專利名稱：一種雙進給式測量圓度及圓柱度的裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種圓度、圓柱度測量裝置，尤其是涉及一種雙進給式測量圓度及圓柱度的裝置。
背景技術：
在現代化汽車發動機制造過程中，缸孔珩磨工藝是缸體加工的最后一道工序，因此其加工精度的好壞將直接影響到發動機的工作性能，缸孔圓度、圓柱度精度就是珩磨工藝中重要的性能指標，為保證珩磨質量，需要在珩磨工藝前后需要對缸孔的圓度進行監控與控制。目前，對缸孔的圓度、圓柱度檢測大都采用的時三坐標測量儀或圓度儀，然而由于三坐標測量儀系統需占用很大的空間，因而常用于實驗室的圓度檢測，在缸孔生產線上主要是對缸孔進行抽檢，還無法用于實時在線監測，并且價格昂貴；圓度儀雖然所占用的空間體積小，但是測量時，通過將待測工件與精密軸系同心安裝來完成定位，這樣可能會增加測量時間，并且精密軸件需要干凈的工作環境，從而限制了它的應用范圍；而孔的圓度圓、柱度檢測相比于軸的檢測麻煩，中心軸線不易找到，故而用于軸圓度、圓柱度的檢測儀器大都不適用于孔的檢測，因此需要研制針對缸孔在線圓度檢測的裝置，實現對缸孔圓度、圓柱度方便快速的測量，同時確保精度要求。經過對現有技術的文獻檢索，未見涉及一種用于針對發動機這種非軸對稱體中孔的圓度、圓柱度檢測簡單方便的其測量方法與測量裝置。現有的圓度測量裝置，如“圓度誤差的激光掃描非接觸測量方法”，涉及到光學原理測量圓柱體的圓度；“滾針、小滾子圓度測量儀”(參見中國發明專利，公開號CN201488690U)，涉及一種利用圓度誤差放大的方法測量滾針、小滾子等小型圓柱體的圓度搖臂軸圓度檢測裝置”(參見中國發明專利，公開號CN201335672Y)，涉及一種搖臂軸等大圓柱體的圓度檢測方法“圓度檢測裝置”(參見中國發明專利，公開號CN101852583A)涉及一種可隨檢具軸轉動的簡單孔圓度的檢測裝置。
發明內容
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種操作方便、成本低廉、測量效率高、可用于在線測量的雙進給式測量圓度及圓柱度的裝置。本發明的目的可以通過以下技術方案來實現—種雙進給式測量圓度及圓柱度的裝置，通過數據采集線接入數據采集器中，該裝置包括支撐架、測量桿、定位頭、測量頭及底座，所述的支撐架固定在底座上，所述的測量桿懸吊在支撐架上，所述的定位頭及測量頭自上而下依次固定在測量桿的端部。所述的支撐架為可上下伸縮并左右旋轉的支架，支撐架的軸向與底座保持垂直。所述的測量桿為雙進給結構，由中心桿及外面桿構成，所述的中心桿控制測量頭，用來實現測量頭的漲出與縮回，調節該測量裝置，測量孔徑范圍在60-80mm之間，所述的外面桿控制定位頭，實現定位頭的漲出與縮回，調節該測量裝置，測量孔徑范圍在55-85_之間。所述的測量桿連接在支撐架上，可繞支撐架轉動來調節軸線位置。所述的定位頭為可伸縮的小球形結構，所述的測量頭為可伸縮探針。該裝置利用測量頭與待測孔壁接觸 過程中測量頭的伸縮來測量圓度，隨著待測孔的圓度的變化，測量頭伸縮的程度也會發生變化，經過放大器將測量頭的伸縮變化量輸入數據采集器中，從而測量出孔壁輪廓的變化情況，計算出待測孔圓度，通過測量不同截面上的圓度計算出圓柱度。所述的定位頭設有三個，等間隔的分布在測量桿的同一圓周上，采用三點定位找正的方式使得測量桿軸線通過待測圓圓心。所述的測量頭設有兩個，對稱分布在測量桿的同一圓周上，當完成定位后，伸出測量頭，保證測量頭的探針與孔壁接觸并有一定的收縮量，然后在縮回定位頭，開始測量。所述的底座的上表面為保證水平精度的定位面。利用該裝置對圓度、圓柱度測量方法,包括如下步驟第一步，將測量頭調至最高位置，把待測工件放在測量器底座上，加工基準面與底座上表面接觸，這樣以加工基準面作為測量基準面，然后將工件固定；第二步，調節支撐架高度，將測量頭伸入孔內一定深度后固定支撐架的伸縮，然后調節測量桿上的外進給桿，漲出定位頭與孔壁貼緊(這樣就使得測量桿中心軸線與待測孔的軸線重合)，然后固定支撐架的旋轉，鎖定測量桿的中心軸線位置；第三步，根據定位頭調節的大小來調節內進給系統，漲出測量頭到一定位置(保證測量頭與孔壁接觸，探針有一定收縮量)，鎖定測量頭，縮回定位頭；第四步，沿測量桿自身軸線轉動測量桿，繞測量孔一周，用數據采集器同時記下兩個測量頭示數的最大值與最小值，分別求兩組最大值與最小值的平均值，其差值就為所測孔的圓度誤差；測量多個截面的圓度，可求出孔的圓柱度；第五步，測量結束后，縮回測量頭，將測量桿升起，松開夾具，移開待測工件。與現有技術相比，本發明具有以下優點一、操作方便只需將待測工件放在測量底座上，轉動測量桿到待測孔中，再通過定位頭進行定位后即可進行測量。二、成本低廉該發明用于孔的圓度、圓柱度測量，根據三點定位找正原理和接觸式探針測量原理進行測量，原理簡單，制造成本低廉。三、測量效率高該發明由于測量原理簡單，操作方便，待測件裝夾后，測量桿自動找正定位，因此測量效率高。四、可用于在線測量本發明體積小，測量過程無需人員操作，測量快速，故可實現在線測量。
圖I為本發明的剖視結構示意圖；圖2為圖I中A-A向的結構示意圖；圖3為圖I中B-B向的結構示意圖；圖4為本發明在使用時的結構示意圖。
圖中，I-支撐架、2-測量桿、3-定位頭、4-測量頭、5-底座、6-待測工件、7_數據采集器、8-數據傳輸線路。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。實施例一種雙進給式測量圓度及圓柱度的裝置，其結構如圖1-3所示，包括支撐架I、雙進給式的測量桿2、定位頭3、測量頭4以及大平面的底座5。支撐架I可上下伸縮，同時可繞其軸線旋轉，雙進給式的測量桿2通過液壓控制系統來實現雙進給，定位頭3與測量頭4均可伸縮，且測量頭4為可伸縮探針、底座5為精度很高的大平面，用于測量定位。支撐架I直接與底座5相連，測量桿2通過懸臂結構連在支撐架I頂端，這樣就能使得測量桿2可上下左右移動，定位頭3與測量頭4都裝置在測量桿2的底部。如圖2-3所示，定位頭3與測量頭4依次上下分布在測量桿2底部，測量桿2的外進給系統控制定位頭3的伸縮，內進給系統控制測量頭4的伸縮。定位頭3有三個等間隔的分布在測量桿2的同一圓周上，采用三點定位找正的方式使得測量桿2軸線通過待測圓圓心，同時通過支撐架I與底座5垂直來保證測量桿2軸線與底座5垂直，待測工件6孔軸端面放在底座5上時測量桿2軸線便與待測孔軸線重合，這樣便完成定位；測量頭4有兩個，對稱分布在測量桿2的同一圓周上，當完成定位后，伸出測量頭4，保證測量頭4的探針與孔壁接觸并有一定的收縮量，然后在縮回定位頭3，開始測量。本實施例所涉及的雙進給式圓度測量方法，包括如下步驟I、將測量頭4調至最高位置，把待測工件6放在測量器的底座5上，以加工基準面作為測量基準面，然后將待測工件6夾緊；2、調節支撐架I的高度，將測量頭4伸入孔內一定深度后固定支撐架I的伸縮，然后調節測量桿2的外進給系統，漲出定位頭3與孔壁貼緊(這樣就使得測量桿中心軸線與待測孔的軸線重合)，然后固定支撐架I的旋轉，鎖定測量桿的中心軸線位置；3、根據定位頭3調節的大小來調節內進給系統，漲出測量頭4到一定位置(保證測量頭與孔壁間的距離在測量范圍內)，鎖定測量頭4，縮回定位頭3 ；4、沿測量桿2自身軸線轉動測量頭4，繞測量孔一周，用數據采集器7同時記下兩個測量頭示數的最大值與最小值，分別求兩組最大值與最小值的平均值，其差值就為所測孔的圓度誤差；5、測量結束后，縮回測量頭4，將測量桿2升起，松開夾具，移開待測工件6。為了保證測量桿2的軸線與待測孔的軸線重合，測量桿2與支撐桿I的軸線相互平行，而支撐桿I有與底座5垂直，所以實際上測量桿2的軸線與底座5垂直，在測量時，將待測孔的軸端面(孔加工時的定位基準面)放在底座5上，這樣測量桿2的中心軸線就與待測孔的中心軸線平行，再加上三點定位頭3，使得測量桿2的中心軸線通過待測面(待測孔的一個垂直于中心軸線的截面)的中心,這樣測量桿2的中心軸線就與測量孔的中心軸線重合。與其他測量裝置相比，該裝置在測量過程中定位精確，操作方便。
權利要求
1.一種雙進給式測量圓度及圓柱度的裝置，通過數據采集線接入數據采集器中，其特征在于，該裝置包括支撐架、測量桿、定位頭、測量頭及底座，所述的支撐架固定在底座上，所述的測量桿懸吊在支撐架上，所述的定位頭及測量頭自上而下依次固定在測量桿的端部。
2.根據權利要求I所述的一種雙進給式測量圓度及圓柱度的裝置，其特征在于，所述的支撐架為可上下伸縮并左右旋轉的支架，支撐架的軸向與底座保持垂直。
3.根據權利要求I所述的一種雙進給式測量圓度及圓柱度的裝置，其特征在于，所述的測量桿為雙進給結構，由中心桿及外面桿構成，所述的中心桿控制測量頭，用來實現測量頭的漲出與縮回，所述的外面桿控制定位頭，實現定位頭的漲出與縮回。
4.根據權利要求I所述的一種雙進給式測量圓度及圓柱度的裝置，其特征在于，所述的測量桿連接在支撐架上，可繞支撐架轉動來調節軸線位置。
5.根據權利要求I所述的一種雙進給式測量圓度及圓柱度的裝置，其特征在于，所述的定位頭為可伸縮的小球形結構，所述的測量頭為可伸縮探針。
6.根據權利要求5所述的一種雙進給式測量圓度及圓柱度的裝置，其特征在于，該裝置利用測量頭與待測孔壁接觸過程中測量頭的伸縮來測量圓度，隨著待測孔的圓度的變化，測量頭伸縮的程度也會發生變化，經過放大器將測量頭的伸縮變化量輸入數據采集器中，從而測量出孔壁輪廓的變化情況，計算出待測孔圓度，通過測量不同截面上的圓度計算出圓柱度。
7.根據權利要求6所述的一種雙進給式測量圓度及圓柱度的裝置，其特征在于，所述的定位頭設有三個，等間隔的分布在測量桿的同一圓周上，采用三點定位找正的方式使得測量桿軸線通過待測圓圓心。
8.根據權利要求6所述的一種雙進給式測量圓度及圓柱度的裝置，其特征在于，所述的測量頭設有兩個，對稱分布在測量桿的同一圓周上，當完成定位后，伸出測量頭，保證測量頭的探針與孔壁接觸并有一定的收縮量，然后在縮回定位頭，開始測量。
9.根據權利要求I所述的一種雙進給式測量圓度及圓柱度的裝置，其特征在于，所述的底座的上表面為保證水平精度的定位面。
全文摘要
本發明涉及一種雙進給式測量圓度及圓柱度的裝置，通過數據采集線接入數據采集器中，該裝置包括支撐架、測量桿、定位頭、測量頭及底座，支撐架固定在底座上，測量桿懸吊在支撐架上，定位頭及測量頭自上而下依次固定在測量桿的端部。與現有技術相比，本發明具有操作方便、成本低廉、測量效率高、可用于在線測量等優點。
文檔編號G01B21/20GK102749059SQ20121025383
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月20日 優先權日2012年7月20日
發明者丁利強, 姚振強, 張雪萍, 高羅輝 申請人:上海交通大學