專利名稱：柱塞零件圓柱度公差現場檢測裝置及其檢測方法
技術領域：
本發明屬于航空發動機制造技術領域，特別涉及一種柱塞零件圓柱度公差現場檢
測裝置及其檢測方法，主要應用于對航空發動機的柱塞零件圓柱度公差的現場檢測。
背景技術：
航空發動機液壓氣動系統中流體流動的方向、壓力和流量均需要進行控制和調 節，完成這些功能的控制元件通常被稱為液壓(或氣動)控制活門，控制活門的質量控制直 接關系到發動機能否發揮其最佳性能和安全可靠的工作。 活門軸(又稱為柱塞零件)是活門組件中的重要零件。它與活門襯套是一對耦合 件，加工時首先加工活門襯套，然后根據活門襯套內孔實際值和給定配合間隙0. 005mm 0. 008mm配磨或配研柱塞零件的小8mm外圓柱面。柱塞零件的外圓柱面是柱塞零件進行轉 動或軸向移動的主要配合工作面，該外圓柱面精度要求高，用圓柱度公差為O. 003mm來控 制。 目前，國外先進航空企業測量柱塞零件圓柱度公差基本使用圓柱度測量儀進行測 量，其主要原因是一方面，國外對柱塞零件圓柱度公差控制嚴格；另一方面，其生產現場 具備高精度圓柱度測量儀安裝的環境條件要求。 世界上生產圓柱度測量儀的廠家不多，主要有英國泰勒公司、德國馬爾公司、霍梅 爾公司、日本的東京精密和小坂研究所等。由于沒有國產儀器，靠進口應急，價格昂貴，每臺 約16萬美元。 近年來，國內中原量儀和上海量具刃具廠等廠家研制、生產了圓柱度測量儀。其設 備結構基本上是仿制英國泰勒公司生產的泰勒II型圓度儀，由精密旋轉臺和高精度導軌 等組成。由于該測量儀在自動調平、調心及數據處理軟件等方面和國外相比存在較大差異， 對測量環境條件要求嚴格，操作復雜，要求檢驗人員技術水平高等原因，國內一般企業生產 單位很難采用。在沒有采用圓柱度測量儀的情況下，這些企業生產單位對圓柱度公差的質 量控制采用簡易的V形鐵、指示器和測微表組合在一起，用測量圓跳動的方法來評定圓柱 度公差。但是，該方法只控制了圓柱面橫截面的形狀誤差，無法控制其軸截面的形狀誤差； 不能滿足國家標準中關于圓柱度公差的定義要求。
發明內容
針對現有進口圓柱度測量儀價格昂貴，而國產的圓柱度測量儀對測量環境條件要 求嚴格，操作復雜，要求檢驗人員技術水平高的問題，本發明提供一種能夠實現柱塞零件工 作面圓柱度公差的高精度、快速技術測量，而且價格便宜、操作簡單的柱塞零件圓柱度公差 現場檢測裝置及其檢測方法。 為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案， 一種柱塞零件圓柱度公差現場檢 測裝置，包括底座，其特點是在底座上固定有具有手柄的導軌和具有螺紋槽的立柱，在立柱 上設置有具有扭簧比較儀的支架，在導軌的上端固定有V形鐵或頂尖軸；所述的導軌包括固定工作臺和移動工作臺；在固定工作臺與移動工作臺之間設置有橫向滾針和縱向滾針，
所述的橫向滾針通過橫向滾針履帶連接在一起，所述的縱向滾針通過縱向滾針履帶連接在
一起；在靠近手柄的固定工作臺的一端上固定有后擋板，與后擋板相對的固定工作臺的一
端上固定有前擋板，在前擋板與后擋板之間設置有移動工作臺的螺紋絲杠，螺紋絲杠與所
述的手柄固定連接在一起；所述的螺紋絲杠與固定在移動工作臺上的螺母相對應；所述的
移動工作臺通過固定在其下端的滾輪設置在固定工作臺的凸臺上；所述的立柱設置在支架
的后通孔內，所述的立柱的螺紋槽與固定在支架上的粗調螺母相對應；所述的扭簧比較儀
設置在支架的前通孔內，在支架上分別設置有扭簧比較儀和立柱的鎖緊螺母。 為了使扭簧比較儀的測頭與柱塞零件的距離可進行微調，所述的支架包括具有下
凸臺的支架前體和具有上凸臺的支架后體，支架前體的下凸臺與支架后體的上凸臺相對
應，在下凸臺與上凸臺之間具有可調間隙；支架前體與支架后體通過上擋片、下擋片固定在
一起；所述的支架的前通孔設置在支架的支架前體上，所述的支架的后通孔設置在支架的
支架后體上；在支架后體的上凸臺的中心位置設置有扭簧比較儀的微調螺絲，微調螺絲設
置在支架后體的上凸臺的螺紋孔內，微調螺絲的下端面設置在支架前體的下凸臺的上方。 所述的柱塞零件圓柱度公差現場檢測裝置的檢測方法，包括如下步驟 步驟一 將柱塞零件裝夾在V形鐵或頂尖軸上，通過粗調螺母、微調螺絲調整扭簧
比較儀，使扭簧比較儀的測頭與柱塞零件的被測面接觸，并使扭簧比較儀指示表的指針指
在零刻線位置； 步驟二 轉動柱塞零件的同時，搖動移動工作臺的手柄，通過扭簧比較儀對柱塞零 件的工作面進行測量，觀察扭簧比較儀指示表的讀數；測量過程中讀數中的最大差值即為 該柱塞零件的徑向全跳動誤差值f ; 步驟三將步驟二中測得的柱塞零件的徑向全跳動誤差值f與被測柱塞零件的給
定圓柱度公差值進行比較，當徑向全跳動誤差值f小于被測柱塞零件的給定圓柱度公差值
時，該柱塞零件判斷為合格。
本發明的檢測裝置的檢測原理 本發明通過測量徑向全跳動誤差來評定圓柱度公差。 如圖5所示，以V形鐵或頂尖軸的軸線為模擬基準軸線0' -0'，其徑向全跳動誤 差值為被測圓柱面繞O' 0'作無軸向移動回轉，扭簧比較儀沿平行于O' -0'的理想素線
連續移動時測得的在給定方向上的最大與最小讀數之差，即最大差值，f e@，ta= Rmax_Rmin。 徑向全跳動是位置公差，其測得值反映的是沒有區分開的同軸度、圓柱度、圓度等 多項誤差的綜合，故此，徑向全跳動包含了圓柱度公差。 當模擬基準軸線O' -0'與被測圓柱面最小區域軸線O-O重合時，此時所測得的 徑向全跳動恰為被測圓柱面最小區域寬度，即fe^ = f Kffl。 當模擬基準軸線O' -0'與被測圓柱面最小區域軸線O-O有偏離(平行或交錯偏 離)時，所測得的徑向全跳動為以O' -0'為軸線，以包容被測圓柱面的兩同心圓柱之間的
區域的寬度。按評定圓柱度公差的最小條件，無論o' -o'與o-o偏離的大小、方位如何，
徑向全跳動值反映的包容區域的寬度均大于最小區域寬度，故有f f g^跳動。 由于O' -0'與被測圓柱面最小區域軸線O-O之間的相互位置僅有重合或偏離兩
種狀況，因此，徑向全跳動與圓柱度公差必有下列關系f徑向全跳動^ f圓柱度。
本發明的有益效果 本發明的檢測裝置的檢測精度高、操作簡單、價格便宜，而且檢測速度快，提高了 生產效率；解決了國產的圓柱度測量儀對測量環境條件要求嚴格，操作復雜，要求檢驗人員 技術水平高的問題，保證了軍品科研生產零部件的產品質量。
圖1是本發明的檢測裝置的結構示意圖；
圖2是圖1的右視圖；
圖3是圖1的B-B剖視圖； 圖4是本發明的檢測裝置的導軌的結構示意圖；
圖5是本發明的檢測裝置檢測原理的示意圖； 圖中，1-底座，2-手柄，3-導軌，4-后擋板，5-固定工作臺，6_滾輪，7_螺紋絲杠， 8-前擋板，9-移動工作臺，10-螺紋槽，11-支架，12-扭簧比較儀指示表，13-立柱，14-粗調 螺母，15-扭簧比較儀，16-扭簧比較儀測頭，17-柱塞零件，18-V形鐵，19-鎖緊螺母，20-支 架后體，21-下凸臺，22-上凸臺，23-上擋片，24-可調間隙，25-下擋片，26-微調螺絲， 27-支架前體，28-凸臺，29-螺母，30-橫向滾針，31-縱向滾針，32-橫向滾針履帶，33-縱向 滾針履帶。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明做進一步的說明 如圖1、圖2、圖3、圖4所示，一種柱塞零件圓柱度公差現場檢測裝置，包括底座1， 在底座1上固定有具有手柄2的導軌3和具有螺紋槽10的立柱13，在立柱13上設置有具 有扭簧比較儀15的支架11，在導軌3的上端固定有V形鐵或頂尖軸18 ;所述的導軌3包括 固定工作臺5和移動工作臺9 ;在固定工作臺5與移動工作臺9之間設置有橫向滾針30和 縱向滾針31，所述的橫向滾針30通過橫向滾針履帶32連接在一起，所述的縱向滾針31通 過縱向滾針履帶33連接在一起；在靠近手柄2的固定工作臺5的一端上固定有后擋板4，與 后擋板4相對的固定工作臺5的一端上固定有前擋板8，在前擋板8與后擋板4之間設置有 移動工作臺9的螺紋絲杠7，螺紋絲杠7與所述的手柄2固定連接在一起；所述的螺紋絲杠 7與固定在移動工作臺9上的螺母29相對應；所述的移動工作臺9通過固定在其下端的滾 輪6設置在固定工作臺5的凸臺28上；所述的立柱13設置在支架11的后通孔內，所述的 立柱13的螺紋槽10與固定在支架11上的粗調螺母14相對應；所述的扭簧比較儀15設置 在支架11的前通孔內，在支架11上分別設置有扭簧比較儀15和立柱13的鎖緊螺母19。
為了使扭簧比較儀15的測頭16與柱塞零件17的距離可進行微調，所述的支架11 包括具有下凸臺21的支架前體27和具有上凸臺22的支架后體20，支架前體27的下凸臺 21與支架后體20的上凸臺22相對應，在下凸臺21與上凸臺22之間具有可調間隙24 ;支 架前體27與支架后體20通過上擋片23、下擋片25固定在一起；所述的支架11的前通孔設 置在支架11的支架前體27上，所述的支架11的后通孔設置在支架11的支架后體20上； 在支架后體20的上凸臺22的中心位置設置有扭簧比較儀15的微調螺絲26，微調螺絲26 設置在支架后體20的上凸臺22的螺紋孔內，微調螺絲26的下端面設置在支架前體27的下凸臺21的上方。
所述的柱塞零件圓柱度公差現場檢測裝置的檢測方法，包括如下步驟
步驟一 將柱塞零件17裝夾在V形鐵或頂尖軸18上，通過粗調螺母14、微調螺絲 26調整扭簧比較儀15，使扭簧比較儀15的測頭16與柱塞零件17的被測面接觸，并使扭簧 比較儀15指示表12的指針指在零刻線位置； 步驟二 轉動柱塞零件17的同時，搖動移動工作臺9的手柄2，通過扭簧比較儀15 對柱塞零件17的工作面進行測量，觀察扭簧比較儀15指示表12的讀數；測量過程中讀數 中的最大差值即為該柱塞零件17的徑向全跳動誤差值f ; 步驟三將步驟二中測得的柱塞零件17的徑向全跳動誤差值f與被測柱塞零件 17的給定圓柱度公差值進行比較，當徑向全跳動誤差值f小于被測柱塞零件17的給定圓柱 度公差值時，該柱塞零件17判斷為合格。
權利要求
一種柱塞零件圓柱度公差現場檢測裝置，包括底座，其特征在于在底座上固定有具有手柄的導軌和具有螺紋槽的立柱，在立柱上設置有具有扭簧比較儀的支架，在導軌的上端固定有V形鐵或頂尖軸；所述的導軌包括固定工作臺和移動工作臺；在固定工作臺與移動工作臺之間設置有橫向滾針和縱向滾針，所述的橫向滾針通過橫向滾針履帶連接在一起，所述的縱向滾針通過縱向滾針履帶連接在一起；在靠近手柄的固定工作臺的一端上固定有后擋板，與后擋板相對的固定工作臺的一端上固定有前擋板，在前擋板與后擋板之間設置有移動工作臺的螺紋絲杠，螺紋絲杠與所述的手柄固定連接在一起；所述的螺紋絲杠與固定在移動工作臺上的螺母相對應；所述的移動工作臺通過固定在其下端的滾輪設置在固定工作臺的凸臺上；所述的立柱設置在支架的后通孔內，所述的立柱的螺紋槽與固定在支架上的粗調螺母相對應；所述的扭簧比較儀設置在支架的前通孔內，在支架上分別設置有扭簧比較儀和立柱的鎖緊螺母。
2. 根據權利要求1所述的一種柱塞零件圓柱度公差現場檢測裝置，其特征在于所述 的支架包括具有下凸臺的支架前體和具有上凸臺的支架后體，支架前體的下凸臺與支架后 體的上凸臺相對應，在下凸臺與上凸臺之間具有可調間隙；支架前體與支架后體通過上擋 片、下擋片固定在一起；所述的支架的前通孔設置在支架的支架前體上，所述的支架的后通 孔設置在支架的支架后體上；在支架后體的上凸臺的中心位置設置有扭簧比較儀的微調螺 絲，微調螺絲設置在支架后體的上凸臺的螺紋孔內，微調螺絲的下端面設置在支架前體的 下凸臺的上方。
3. 權利要求1所述的柱塞零件圓柱度公差現場檢測裝置的檢測方法，其特征在于，包 括如下步驟步驟一 將柱塞零件裝夾在V形鐵或頂尖軸上，通過粗調螺母、微調螺絲調整扭簧比較 儀，使扭簧比較儀的測頭與柱塞零件的被測面接觸，并使扭簧比較儀指示表的指針指在零 刻線位置；步驟二轉動柱塞零件的同時，搖動移動工作臺的手柄，通過扭簧比較儀對柱塞零件的 工作面進行測量，觀察扭簧比較儀指示表的讀數；測量過程中讀數中的最大差值即為該柱 塞零件的徑向全跳動誤差值f ;步驟三將步驟二中測得的柱塞零件的徑向全跳動誤差值f與被測柱塞零件的給定圓 柱度公差值進行比較，當徑向全跳動誤差值f小于被測柱塞零件的給定圓柱度公差值時， 該柱塞零件判斷為合格。
全文摘要
柱塞零件圓柱度公差現場檢測裝置及其檢測方法，屬于航空發動機制造技術領域。本發明檢測精度高、快速，而且價格便宜、操作簡單。本發明包括底座，其特點是在底座上固定有導軌和立柱，在立柱上設置有具有扭簧比較儀的支架，在導軌的上端固定有V形鐵或頂尖軸，導軌包括固定工作臺和移動工作臺；在固定工作臺與移動工作臺之間設置有滾針。檢測方法將柱塞零件裝夾在V形鐵或頂尖軸上，調整扭簧比較儀，使其測頭與柱塞零件的被測面接觸，并使指針指在零刻線位置；轉動柱塞零件的同時，搖動手柄，對柱塞零件的工作面進行測量，觀察讀數，讀數的最大差值即為徑向全跳動誤差值f；將f與給定圓柱度公差值比較，當f小于給定圓柱度公差值時，判斷為合格。
文檔編號G01B5/20GK101709945SQ20091022024
公開日2010年5月19日 申請日期2009年11月27日 優先權日2009年11月27日
發明者王宏偉, 王玉, 蒲超亮, 高成山 申請人:沈陽黎明航空發動機(集團)有限責任公司