專利名稱：基于標(biāo)準(zhǔn)尺的大尺寸高精度測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于標(biāo)準(zhǔn)尺的大尺寸高精度測量裝置。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，對大尺寸構(gòu)件的幾何量測量精度提出了越來越高的要求。由于大尺寸構(gòu)件體積大，熱容量大，一般須在加工現(xiàn)場測量，多數(shù)為間接測量，所以測量條件較差，誤差傳遞復(fù)雜，難以獲得較高精度。測量環(huán)境的溫度場因測量器具和被測件的溫度敏感性對尺寸測量的精度產(chǎn)生影響，對于大尺寸這一影響尤其突出。要解決這個問題，一般有兩種措施一是將被測工件溫度嚴(yán)格控制在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)；二是對溫度誤差進(jìn)行修正。由于第一種方法需要高精度的環(huán)境條件，經(jīng)濟(jì)代價較高，很難在加工現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)。采用溫度誤差修正的方法簡便易行，而且經(jīng)濟(jì)，已被廣泛采用。目前采用的修正方法是由零件材料的膨脹系數(shù)，實(shí)際溫度與標(biāo)準(zhǔn)溫度偏差和零件尺寸，計算熱變形誤差，對尺寸進(jìn)行修正。可滿足小·尺寸和低測量精度的測量要求，而不能滿足大尺寸高精度的測量要求。這種修正方法需要準(zhǔn)確測量加工現(xiàn)場的溫度。如何有效的消除溫度變化對大尺寸測量的影響，進(jìn)而提高大尺寸構(gòu)件的尺寸測量精度具有非常重要的意義。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是提供面向現(xiàn)場應(yīng)用的基于標(biāo)準(zhǔn)尺的大尺寸高精度測量裝置，目的是能夠在加工現(xiàn)場對大構(gòu)件尺寸進(jìn)行測量，對溫度變化所引起的尺寸變化進(jìn)行精確修正，從而實(shí)現(xiàn)大尺寸的高精度測量。本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是采用兩種膨脹系數(shù)不同的材料制成兩把標(biāo)準(zhǔn)尺，把它們一端固定在一起，另一端可自由膨脹，在標(biāo)準(zhǔn)溫度下對它們進(jìn)行尺寸標(biāo)定。把兩個標(biāo)準(zhǔn)尺安裝在測量裝置中，利用測量裝置中的測量頭測量兩標(biāo)準(zhǔn)尺膨脹后的尺寸差，并依此對標(biāo)準(zhǔn)尺長度進(jìn)行精確的修正?；谠撻L度和測量頭的小尺寸精密測量，實(shí)現(xiàn)了大尺寸的高精度測量。誤差修正的方法設(shè)兩把標(biāo)準(zhǔn)尺的膨脹系數(shù)分別為\和α2(αι< α2)，在標(biāo)準(zhǔn)溫度下標(biāo)定它們的尺寸分別為I1和12。在溫度t時測量這兩標(biāo)準(zhǔn)尺的尺寸差為Λ 1，被測構(gòu)件的尺寸為Ιο。設(shè)被測構(gòu)件的膨脹系數(shù)為α3，則被測構(gòu)件在標(biāo)準(zhǔn)溫度下的尺寸I為
AlI = I0+ Ca1- α3) —-Γ
α2(2 — ccI η兩標(biāo)準(zhǔn)尺的尺寸差Λ I與溫度t有關(guān)，當(dāng)Al被測知，被測構(gòu)件在標(biāo)準(zhǔn)溫度下的尺寸便可知。因此，無需測量加工現(xiàn)場的溫度，便可測得被測構(gòu)件在標(biāo)準(zhǔn)溫度下的尺寸。本發(fā)明提出的基于標(biāo)準(zhǔn)尺的大尺寸高精度測量裝置，能夠在加工現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)測量，對溫度變化所引起的尺寸變化進(jìn)行修正。該檢測裝置重量輕、裝調(diào)方便。并且，檢測裝置的測量范圍大，測量精度高。測量裝置成本低，相應(yīng)的檢測費(fèi)用也相應(yīng)較低。
圖1是本發(fā)明基于標(biāo)準(zhǔn)尺的大尺寸高精度測量裝置示意圖。[0014]圖2是測量裝置測量示意圖[0015]具體實(shí)施方式
[0016]
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。[0017]如附圖1所示，1-固定測頭，2-螺帽，3-彈簧，4-固定套管，5-固定量桿，6-固定支 撐，7-標(biāo)準(zhǔn)尺(小膨脹系數(shù))，8-標(biāo)準(zhǔn)尺(大膨脹系數(shù))，9_活動測頭，10-測量尺，11-移動 支撐，12-測量零位，13-測量頭，14-加載螺母，15-彈簧座，16-彈簧，17-鎖緊裝置，18-移 動套筒[0018]固定測頭I通過螺帽2安裝在固定套管4上，另一端安裝在固定支撐6的內(nèi)孔中， 固定量桿5與固定測頭I安裝在一起，通過彈簧3使固定測頭I和固定量桿5與一端固定 的標(biāo)準(zhǔn)尺7、8可靠接觸。固定支撐6固聯(lián)在固定套管4上。小膨脹系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)尺7安裝在大 膨脹系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)尺8的內(nèi)孔中，標(biāo)準(zhǔn)尺8的一端安裝在移動支撐11的內(nèi)孔中，移動支撐11可 以隨標(biāo)準(zhǔn)尺8的膨脹在固定套管4中移動。測量頭13通過移動支撐11與標(biāo)準(zhǔn)尺8固定連 接，隨標(biāo)準(zhǔn)尺8的膨脹而一起移動。活動測頭9 一端安裝在標(biāo)準(zhǔn)尺8的內(nèi)孔中，另一端安裝 在移動套筒18的內(nèi)孔中，移動套筒18可在固定套管4上移動。測量尺10安裝在活動測頭 9上，測量尺10上設(shè)有測量零位12，當(dāng)活動測頭9與測量尺10 —起移動時，通過測量頭13 可讀出活動測頭9移動的距離。彈簧座15安裝在固定套管4的槽中，加載螺母14與固定 套管4螺紋連接，通過彈簧15施加所需的測量力。鎖緊裝置17安裝在移動套筒18上，鎖 緊活動套筒18與活動測頭9。當(dāng)松開鎖緊裝置17時，可調(diào)節(jié)活動測頭9的移動范圍。固定 測頭1、固定量桿5、標(biāo)準(zhǔn)尺7、活動測頭9由同一種小膨脹系數(shù)材料制成。[0019]圖1所示的11和12為標(biāo)準(zhǔn)溫度下標(biāo)準(zhǔn)尺7、8的尺寸，I為固定量桿5與固定測 頭1、標(biāo)準(zhǔn)尺7和活動測頭9可靠接觸時固定測頭I和活動測頭9之間的尺寸。[0020]如圖2所示的是測量裝置現(xiàn)場測量構(gòu)件尺寸。松開鎖緊裝置17，使固定量桿5與 固定測頭1、標(biāo)準(zhǔn)尺7和活動測頭9可靠接觸，測量頭測出標(biāo)準(zhǔn)尺7、8的膨脹后的尺寸差， 并依此對I進(jìn)行精確的修正。移動活動測頭9，使固定測頭I和活動測頭9與被測構(gòu)件接 觸，鎖緊鎖緊裝置17，旋動加載螺母14，通過彈簧座15和彈簧16施加測量所需的測量力， 測得被測構(gòu)件尺寸U。根據(jù)被測構(gòu)件的膨脹系數(shù)，可確定被測構(gòu)件在標(biāo)準(zhǔn)溫度下的尺寸。[0021]上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人 士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的實(shí)施范圍。如果不脫離本 發(fā)明的精神和范圍，對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換的，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求的 保護(hù)范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.基于標(biāo)準(zhǔn)尺的大尺寸高精度測量裝置，采用兩種熱膨脹系數(shù)相差較大的材料制成兩標(biāo)準(zhǔn)尺，兩標(biāo)準(zhǔn)尺套裝在一起，其中兩標(biāo)準(zhǔn)尺的一端固定，另一端可自由膨脹，在標(biāo)準(zhǔn)溫度下對兩標(biāo)準(zhǔn)尺的長度進(jìn)行標(biāo)定，固定測頭和固定量桿連接，與兩標(biāo)準(zhǔn)尺的固定端可靠接觸，測量頭與大膨脹系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)尺膨脹端固定連接，活動測頭與測量尺固定連接，其特征是溫度變化時測量頭可測得兩標(biāo)準(zhǔn)尺的尺寸差，依此對測量尺寸進(jìn)行精確的修正，基于標(biāo)準(zhǔn)尺的標(biāo)定長度和測量頭的小尺寸精密測量，實(shí)現(xiàn)大尺寸的高精度測量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于標(biāo)準(zhǔn)尺的大尺寸高精度測量裝置，其特征為固定測頭、活動測頭、固定量桿和小膨脹系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)尺由同一種材料制成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及基于標(biāo)準(zhǔn)尺的大尺寸高精度測量裝置，采用兩種膨脹系數(shù)相差較大的材料制成標(biāo)準(zhǔn)尺，這兩標(biāo)準(zhǔn)尺一端固定，另一端可自由膨脹，在標(biāo)準(zhǔn)溫度下對它們進(jìn)行尺寸標(biāo)定。把兩個標(biāo)準(zhǔn)尺安裝在測量裝置中，由于它們的膨脹系數(shù)不同，溫度變化時，測量裝置中讀數(shù)頭可測量兩標(biāo)準(zhǔn)尺膨脹后的尺寸差。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)尺的尺寸差值，對測量尺寸進(jìn)行修正，從而提高了尺寸的測量精度?；跇?biāo)準(zhǔn)尺的大尺寸高精度測量裝置，能夠在加工現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)測量，無需測量現(xiàn)場溫度，便可對溫度變化所引起的尺寸變化進(jìn)行修正。該檢測裝置重量輕、裝調(diào)方便。并且，檢測裝置的測量范圍大，測量精度高。
文檔編號G01B5/02GK202836431SQ20112045055
公開日2013年3月27日 申請日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者劉紅旗, 張敬彩, 李秀明 申請人:中機(jī)生產(chǎn)力促進(jìn)中心