(xiàn)，另外在進(jìn)行形位誤差測量時，如圓度誤差，為了得 到準(zhǔn)確的測量結(jié)果，需要大量的測量數(shù)據(jù)，對于這一要求，三坐標(biāo)測量機(jī)難以滿 足要求?，F(xiàn)有技術(shù)中零件的尺寸和形位誤差一般都是通過專用設(shè)備測量的，而軸類零 部件有多種尺寸和形位誤差，用現(xiàn)有的設(shè)備檢測難度大，成本高，甚至無法測量。利用上述儀器的組合雖然能夠?qū)崿F(xiàn)對軸類零部件部分參數(shù)的測量，但測試周 期長、消耗大量人力、物力，不利于提高工作效率，且各個儀器之間的數(shù)據(jù)相互 獨立，無法糅合在一起。目前國內(nèi)外還沒有能夠?qū)S類零部件的各個軸向長度尺 寸、徑向尺寸、錐度、軸線直線度、軸線同軸度、圓度、圓柱度、端面對軸線的 垂直度、端面跳動等幾何量進(jìn)行綜合檢測的設(shè)備。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種軸類零部件綜合檢査儀，通過一次裝夾就可以實現(xiàn) 軸類零部件各種軸向尺寸和多種誤差的綜合測量。為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為 一種軸類零部件綜合檢查儀，包括材料為花崗巖的基座(1)，在花崗巖基座 (1)上有花崗巖氣浮測量導(dǎo)軌(12)和花崗巖承重導(dǎo)軌，氣浮測量導(dǎo)軌(12) 與承重導(dǎo)軌平行，其特征在于花崗巖基座(1)上一端直接固定有頭架(2)， 在花崗巖基座(1)的承重導(dǎo)軌上有與之氣浮滑動配合的承重滑臺(11)，承重滑臺(11)上還固定有尾架(10)，頭架(2)和尾架(10)各有一個相互對準(zhǔn)位于 同一直線上的頂尖，頭架(2)和尾架(10)頂尖對準(zhǔn)直線與測量導(dǎo)軌(12)和 承重導(dǎo)軌平行，在頭架(2)內(nèi)有電機(jī)，頭架(2)上安裝有由電機(jī)驅(qū)動的撥盤(3)， 測量導(dǎo)軌(12)上有與之氣浮滑動配合的滑臺(6)和滑臺(9)，滑臺(6)滑臺 (6)上安裝有軸向測量模塊(4)、微尺寸軸向及旁向電感測頭(5)，滑臺(9) 安裝有徑向尺寸測量模塊(8)，軸向測量模塊(4)有一對安裝于滑槽內(nèi)的滑動 貼合的測爪，測爪與測量導(dǎo)軌(12)垂直，在測量導(dǎo)軌(12)與承重導(dǎo)軌之間固 定有長光柵尺(13)，光柵尺(13)與測量導(dǎo)軌平行，并且與光柵尺(13)配合 的讀數(shù)頭安裝在測量滑臺(6)上。所述的軸類零部件綜合檢査儀，其特征在于頭架(2)的頂尖是死頂尖，尾 架(10)的頂尖為能彈性伸縮的頂尖。所述的軸類零部件綜合檢查儀，其特征在于所述的滑臺(6)由內(nèi)滑臺和外 滑臺組成，內(nèi)滑臺和外滑臺間采用彈性元件連接。以花崗巖基座(1)作為檢査儀的主體和底座，在頭架(2)和尾架(10)的 頂尖，用于支承、固定被測軸(7)，并保證被測軸(7)的軸線與花崗巖氣浮測 量導(dǎo)軌(12)、承重導(dǎo)軌平行，頭架上的撥盤(3)由電機(jī)驅(qū)動，帶動被測軸(7) 轉(zhuǎn)動，氣浮測量滑臺(6)和滑臺(9)可沿著氣浮測量導(dǎo)軌(12)靈活運動及鎖 緊定位，軸向測量模塊(4)、微尺寸軸向及旁向電感測頭(5)，徑向尺寸測量模 塊(8)分別隨氣浮測量滑臺左、右移動，實現(xiàn)對軸類零部件幾何參數(shù)的測量。頭架(2)直接固定在花崗巖基座1上，尾架(10)固定在花崗巖氣浮承重 導(dǎo)軌上的承重滑臺(11)上，以基座(1)與承重滑臺(11)相配合的面作為導(dǎo) 軌面，承重滑臺(11)內(nèi)加工有氣浮噴嘴以及真空吸附腔，氣浮系統(tǒng)可以使承重滑臺(11)浮起、移動，真空吸附腔可以將承重滑臺(11)牢牢固定。尾架(10) 可通過承重滑臺(11)根據(jù)被測軸(7)的長度進(jìn)行調(diào)整，尾架(10)配合頭架 (2)就可以使被測軸(7)被固定，頭架(2)上的死頂尖頂在撥盤(3)中心， 尾架(10)的頂尖頂在被測軸(7)上，頭架(2)內(nèi)有電機(jī)，驅(qū)動撥盤(3)轉(zhuǎn) 動，從而帶動被測軸(7)轉(zhuǎn)動?；_(6)和滑臺(9)內(nèi)部都有氣浮系統(tǒng)和真 空負(fù)壓鎖緊系統(tǒng)，可保證滑臺的靈活運動與可靠鎖緊，滑臺(6)與滑臺(9)可 以組合使用，也可以單獨使用。滑臺(6)可以由內(nèi)、外兩滑臺構(gòu)成，內(nèi)、外滑 臺可獨立氣浮或鎖緊，兩滑臺之間采用彈性元件連接?；_(6)上有軸向測量 模塊(4)和微尺寸軸向及旁向電感測頭(5)，軸向測量模塊4上有一對側(cè)爪， 側(cè)爪與測量導(dǎo)軌垂直，可以實現(xiàn)被測軸(7)的軸向尺寸、軸向微尺寸的測量， 包括跳動誤差、圓度誤差、垂直度誤差等的測量，滑臺(9)上有徑向尺寸測量 模塊(8)，可以實現(xiàn)直徑測量。長光柵尺(13)同軸向測量模塊(4)的一對側(cè) 爪相結(jié)合，可以測量被測軸(7)的軸向尺寸，長光柵尺(13)同微尺寸軸向及 旁向電感測頭5結(jié)合，可測量直線度誤差、圓柱度誤差、同軸度誤差、平行度誤 差等的測量，長光柵尺(13)同徑向測量模塊(8)相結(jié)合，可實現(xiàn)錐度的測量。 同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，能同時檢測軸類零部件的軸 向、徑向、錐度、凹槽等幾何尺寸以及徑向跳動、端面跳動、圓度、圓軸度、垂 直度、平行度以及直線度等形位誤差。其有益效果體現(xiàn)在本發(fā)明底座、測量導(dǎo) 軌、承重導(dǎo)軌和滑臺均采用了花崗巖材料，熱變形小、穩(wěn)定性好、導(dǎo)軌加工精度 高；本發(fā)明中測量導(dǎo)軌與測量滑臺所構(gòu)成的導(dǎo)軌副、承重導(dǎo)軌與承重滑臺所構(gòu)成 的承重導(dǎo)軌副均采用氣浮方式，運動精度高，剛性好、摩擦阻力小、耐磨性好、 并能防銹；本發(fā)明在導(dǎo)軌副中采用真空負(fù)壓鎖緊的方式，鎖緊可靠，變形小。


圖1為本發(fā)明的主視示意圖。圖2為本發(fā)明的俯視示意圖。圖3是圖1中的A-A剖視示意圖。圖4是圖1中的B-B剖視示意圖。圖5是軸向測量模塊結(jié)構(gòu)圖。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
具體實施方式
一種軸類零部件綜合檢查儀，使用花崗巖材料加工基座l，在基座l上加工 兩平行的氣浮導(dǎo)軌，分別作為測量導(dǎo)軌12和承重導(dǎo)軌，承重導(dǎo)軌上配有承重滑 臺ll，測量導(dǎo)軌上配有測量滑臺6、 9，承重滑臺ll、滑臺6、滑臺9上分別安 裝有氣浮氣路和真空吸附氣路，當(dāng)氣浮氣路通氣時，此時氣體可讓滑臺浮起幾個 微米到幾十個微米，便于移動，當(dāng)真空吸附腔抽真空時，由于壓力差的原因，可 使滑臺牢固固定。在基座的左端和承重導(dǎo)軌11上分別安裝有頭架2和尾架10， 要求頭架2和尾架10的頂尖對準(zhǔn)直線與測量導(dǎo)軌12和承重導(dǎo)軌平行。在測量導(dǎo) 軌12和承重導(dǎo)軌之間固定有長光柵尺13，調(diào)整該光柵尺13與測量導(dǎo)軌12、承 重導(dǎo)軌、頭架2—尾架10頂尖對準(zhǔn)線平行，且將與光柵尺13配套的的讀數(shù)頭安 裝于測量滑臺6上?；_6是由內(nèi)、外滑臺構(gòu)成的組合滑臺，內(nèi)、外滑臺通過彈 性機(jī)構(gòu)連接，且分別安裝有氣浮氣路和真空吸附氣路。滑臺6上固定有軸向測量 模塊4和微尺寸軸向及旁向電感測頭5。軸向測量模塊4有一對安裝于滑槽內(nèi)的 滑動貼合的測爪14，測爪14與測量導(dǎo)軌12垂直。滑臺9上固定有徑向尺寸測 量模塊8。使用時，啟動承重滑臺11的氣浮氣路、切斷真空吸附氣路，根據(jù)被測零件 的長度把承重滑臺移動到合適位置，用頭架2和尾架10的頂尖分別支承被測零 件的頂尖孔，使被測零件被牢固頂起，然后切斷承重氣浮臺11的氣浮氣路、啟 動真空吸附氣路，這樣被測零件就被牢固的固定。測量軸向尺寸時，啟動滑臺6內(nèi)內(nèi)、外滑臺的氣浮氣路、斷開其真空鎖氣浮 氣路，選擇軸向測量模塊4中的合適測爪，移動滑臺6至被測端面前約2毫米左 右，鎖緊滑臺6內(nèi)的內(nèi)滑臺，通過滑臺6內(nèi)的機(jī)械加力機(jī)構(gòu)移動外滑臺，使測量 以恒定的測力接觸被測端面后，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄此時的被測端面的位置， 然后切斷內(nèi)滑臺的真空吸附氣路，準(zhǔn)備進(jìn)行下一點的測量。以此方法記錄不同端 面的位置，就可確定零件上各個臺階的相互位置。測量零件的直徑時，啟動滑臺9的氣浮氣路、斷開其真空吸附氣路，移動滑 臺6和徑向尺寸測量模塊8至被測位置后，切斷氣浮氣路、啟動真空吸附氣路， 鎖緊滑臺6進(jìn)行測量。測量結(jié)束后，切斷真空吸附氣路及啟動氣浮氣路，可進(jìn)行 其他位置測量。利用滑臺6上的微尺寸軸向及旁向電感測頭5可實現(xiàn)圓度誤差、端面跳動誤差、徑向跳動誤差、端面垂直度誤差等的測量。測量時，將滑臺6移動到被測位 置，根據(jù)被測參數(shù)選用微尺寸軸向與旁向電感測頭上的合適傳感器，然后通過真 空系統(tǒng)系統(tǒng)鎖緊滑臺6內(nèi)的外滑臺。數(shù)據(jù)采集時，通過頭架內(nèi)的電機(jī)和撥盤3 驅(qū)動被測軸勻速轉(zhuǎn)動，同時通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄被測軸的轉(zhuǎn)角和微尺寸軸向及 旁向電感測頭5上的傳感器輸出信號。對上述數(shù)據(jù)進(jìn)行分析就可得到相應(yīng)的幾何 參數(shù)。測量結(jié)束后斷開滑臺6中的外滑臺真空吸附氣路，可進(jìn)行其他位置的測量。 測量直線度誤差、圓柱度誤差、同軸度誤差、平行度誤差等形位誤差時，微 尺寸軸向及旁向電感測頭5與光柵尺13組合使用即可實現(xiàn)，其中，光柵尺13 用于確定不同點或者截面的軸向位置、由微尺寸軸向及旁向電感測頭5確定不同 位置處的相對尺寸變化，對兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，就可獲得上述形位誤差的測 量結(jié)果。測量錐度時，通過連接機(jī)構(gòu)將滑臺6與滑臺9剛性連接，從而可由光柵尺 13確定徑向尺寸測量模塊8的位置，同時，由徑向尺寸測量模塊8測出被測錐 面在該位置處的直徑。改變滑臺9的位置，采用相同方法測量被測錐面的直徑。 根據(jù)兩錐面的直徑差和錐面的軸向距離就可得到錐角。
權(quán)利要求
1.一種軸類零部件綜合檢查儀，包括材料為花崗巖的基座(1)，在花崗巖基座(1)上有花崗巖氣浮測量導(dǎo)軌(12)和花崗巖承重導(dǎo)軌，氣浮測量導(dǎo)軌(12)與承重導(dǎo)軌平行，其特征在于花崗巖基座(1)上一端直接固定有頭架(2)，在花崗巖基座(1)的承重導(dǎo)軌上有與之氣浮滑動配合的承重滑臺(11)，承重滑臺(11)上還固定有尾架(10)，頭架(2)和尾架(10)各有一個相互對準(zhǔn)位于同一直線上的頂尖，頭架(2)和尾架(10)頂尖對準(zhǔn)直線與測量導(dǎo)軌(12)和承重導(dǎo)軌平行，在頭架(2)內(nèi)有電機(jī)，頭架(2)上安裝有由電機(jī)驅(qū)動的撥盤(3)，測量導(dǎo)軌(12)上有與之氣浮滑動配合的滑臺(6)和滑臺(9)，滑臺(6)滑臺(6)上安裝有軸向測量模塊(4)、微尺寸軸向及旁向電感測頭(5)，滑臺(9)安裝有徑向尺寸測量模塊(8)，軸向測量模塊(4)有一對安裝于滑槽內(nèi)的滑動貼合的測爪，測爪與測量導(dǎo)軌(12)垂直，在測量導(dǎo)軌(12)與承重導(dǎo)軌之間固定有長光柵尺(13)，光柵尺(13)與測量導(dǎo)軌平行，并且與光柵尺(13)配合的讀數(shù)頭安裝在測量滑臺(6)上。
2. 如權(quán)利要求1所述的軸類零部件綜合檢查儀，其特征在于頭架(2)的頂 尖是死頂尖，尾架(10)的頂尖為能彈性伸縮的頂尖。
3. 如權(quán)利要求1所述的軸類零部件綜合檢查儀，其特征在于所述的滑臺(6) 由內(nèi)滑臺和外滑臺組成，內(nèi)滑臺和外滑臺間采用彈性元件連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種軸類零部件綜合檢查儀，它由花崗巖基座、花崗巖氣浮測量導(dǎo)軌和滑臺、花崗巖氣浮承重導(dǎo)軌和滑臺、頭架和尾架、各測量模塊和長光柵尺組成。采用上述結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)對軸類零部件的綜合測量，通過一次裝夾就可以實現(xiàn)軸類零部件各種軸向尺寸和多種形位誤差的綜合測量，并且本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，易于操作，精度較高。
文檔編號G01B7/00GK101403600SQ200810195208
公開日2009年4月8日 申請日期2008年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月7日
發(fā)明者黨學(xué)明, 劉善林, 王會生, 毅 胡, 胡鵬浩, 費業(yè)泰, 黃強(qiáng)先 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)