專利名稱：V形圓度測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種利用V型塊進(jìn)行圓度測(cè)量的儀器，屬于精密機(jī)械測(cè)量?jī)x器。
圓度公差是一項(xiàng)科學(xué)的評(píng)定零件表面質(zhì)量的公差要求，現(xiàn)有技術(shù)中，圓度的測(cè)量有兩種方法，一種是用轉(zhuǎn)軸式圓度儀測(cè)量，一種是用V形塊測(cè)量。轉(zhuǎn)軸式圓度儀要求一個(gè)高精度的基準(zhǔn)軸系作為基準(zhǔn)，制造成本很高，因此，轉(zhuǎn)軸式圓度儀價(jià)格昂貴，同時(shí)，對(duì)被測(cè)零件的限制較多，許多對(duì)圓度公差有較高要求的零件，如大、長軸，不能在轉(zhuǎn)軸式圓度儀上測(cè)量?，F(xiàn)有技術(shù)中的V形塊測(cè)量法，通常測(cè)頭設(shè)置在V形塊的夾角平分線上，然后根據(jù)測(cè)頭的最大、最小讀數(shù)差來估算出零件的圓度誤差。這種測(cè)量方法存在著較大的測(cè)量誤差。
本實(shí)用新型目的在于針對(duì)上述缺陷，提出一種改變測(cè)頭位置、減小測(cè)量誤差的V形塊測(cè)量圓度的儀器。
本實(shí)用新型目的可通過以下方式實(shí)現(xiàn)該儀器由V形塊、傳感測(cè)頭和數(shù)字顯示器構(gòu)成，其特征在于所說V形塊的外側(cè)面，以滑動(dòng)傳動(dòng)付的形式，和支承傳感測(cè)頭的夾固滑塊連結(jié)在一起?；瑒?dòng)付上刻有非標(biāo)準(zhǔn)游標(biāo)，V型塊和滑動(dòng)夾塊的結(jié)構(gòu)形狀必須滿足V形塊夾角 2α＝180°－ (N1)/(N) ×360° ……(A)測(cè)桿偏角 β＝α＋ (N2)/(N) ×360° ……(B)tgθ = (1 + sinαcosβ)/(sinαsinβ) ……(C)
其中α為V形塊的半角。
β為傳感測(cè)頭軸線與V形塊角平分線之間的夾角。
θ為V形塊的外側(cè)面與V形塊角平分線之間的夾角。
N為自選測(cè)點(diǎn)數(shù)，一般50≥N≥20
利用上式將自選測(cè)點(diǎn)數(shù)N，代入(D)中，可以求出N1，N2。再將已得的N，N1，N2代入(A)，(B)式，則可以解出α，β的值來。根據(jù)(C)式，確定θ角。
由于N是在一定范圍內(nèi)自選確定的，可以有多種選法；同時(shí)(D)式是有不定解的方程，因此，在滿足要求的前提下，可以有多組N，N1，N2值，對(duì)于每一組N，N1，N2值，都可以有一組α，β的解。經(jīng)過計(jì)算，2α／β 數(shù)據(jù)組可推薦使用以下方案2α／β80／110，90／81，90／115，92／80，92／96，99／94.5，105／82.5，105／97.5，108／84，108／99，116／108，120／82.5，120／100，120／105，120／112.5，124／112，126／108，130／95，130／115，80／170，84／168，84／172，90／171，90／172.5，96／174，100／172，105／172.5。
對(duì)應(yīng)于每一組α，β值。從(C)式可以求得對(duì)應(yīng)的θ值。
在上述計(jì)算結(jié)果中，V型塊及傳感測(cè)頭與被測(cè)零件的三個(gè)接觸點(diǎn)的位置，分布在被測(cè)零件的1／2圓周內(nèi)，測(cè)桿偏角較大，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，給更換被測(cè)零件帶來方便，而且，測(cè)量靈敏度大為提高。
在V形塊的外側(cè)面和夾固滑塊的滑動(dòng)傳動(dòng)付上?？逃蟹菢?biāo)準(zhǔn)游標(biāo)，即V形塊滑動(dòng)面上刻度值為正常度量值的［cosθ／sinα＋cos(β－θ)］倍。
傳感測(cè)頭將測(cè)頭的位移量經(jīng)電纜送入數(shù)字顯示器，該數(shù)字顯示器是以單片機(jī)為核心元件的數(shù)據(jù)處理器。它把被測(cè)信號(hào)運(yùn)用誤差聯(lián)系法則，換算成圓度誤差并在數(shù)碼器上顯示結(jié)果。如果需要，還可以接微型打印機(jī)，直接打印出計(jì)算過程和結(jié)果。
本實(shí)用新型可以根據(jù)量程的大小，制作成系列化產(chǎn)品，如φ8－50mm，φ50－120mm……φ500－1500mm等等。
本實(shí)用新型中所用的傳感測(cè)頭，是光棚傳感測(cè)頭，也可以使用電感、電容等其他測(cè)頭。
下面結(jié)合實(shí)施例參照附圖作進(jìn)一步描述。


圖1是有微型打印機(jī)的V型圓度測(cè)量?jī)x的示意圖。圖中(1)是V形塊，(2)是傳感測(cè)頭，(3)數(shù)字顯示器，(4)是微型打印機(jī)。
圖2是V形塊和傳感測(cè)頭部分的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，(5)是V形塊的一個(gè)外側(cè)面，(6)是夾固滑塊，(7)是非標(biāo)準(zhǔn)游標(biāo)，(8)是鎖緊螺釘，(9)是被測(cè)零件。
M－M為V形塊夾角的角平分線，P－P為傳感測(cè)頭的軸線，α為V形塊半角，2α＝105°β角為M－M與P－P之間的夾角，即測(cè)桿偏角，β＝97.5°，θ角為V形塊的外側(cè)面(5)與M－M的夾角，θ＝43.22°，V形塊滑動(dòng)面上的下端刻線表示被測(cè)零件的最小直徑，上端刻線為被測(cè)零件的最大直徑。當(dāng)某一量程范圍內(nèi)的零件放在V形塊上時(shí)，旋松鎖緊螺釘(8)，調(diào)節(jié)夾固滑塊(6)，使其零線對(duì)準(zhǔn)在適當(dāng)位置，則傳感測(cè)頭(2)必定與零件表面接觸，旋緊鎖緊螺釘即可進(jìn)行測(cè)量讀數(shù)。需測(cè)量N個(gè)測(cè)點(diǎn)，可以使零件轉(zhuǎn)動(dòng)N次，也可以讓V形塊繞零件旋轉(zhuǎn)。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有(1)測(cè)量靈敏度高，誤差小，測(cè)量結(jié)果能較嚴(yán)格地反映零件的圓度；(2)使用范圍廣，可以測(cè)量大直徑零件，也可以測(cè)量細(xì)長桿件；被測(cè)零件可以是活動(dòng)的，也可以是固定的。
(3)制造成本低，與轉(zhuǎn)軸式圓度測(cè)量?jī)x或同等測(cè)量精度的儀器相比，造價(jià)約為其十分之一左右。
(4)體積小，重量輕，使用方便，可以用在實(shí)驗(yàn)室、計(jì)量室中對(duì)零件成品測(cè)量，也可以用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)已裝夾在機(jī)床上的零件半成品的測(cè)量。
權(quán)利要求1.一種由V形塊、傳感測(cè)頭和數(shù)字顯示器構(gòu)成的圓度測(cè)量?jī)x，其特征在于所說V形塊(1)的外側(cè)面(5)以滑動(dòng)傳動(dòng)付的形式，和支承傳感測(cè)頭(2)的夾固滑塊(6)連結(jié)在一起，滑動(dòng)付上刻有非標(biāo)準(zhǔn)游標(biāo)(7)，V形塊和夾固滑塊的結(jié)構(gòu)形狀須滿足V形塊夾角 2α=180°- (N1)/(N) ×360° ……(A)測(cè)桿偏角 β=α+ (N2)/(N) ×360°-90° ……(B)tgθ = (1 + sinαcosβ)/(sinαsinβ)其中，α為V形塊半角。β為傳感測(cè)頭軸線與V形塊夾角平分線之間的夾角。θ為V形塊外側(cè)面(5)與V形塊夾角平分線之間的夾角。N，N1，N2均為正整數(shù)。N為自選測(cè)點(diǎn)數(shù)，N1，N2為自選參數(shù)。須滿足
經(jīng)過計(jì)算，理想的數(shù)據(jù)組(2α/β)有80/110，90/81，90/115，92/80，92/96，99/94.5，105/82.5，105/97.5，108/84，108/99，116/108，120/82.5，120/100，120/105，120/112.5，124/112，126/108，130/95，130/115，80/170，84/168，84/172，90/171，90/172.5，96/174，100/172，105/172.5。所說的數(shù)字顯示器，其核心部件為單片機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓度測(cè)量?jī)x，所說滑動(dòng)付上的非標(biāo)準(zhǔn)游標(biāo)意為V形塊測(cè)面上的刻度值是正常度量值的［cosθ／sinα＋cos(β－θ)］倍。
專利摘要本實(shí)用新型是一種精密的圓度測(cè)量?jī)x器，由V形塊，傳感測(cè)頭和數(shù)字顯示器構(gòu)成。其特征在于支承傳感測(cè)頭的夾固滑塊，以滑動(dòng)傳動(dòng)副的形式，與V形塊的一外側(cè)面連結(jié)在一起，滑動(dòng)副上有非標(biāo)準(zhǔn)游標(biāo)，根據(jù)被測(cè)零件的直徑大小，調(diào)節(jié)游標(biāo)，便可進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量靈敏度高，使用范圍廣，體積小，重量輕，使用十分方便?？梢杂糜诟鞣N不同直徑的零件圓度的測(cè)量，尤其是可以方便地對(duì)已裝夾在機(jī)床上的零件進(jìn)行測(cè)量。
文檔編號(hào)G01B21/20GK2037465SQ8821403
公開日1989年5月10日 申請(qǐng)日期1988年9月15日 優(yōu)先權(quán)日1988年9月15日
發(fā)明者鄒自強(qiáng), 王江, 李明媛 申請(qǐng)人:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)