專利名稱：一種用于螺紋綜合作用尺寸測(cè)量的測(cè)頭機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于精密測(cè)試技術(shù)及儀器領(lǐng)域，特別是涉及一種基于包絡(luò)輪廓的螺紋綜合作用尺寸測(cè)量測(cè)頭機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
螺紋聯(lián)接是機(jī)械零部件常用的結(jié)合方法之一，伴隨著汽車制造、工程機(jī)械、航空航天等產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，螺紋聯(lián)接作為精密機(jī)械重要的聯(lián)接形式應(yīng)用日益廣泛。螺紋聯(lián)接的質(zhì)量對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的綜合質(zhì)量、可靠性、使用壽命往往起著至關(guān)重要的作用，特別是隨著空間技術(shù)和現(xiàn)代武器的發(fā)展，對(duì)于螺紋聯(lián)接的精度提出了很高的要求。目前常用的螺紋測(cè)量的方法主要有:輪廓掃描型測(cè)量、三坐標(biāo)測(cè)量、激光三角法測(cè)量、機(jī)器視覺測(cè)量等。從螺紋生產(chǎn)工藝過程所產(chǎn)生的螺紋幾何量誤差種類和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)螺紋參數(shù)的定義來看，上述螺紋測(cè)量方法和使用的儀器，大都存在一些瑕疵，主要表現(xiàn)在三個(gè)方面:①采用局部測(cè)量或者單一截面的測(cè)量數(shù)據(jù)來表達(dá)原本定義在三維空間的螺紋參數(shù)；②采用單一參數(shù)或者是由單一參數(shù)估算出的作用尺寸表達(dá)螺紋的綜合質(zhì)量狀況；③采用單截面測(cè)量數(shù)據(jù)，不能確定螺紋整體的實(shí)際軸線，軸線的定向和位置誤差往往在裝配時(shí)才得以發(fā)現(xiàn)，這對(duì)重大零件來說，損失巨大。鑒于以上所提到的測(cè)量?jī)x器的不足，發(fā)明一種能實(shí)現(xiàn)用三維的測(cè)量方法來測(cè)量螺紋的綜合作用尺寸的儀器裝置，以表現(xiàn)最真實(shí)的螺紋最終作用效果，彌補(bǔ)現(xiàn)有儀器的不足，就顯得格外重要。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種用于螺紋綜合作用尺寸測(cè)量的測(cè)頭機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)測(cè)量螺紋綜合作用尺寸是基于包絡(luò)輪廓的。本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:一種用于螺紋綜合作用邊界測(cè)量的測(cè)頭機(jī)構(gòu)，包括測(cè)頭固定端組件和測(cè)頭運(yùn)動(dòng)端組件；所述測(cè)頭固定端組件包括基架、固定在所述基架上的旁向測(cè)微儀、固定在所述基架上的導(dǎo)軌和導(dǎo)向套筒；所述導(dǎo)向套筒的一端固定在所述基架上，所述導(dǎo)向套筒的另一端設(shè)有彈簧限位螺母，在所述導(dǎo)向套筒的中部設(shè)有與其滑動(dòng)連接的位移滑架支撐滑塊，在所述位移滑架支撐滑塊和所述基架之間以及所述位移滑架支撐滑塊和所述彈簧限位螺母之間均設(shè)有壓縮彈簧；所述旁向測(cè)微儀沿平行于Z軸的方向設(shè)置；所述導(dǎo)軌沿平行于X軸方向設(shè)置；所述測(cè)頭運(yùn)動(dòng)端組件包括固定在所述位移滑架支撐滑塊上的位移滑架、測(cè)端壓片組件、兩支軸向測(cè)微儀、滑塊和螺紋測(cè)端組件；所述螺紋測(cè)端組件包括測(cè)端支架和全牙測(cè)端，所述全牙測(cè)端為其中心面與螺紋規(guī)中心軸線共面且其中心面兩側(cè)厚度相等的螺紋規(guī)縱向切片，所述全牙測(cè)端通過設(shè)置在其前后兩側(cè)的錐頂螺釘與所述的測(cè)端支架轉(zhuǎn)動(dòng)連接；兩支所述軸向測(cè)微儀沿平行于Z軸的方向設(shè)置并固定在所述位移滑架上，兩支所述軸向測(cè)微儀的測(cè)頭壓在所述全牙測(cè)端的頂面上；所述測(cè)端壓片組件包括固定在所述位移滑架上的測(cè)端壓片，所述測(cè)端壓片的上端與測(cè)端壓片固定板的上部連接，所述測(cè)端壓片的下端壓在所述測(cè)端支架的后側(cè)，所述測(cè)端壓片固定板的下部設(shè)有測(cè)端壓片調(diào)節(jié)螺釘，所述測(cè)端壓片調(diào)節(jié)螺釘頂壓在所述測(cè)端壓片上；所述滑塊固定在所述位移滑架上，并與所述導(dǎo)軌配合；所述位移滑架通過分布在其上下兩端面的兩組片簧組件與所述測(cè)端支架連接；每組所述片簧組件均包括上下兩個(gè)壓板和一夾壓在它們之間的彈簧片，露在所述壓板外的所述彈簧片的一個(gè)端部與所述位移滑架固接，露在所述壓板外的所述彈簧片的另一端部與所述測(cè)端支架固接，兩個(gè)所述片簧組件、所述位移滑架和所述測(cè)端支架形成彈性連接的平行四桿機(jī)構(gòu)。所述測(cè)端支架為沿平行于Z軸布置的桿狀部件，所述全牙測(cè)端安裝在所述測(cè)端支架的底部。所述彈簧片與所述位移滑架固接的端部設(shè)有外伸的延長(zhǎng)段，所述延長(zhǎng)段通過分別位于其上下兩面的夾片固定在所述位移滑架。本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:一)通過將測(cè)頭機(jī)構(gòu)在垂直方向上的運(yùn)動(dòng)與測(cè)量機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行精確聯(lián)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)螺紋三維參數(shù)的測(cè)量，克服了現(xiàn)有螺紋測(cè)量?jī)x器以單一截面表達(dá)三維螺紋參數(shù)的缺
占.[0016]二)通過采用該測(cè)頭機(jī)構(gòu)測(cè)量整周或多周螺紋參數(shù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可以擬合出被測(cè)螺紋工件的實(shí)際軸線，克服了現(xiàn)有測(cè)量方法不能確定螺紋整體實(shí)際軸線的不足；三)通過采用該測(cè)頭機(jī)構(gòu)，將全牙測(cè)端與被測(cè)螺紋工件的螺紋嚙合進(jìn)行測(cè)量，得到的是基于包絡(luò)輪廓的螺紋綜合作用效果參數(shù)，該參數(shù)與實(shí)際作用效果是最接近的；四)該測(cè)頭機(jī)構(gòu)通過兩個(gè)片簧組件、位移滑架和測(cè)端支架形成了一套彈性連接的平行四桿機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了全牙測(cè)端在Z軸方向的微動(dòng)，并且通過壓縮彈簧所提供的預(yù)壓力，解決了測(cè)量時(shí)全牙測(cè)端與被測(cè)螺紋的自動(dòng)嚙合問題。五)該測(cè)頭機(jī)構(gòu)采用測(cè)端下探的結(jié)構(gòu)，不僅能測(cè)量各種尺寸的外螺紋，還能測(cè)量各種尺寸的內(nèi)螺紋，特別是小尺寸內(nèi)螺紋。

圖1為本實(shí)用新型的爆炸示意圖；圖2為本實(shí)用新型的主視圖；圖3為圖2的俯視圖；圖4為圖2的側(cè)視圖；圖5為本實(shí)用新型測(cè)頭固定端組件的爆炸示意圖；圖6為本實(shí)用新型測(cè)頭運(yùn)動(dòng)端組件的爆炸示意圖；圖7為本實(shí)用新型平行四桿機(jī)構(gòu)的原理示意圖；圖8為本實(shí)用新型螺紋測(cè)端組件的爆炸示意圖；圖9為本實(shí)用新型螺紋綜合作用尺寸測(cè)量?jī)x示意圖；[0029]圖10為本實(shí)用新型全牙測(cè)端與標(biāo)準(zhǔn)螺紋規(guī)的關(guān)系示意圖；圖11為全牙測(cè)端中心面示意圖。圖中:1-基架，2-夾片，3-彈簧片，4-壓板，5-壓板，6-錐頂螺釘，7-軸向測(cè)微儀，8-測(cè)端支架，9-全牙測(cè)端，10-旁向測(cè)微儀固定夾座，11-旁向測(cè)微儀，12-測(cè)端壓片固定板，13-測(cè)端壓片調(diào)節(jié)螺釘，14-測(cè)端壓片，15-測(cè)端支架底板，16-軸向測(cè)微儀固定夾座，17-滑塊，18-導(dǎo)軌，19-彈簧限位螺母，20-壓縮彈簧，21-位移滑架支撐滑塊，22-位移滑架，23-導(dǎo)向套筒，24-測(cè)頭固定端組件，25-測(cè)頭運(yùn)動(dòng)端組件，26-片簧組件，27-測(cè)端壓片組件，28-螺紋測(cè)端組件，29-標(biāo)準(zhǔn)螺紋規(guī)，30-全牙測(cè)端中心面，201-基座，202-數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)，203-z向?qū)к墸?04-z向滑塊，205-x向?qū)к墸?06_x向滑塊，207-測(cè)頭機(jī)構(gòu)，208-標(biāo)準(zhǔn)圓柱。
具體實(shí)施方式
為能進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下:請(qǐng)參閱附圖，本實(shí)用新型測(cè)頭機(jī)構(gòu)207安裝在一種螺紋綜合作用尺寸測(cè)量?jī)xX向滑塊206上，如圖9所示，所述螺紋綜合作用尺寸測(cè)量?jī)x包括基座201、數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)202、z向?qū)к?03、z向滑塊204、X向?qū)к?05、x向滑塊206和測(cè)頭機(jī)構(gòu)207。所述z向?qū)к?03垂直固定在所述基座201上，其上安裝有z向滑塊204，所述z向滑塊204上固定有所述X向?qū)к?05，所述X向?qū)к?05上安裝有X向滑塊206，所述x向滑塊206上固定有所述測(cè)頭機(jī)構(gòu)207 ;所述數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)202安裝在所述基座201上，其回轉(zhuǎn)中心軸線與所述基座201和所述X向?qū)к?05均垂直。請(qǐng)參閱圖1 圖8、圖10和圖11，所述螺紋綜合作用尺寸測(cè)量?jī)x的測(cè)頭機(jī)構(gòu)207，包括測(cè)頭固定端組件24和測(cè)頭運(yùn)動(dòng)端組件25 ;所述測(cè)頭固定端組件24包括基架1、固定在所述基架I上的旁向測(cè)微儀11、固定在所述基架I上的導(dǎo)軌18和導(dǎo)向套筒23 ;所述導(dǎo)向套筒23的一端固定在所述基架I上，所述導(dǎo)向套筒23的另一端設(shè)有彈簧限位螺母19，在所述導(dǎo)向套筒23的中部設(shè)有與其滑動(dòng)連接的位移滑架支撐滑塊21，在所述位移滑架支撐滑塊21和所述基架I之間以及所述位移滑架支撐滑塊21和所述彈簧限位螺母19之間均設(shè)有壓縮彈簧20 ;所述旁向測(cè)微儀11沿平行于Z軸的方向設(shè)置；所述導(dǎo)軌18沿平行于X軸方向設(shè)置；所述測(cè)頭運(yùn)動(dòng)端組件25包括固定在所述位移滑架支撐滑塊21上的位移滑架22、測(cè)端壓片組件27、兩支軸向測(cè)微儀7、滑塊17和螺紋測(cè)端組件28 ;所述螺紋測(cè)端組件28包括測(cè)端支架8和全牙測(cè)端9，所述全牙測(cè)端9為其中心面30與螺紋規(guī)中心軸線共面且其中心面30兩側(cè)厚度相等的縱向螺紋規(guī)切片，其中心面30為全牙測(cè)端9在包含其z向中心線并與其回轉(zhuǎn)中心軸線垂直的剖面，所述全牙測(cè)端9通過設(shè)置在其前后兩側(cè)的錐頂螺釘6與所述的測(cè)端支架8轉(zhuǎn)動(dòng)連接；兩支所述軸向測(cè)微儀7沿平行于Z軸的方向設(shè)置并固定在所述位移滑架22上，兩支所述軸向測(cè)微儀7的測(cè)頭壓在所述全牙測(cè)端9的頂面上；所述測(cè)端壓片組件27包括固定在所述位移滑架22上的測(cè)端壓片14，所述測(cè)端壓片14的上端與測(cè)端壓片固定板12的上部連接，所述測(cè)端壓片14的下端壓在所述測(cè)端支架8的后側(cè)，所述測(cè)端壓片固定板12的下部設(shè)有測(cè)端壓片調(diào)節(jié)螺釘13，所述測(cè)端壓片調(diào)節(jié)螺釘13頂壓在所述測(cè)端壓片14上；所述滑塊17固定在所述位移滑架22上，并與所述導(dǎo)軌18配合；所述位移滑架22通過分布在其上下兩端面的兩組片簧組件26與所述測(cè)端支架8連接；每組所述片簧組件均包括上下兩個(gè)壓板4、5和一夾壓在它們之間的彈簧片3，露在所述壓板外的所述彈簧片3的一個(gè)端部與所述位移滑架22固接，露在所述壓板外的所述彈簧片3的另一端部與所述測(cè)端支架8固接，兩個(gè)所述片簧組件26、所述位移滑架22和所述測(cè)端支架8形成彈性連接的平行四桿機(jī)構(gòu)。在本實(shí)施例中，所述彈簧片3與所述位移滑架22固接的端部設(shè)有外伸的延長(zhǎng)段，所述延長(zhǎng)段通過分別位于其上下兩面的夾片2固定在所述位移滑架22。全牙測(cè)端9是兩側(cè)帶有標(biāo)準(zhǔn)螺紋的縱向切片，如圖13、14所示，是由標(biāo)準(zhǔn)螺紋規(guī)a0沿直徑對(duì)稱切下兩側(cè)后形成的具有設(shè)定厚度的切片，其中心面30到圖14中其上下兩端面的距離相等。所述測(cè)端支架8為沿平行于Z軸布置的桿狀部件，所述全牙測(cè)端9安裝在所述測(cè)端支架8的底部。下面結(jié)合每一幅圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明:本實(shí)用新型是一種集檢測(cè)螺紋位置參數(shù)和姿態(tài)參數(shù)的螺紋綜合作用尺寸三維測(cè)量測(cè)頭機(jī)構(gòu)207,如圖1 圖4所示。本測(cè)頭機(jī)構(gòu)207包括測(cè)頭固定端組件24和測(cè)頭運(yùn)動(dòng)端組件25兩大部分，如圖1所示。測(cè)頭固定端組件24如圖5所示:包括基架1、導(dǎo)軌18、旁向測(cè)微儀11及其固定夾座10、彈簧限位螺母19、兩支壓縮彈簧20、位移滑架支撐滑塊21和導(dǎo)向套筒23。其中導(dǎo)向套筒23通過螺釘固定在基架I水平中心線處；兩支壓縮彈簧20套在導(dǎo)向套筒23上，兩支壓縮彈簧20相鄰的一端均壓在位移滑架支撐滑塊21上，通過兩支壓縮彈簧20的彈力差可以改變位移滑架支撐滑塊21在X軸方向上的位置，兩支壓縮彈簧20相遠(yuǎn)離的一端分別壓在導(dǎo)向套筒23和彈簧限位螺母19上；位移滑架支撐滑塊21與測(cè)頭運(yùn)動(dòng)端的位移滑架22固定連接，由于位移滑架22是整個(gè)測(cè)頭運(yùn)動(dòng)端組件25的一部分，所以通過位移滑架支撐塊21在X軸方向上的運(yùn)動(dòng)可帶動(dòng)整個(gè)測(cè)頭運(yùn)動(dòng)端組件25在X軸方向上運(yùn)動(dòng)。這樣，利用彈簧的彈性，保持了整個(gè)測(cè)頭運(yùn)動(dòng)端組件25在不受力時(shí)，在水平方向上保持平衡，受力時(shí)相對(duì)于測(cè)頭固定端24在水平方向上能有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。彈簧限位螺母19通過螺紋與導(dǎo)向套筒23旋合，通過調(diào)節(jié)彈簧限位螺母19的位置，可以調(diào)節(jié)兩壓縮彈簧20的彈力，從而調(diào)整整個(gè)測(cè)頭運(yùn)動(dòng)端組件25在水平方向上的平衡位置。導(dǎo)軌18通過螺釘固接在基架I上，與滑塊17配合限制測(cè)頭運(yùn)動(dòng)端組件25的運(yùn)動(dòng)只在水平方向進(jìn)行。旁向測(cè)微儀11通過螺釘固定在旁向測(cè)微儀固定夾座10上，并通過螺釘固定連接在基架I上。如圖4和圖5所示，旁向測(cè)微儀11的細(xì)長(zhǎng)桿形測(cè)頭向下伸出，沿與Z軸平行的方向下探到全牙測(cè)端9旋轉(zhuǎn)中心所在的高度，并與測(cè)端支架8的左后側(cè)相接觸，測(cè)量全牙測(cè)端9在水平方向的位移Sx。測(cè)頭運(yùn)動(dòng)端25如圖6所示:包括兩個(gè)片簧組件26、位移滑架22、兩個(gè)滑塊18、測(cè)端壓片組件27、兩支軸向測(cè)微儀7及其固定夾座16和螺紋測(cè)端組件28。其中，每個(gè)片簧組件26包括一片薄而寬的彈簧片3、上壓板4和下壓板5，其中彈簧片3設(shè)計(jì)成薄而寬是為了在保證其在水平面內(nèi)具有一定剛度的前提下，在垂直面上有一定的彈性，這樣，在有外力施加時(shí)，彈簧片3在沒有被夾壓的位置處就能產(chǎn)生一定程度的微小彎曲，其效果等效于一個(gè)彈性鉸點(diǎn)。兩個(gè)片簧組件26均通過螺釘連接，片簧組件26上設(shè)有兩處沒有被夾壓的裸露處，一處為與測(cè)端支架8固接的端部，另一處與位移滑架22固接，設(shè)置在夾片2和壓板4、5之間。在上壓板4和下壓板5兩端無夾壓部件處，兩個(gè)片簧組件26的兩個(gè)彈簧片共形成了四個(gè)彈性鉸點(diǎn)，且四個(gè)鉸點(diǎn)間均為剛性連接，因此，形成了一套片簧平行四桿機(jī)構(gòu)，如圖7所示，這就實(shí)現(xiàn)了螺紋測(cè)端組件28在垂直方向上的微動(dòng)功能，保證全牙測(cè)端9在與被測(cè)螺紋工件的螺紋接觸的時(shí)候在垂直方向上能自適應(yīng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)嚙合。滑塊18通過螺釘與位移滑架22固接，使用了兩個(gè)滑塊，目的是為了保證水平運(yùn)動(dòng)的直線度和剛度。兩支軸向測(cè)微儀7固定在軸向測(cè)微儀固定夾座16上，并通過螺釘固接在位移滑架22上；兩支垂直放置的軸向測(cè)微儀7的底部測(cè)端與全牙測(cè)端9相接觸，直接測(cè)量其位置姿態(tài)。螺紋測(cè)端組件28包括測(cè)端支架8、全牙測(cè)端9、兩個(gè)錐頂螺釘6和測(cè)端支架底板15，如圖8所示。測(cè)端支架8向下延伸，是因?yàn)闇y(cè)量小直徑內(nèi)螺紋時(shí)，由于整個(gè)測(cè)頭機(jī)構(gòu)207在水平方向的尺寸太大，全牙測(cè)端9不能深入螺紋孔中，導(dǎo)致無法測(cè)量小直徑內(nèi)螺紋，故測(cè)端支架8向下延伸，將全牙測(cè)端9延伸至一定深度，使其能深入小孔測(cè)量?jī)?nèi)螺紋。測(cè)端支架底板15的功能是保證測(cè)端支架8底部不變形。全牙測(cè)端9被設(shè)計(jì)成雙側(cè)螺紋，目的是使其能同時(shí)測(cè)量相同類型的內(nèi)外螺紋而不用更換測(cè)端。全牙測(cè)端9的中心有一個(gè)小的通孔，當(dāng)其安裝到測(cè)端支架8時(shí)，測(cè)端支架上的兩個(gè)錐頂螺釘6被擰緊，與全牙測(cè)端9中心小孔相切，即限制了全牙測(cè)端9在z軸方向上的位置，使其只能沿著兩個(gè)錐頂螺釘6的公共軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。但是由于片簧組件26的作用，其抗扭強(qiáng)度很弱，全牙測(cè)端9下放，測(cè)量時(shí)全牙測(cè)端9與被測(cè)螺紋工件又是螺紋嚙合，被測(cè)螺紋工件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的切向摩擦力勢(shì)必較大，形成的扭矩易將彈簧片3扭曲，導(dǎo)致全牙測(cè)端9在被測(cè)螺紋工件切向方向上有產(chǎn)生偏移的趨勢(shì)。為了避免此偏移的產(chǎn)生，力口入了測(cè)端壓片組件27，如圖3、圖4和圖6所示。測(cè)端壓片組件27包括測(cè)端壓片14、測(cè)端壓片固定板12、測(cè)端壓片調(diào)節(jié)螺釘13和兩固定螺釘。測(cè)端壓片14被測(cè)端壓片固定板12通過兩固定螺釘緊固在位移滑架22上，其底部末端頂壓在測(cè)端支架底板15的一側(cè)，產(chǎn)生一個(gè)預(yù)壓力防止測(cè)量時(shí)全牙測(cè)端9與被測(cè)螺紋工件的螺紋相嚙合后工件旋轉(zhuǎn)帶來的摩擦力矩將整個(gè)螺紋測(cè)端組件28扭曲產(chǎn)生切向位移。本實(shí)用新型測(cè)頭機(jī)構(gòu)207方案的特點(diǎn)是:測(cè)頭固定端組件24和測(cè)頭運(yùn)動(dòng)端組件25由兩支壓縮彈簧20和位移滑架支撐滑塊21彈性連接，實(shí)現(xiàn)了測(cè)頭運(yùn)動(dòng)端組件25在平衡位置兩側(cè)的運(yùn)動(dòng)；兩個(gè)片簧組件26與位移滑架22及測(cè)端支架8固接形成了一組平行四桿機(jī)構(gòu)，在保證水平切向方向上有足夠剛度的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了垂直方向上的微動(dòng)功能，保證全牙測(cè)端9在與被測(cè)螺紋工件的螺紋接觸的時(shí)候在垂直方向上能自適應(yīng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)嚙合；螺紋測(cè)端組件28采用向下延伸，探入式測(cè)量，不僅能測(cè)量各種尺寸外螺紋，也能測(cè)量包括小直徑工件在內(nèi)的內(nèi)螺紋；全牙測(cè)端9采用多齒結(jié)構(gòu)，此測(cè)端與被測(cè)螺紋嚙合后測(cè)量得到的是綜合作用參數(shù)，且最接近實(shí)際作用效果；全牙測(cè)端9采用雙面螺紋結(jié)構(gòu)，測(cè)量同一種參數(shù)的內(nèi)螺紋和外螺紋時(shí)不必更換測(cè)頭，排除了安裝誤差的干擾；采用測(cè)端壓片組件27能夠防止測(cè)量時(shí)全牙測(cè)端9與被測(cè)螺紋工件的螺紋嚙合旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的扭矩將片簧組件26扭曲，使全牙測(cè)端9產(chǎn)生切向位移；采用三個(gè)測(cè)微儀實(shí)現(xiàn)了包括螺紋綜合作用傾角，測(cè)頭垂直方向上的位移和測(cè)頭水平方向上的位移這三個(gè)參數(shù)的組合測(cè)量，并通過這三個(gè)參數(shù)即可得到包括齒形變化、螺紋升角變化和螺距變化等多種因素綜合影響而導(dǎo)致的螺紋綜合作用位置姿態(tài)參數(shù)變化值，能夠測(cè)繪出螺紋的實(shí)際作用形貌特征。本實(shí)用新型的工作原理:將上述測(cè)頭機(jī)構(gòu)207的基架I固定安裝在螺紋綜合作用尺寸測(cè)量?jī)x的X向滑塊206上，X向滑塊206能相對(duì)于X向?qū)к?05做水平方向上的運(yùn)動(dòng)，x向?qū)к?05固聯(lián)在z向滑塊204上，并能沿z向?qū)к?03做垂直方向上的運(yùn)動(dòng)，在測(cè)頭機(jī)構(gòu)207的前端設(shè)置一數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)202，被測(cè)螺紋工件放置在數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)202中央并緊固。測(cè)量前，X向滑塊206推動(dòng)測(cè)頭機(jī)構(gòu)207做水平運(yùn)動(dòng)，并使全牙測(cè)端9向數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)202回轉(zhuǎn)中心水平移動(dòng)，使其與被測(cè)螺紋工件的螺紋嚙合，在壓縮彈簧20的壓力下，測(cè)頭運(yùn)動(dòng)端組件25受壓產(chǎn)生水平運(yùn)動(dòng)，同時(shí)壓縮彈簧20推動(dòng)全牙測(cè)端9對(duì)被測(cè)螺紋工件產(chǎn)生壓力，使全牙測(cè)端9向被測(cè)螺紋工件壓緊；由于有片簧組件26、位移滑架22、測(cè)端支架8組成的平行四桿機(jī)構(gòu)，全牙測(cè)端9在垂直方向上可以小幅自由運(yùn)動(dòng)，因此全牙測(cè)端9在壓力下可以和被測(cè)螺紋自動(dòng)找正嚙合。測(cè)量時(shí)，測(cè)頭運(yùn)動(dòng)端組件25相對(duì)于測(cè)頭固定端組件24有水平方向上的微位移，此位移由旁向測(cè)微儀11測(cè)得，其值為Sx;另外，兩支軸向測(cè)微儀7由于是與位移滑架22相固接的，在垂直方向上沒有相對(duì)位移，而螺紋測(cè)端組件28由于是與片簧組件26相固接的，受外力時(shí)在垂直方向上有微動(dòng)，所以垂直固定的兩支軸向測(cè)微儀7能直接感應(yīng)全牙測(cè)端9在垂直方向上的微位移；兩支軸向測(cè)微儀7的測(cè)頭端位移值分別為S1和S2，且兩支軸向測(cè)微儀7相對(duì)于全牙測(cè)端9的回轉(zhuǎn)中心所在的z軸對(duì)稱布置，則全牙測(cè)端9在垂直方向上的相對(duì)位移S z=(61+62)/2 ;另外，全牙測(cè)端9的傾斜也能由這兩支軸向測(cè)微儀7測(cè)得，設(shè)兩軸向測(cè)微儀7測(cè)頭端部在水平方向上的距離為d，全牙測(cè)端9的傾角a=arCtan(| S1-S2IAO15這樣，在被測(cè)螺紋工件的某一個(gè)截面內(nèi)進(jìn)行測(cè)量，可得到K、S 2兩個(gè)位置參數(shù)和a姿態(tài)參數(shù)的測(cè)量值，即測(cè)量得到了被測(cè)螺紋工件的螺紋作用效果相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)螺紋作用效果的變化量。并且在測(cè)量時(shí)，整個(gè)測(cè)頭機(jī)構(gòu)207隨著轉(zhuǎn)臺(tái)帶動(dòng)被測(cè)螺紋工件轉(zhuǎn)動(dòng)的角度而精確上升或下降相應(yīng)高度，通過這種精確的聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)全牙測(cè)端9與被測(cè)螺紋工件的螺紋的精確旋合，同時(shí)由于轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)，就在被測(cè)螺紋工件整個(gè)圓周多個(gè)截面上進(jìn)行了上述的測(cè)量，得到了各個(gè)截面螺紋的綜合作用位置姿態(tài)數(shù)據(jù)；再匯總一周或多周采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，擬合出被測(cè)螺紋工件回轉(zhuǎn)軸線，并以此回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)，繪制出螺紋綜合作用效果的詳細(xì)位置姿態(tài)三維圖，并由此計(jì)算出螺紋的綜合作用邊界尺寸，以此邊界來判定螺紋的綜合作用效果質(zhì)量。本實(shí)用新型通過在測(cè)頭運(yùn)動(dòng)端25的位移滑架22上固定兩支軸向測(cè)微儀7，與全牙測(cè)端9相接觸，測(cè)量全牙測(cè)端9垂直方向位移及其傾斜角度，并在測(cè)頭固定端組件內(nèi)設(shè)置一支旁向測(cè)微儀11，用于測(cè)量全牙測(cè)端9在水平方向上的位移；其特點(diǎn)在于:測(cè)量的是螺紋的綜合作用尺寸，包括水平位移、垂直位移和傾斜角度；測(cè)量出的數(shù)據(jù)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)是基于包絡(luò)輪廓的；水平運(yùn)動(dòng)是通過滑塊導(dǎo)軌副和兩支彈簧實(shí)現(xiàn)的；垂直運(yùn)動(dòng)是通過兩個(gè)片簧機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的；傾斜是繞著兩個(gè)錐頂螺釘6的共同軸線旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)的；全牙測(cè)端9是被往下放置并且是具有雙面螺紋的，能夠測(cè)量各種尺寸工件的內(nèi)外螺紋，特別是小尺寸工件的內(nèi)螺紋；防止片簧平行四桿機(jī)構(gòu)及螺紋測(cè)端組件28測(cè)量時(shí)被切向扭矩扭動(dòng)變形的功能是通過一套測(cè)端壓片組件來完成的。這種結(jié)構(gòu)既能有效實(shí)現(xiàn)測(cè)量所需的所有運(yùn)動(dòng)，又能測(cè)量多種尺寸工件的內(nèi)外螺紋，且系統(tǒng)剛度高，精度穩(wěn)定性好，能很好地滿足新型的測(cè)量任務(wù)。盡管上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本實(shí)用新型并不局限于上述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以作出很多形式，這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于螺紋綜合作用邊界測(cè)量的測(cè)頭機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括測(cè)頭固定端組件和測(cè)頭運(yùn)動(dòng)端組件； 所述測(cè)頭固定端組件包括基架、固定在所述基架上的旁向測(cè)微儀、固定在所述基架上的導(dǎo)軌和導(dǎo)向套筒；所述導(dǎo)向套筒的一端固定在所述基架上，所述導(dǎo)向套筒的另一端設(shè)有彈簧限位螺母，在所述導(dǎo)向套筒的中部設(shè)有與其滑動(dòng)連接的位移滑架支撐滑塊，在所述位移滑架支撐滑塊和所述基架之間以及所述位移滑架支撐滑塊和所述彈簧限位螺母之間均設(shè)有壓縮彈簧；所述旁向測(cè)微儀沿平行于Z軸的方向設(shè)置；所述導(dǎo)軌沿平行于X軸方向設(shè)置； 所述測(cè)頭運(yùn)動(dòng)端組件包括固定在所述位移滑架支撐滑塊上的位移滑架、測(cè)端壓片組件、兩支軸向測(cè)微儀、滑塊和螺紋測(cè)端組件；所述螺紋測(cè)端組件包括測(cè)端支架和全牙測(cè)端，所述全牙測(cè)端為其中心面與螺紋規(guī)中心軸線共面且其中心面兩側(cè)厚度相等的螺紋規(guī)縱向切片，所述全牙測(cè)端通過設(shè)置在其前后兩側(cè)的錐頂螺釘與所述的測(cè)端支架轉(zhuǎn)動(dòng)連接；兩支所述軸向測(cè)微儀沿平行于Z軸的方向設(shè)置并固定在所述位移滑架上，兩支所述軸向測(cè)微儀的測(cè)頭壓在所述全牙測(cè)端的頂面上；所述測(cè)端壓片組件包括固定在所述位移滑架上的測(cè)端壓片，所述測(cè)端壓片的上端與測(cè)端壓片固定板的上部連接，所述測(cè)端壓片的下端壓在所述測(cè)端支架的后側(cè)，所述測(cè)端壓片固定板的下部設(shè)有測(cè)端壓片調(diào)節(jié)螺釘，所述測(cè)端壓片調(diào)節(jié)螺釘頂壓在所述測(cè)端壓片上；所述滑塊固定在所述位移滑架上，并與所述導(dǎo)軌配合；所述位移滑架通過分布在其上下兩端面的兩組片簧組件與所述測(cè)端支架連接；每組所述片簧組件均包括上下兩個(gè)壓板和一夾壓在它們之間的彈簧片，露在所述壓板外的所述彈簧片的一個(gè)端部與所述位移滑架固接，露在所述壓板外的所述彈簧片的另一端部與所述測(cè)端支架固接，兩個(gè)所述片簧組件、所述位移滑架和所述測(cè)端支架形成彈性連接的平行四桿機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于螺紋綜合作用邊界測(cè)量的測(cè)頭機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述測(cè)端支架為沿平行于Z軸布置的桿狀部件，所述全牙測(cè)端安裝在所述測(cè)端支架的底部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于螺紋綜合作用邊界測(cè)量的測(cè)頭機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述彈簧片與所述位移滑架固接的端部設(shè)有外伸的延長(zhǎng)段，所述延長(zhǎng)段通過分別位于其上下兩面的夾片固定在所述位移滑架。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于螺紋綜合作用邊界測(cè)量的測(cè)頭機(jī)構(gòu)，包括測(cè)頭固定端組件和測(cè)頭運(yùn)動(dòng)端組件。本實(shí)用新型通過將測(cè)頭機(jī)構(gòu)在垂直方向上的運(yùn)動(dòng)與測(cè)量機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行精確聯(lián)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)螺紋三維參數(shù)的測(cè)量，克服了現(xiàn)有螺紋測(cè)量?jī)x器以單一截面表達(dá)三維螺紋參數(shù)的缺點(diǎn)；通過采用該測(cè)頭機(jī)構(gòu)測(cè)量整周或多周螺紋參數(shù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可以擬合出被測(cè)螺紋工件的實(shí)際軸線，克服了現(xiàn)有測(cè)量方法不能確定螺紋整體實(shí)際軸線的不足；通過采用該測(cè)頭機(jī)構(gòu)，將全牙測(cè)端與被測(cè)工件的螺紋嚙合進(jìn)行測(cè)量，得到的是基于包絡(luò)輪廓的螺紋綜合作用效果參數(shù)，該參數(shù)與實(shí)際作用效果是最接近的。
文檔編號(hào)G01B5/00GK203163634SQ201320052799
公開日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月30日
發(fā)明者裘祖榮, 陳浩玉, 鄒茂虎, 李杏華, 楊婷, 安鵬飛 申請(qǐng)人:天津大學(xué)