[发明专利]一种高精度球径在位测量装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高精度球径在位测量装置及方法。

背景技术

球形轴承零件一般包括球碗轴承零件与半球轴承零件，是球形动压气浮陀螺电机的关键部件，其精度直接决定了陀螺电机的性能和可靠性。以往球径检测采用传统的三坐标测量仪，必须将工件从加工设备上取下来，这样在加工过程中相当一部分时间消耗在工件装卡拆卸和计量等待上，导致加工效率低；且由于加工设备单位时间的去量并不稳定，需要及时的掌握工件当前加工余量。因此，亟需研制一种专门针对生产线上现场使用的高精度球径在位测量装置，以实现球径加工的高效、准确在位测量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种专门针对生产线上现场使用的成本低，环境适应性好，结构紧凑的高精度球径在位测量装置及方法，以实现球径加工的高效、准确在位测量，测量精度达到0.0015mm以上。

本发明的技术方案是：

一种高精度球径在位测量装置，包括锁紧螺母、定圈座、动圈和通用精密尺寸量具；锁紧螺母位于定圈座外侧，通过锁紧螺母将定圈座固定在通用精密尺寸量具测杆外圆上；

在定圈座的中间形成通孔，定圈座包括从上向下依次相连的圆锥形部分、外螺纹部分和圆柱形部分；在圆锥形部分外表面上形成多个槽；在圆柱形部分的中间形成的通孔直径比在圆锥形部分的中间形成的通孔直径大；

锁紧螺母包括从上向下依次相连的圆锥形部分和圆柱形部分；在锁紧螺母的圆锥形部分的中间形成圆锥形通孔，在锁紧螺母的圆柱形部分形成具有内螺纹的通孔；所述定圈座的圆锥形部分与所述锁紧螺母的圆锥形通孔配合，所述定圈座的外螺纹部分与所述锁紧螺母的具有内螺纹的通孔配合；

动圈包括从上向下依次相连的外螺纹部分、第一圆柱形部分和第二圆柱形部分；所述第二圆柱形部分的直径比第一圆柱形部分的直径大，外螺纹部分与第一圆柱形部分之间有退刀槽：动圈通过外螺纹部分与通用精密尺寸量具测量工作部分相连接，动圈的第二圆柱形部分与定圈座的圆柱形部分分别与待测球形零件接触，并位于待测球形零件上方；

根据测量标准件和待测球形零件时通用精密尺寸量具视值的变化量获得待测球形零件的球径。

所述待测球形零件为球碗轴承零件，动圈的第二圆柱形部分从定圈座的圆柱形部分伸出，并与球碗轴承零件的内碗底部接触；定圈座的圆柱形部分与球碗轴承零件的内碗顶部接触。

所述待测球形零件为半球轴承零件，动圈的第二圆柱形部分位于定圈座内部，动圈的第二圆柱形部分形成容纳部分半球轴承零件的内腔；动圈的第二圆柱形部分与半球轴承零件的外碗底部相接触，定圈座的圆柱形部分与半球轴承零件的外碗顶部接触。

定圈座与动圈采用黄铜。

动圈的外螺纹部分与动圈上水平端面、下水平端面端面的垂直度在0.005mm以内。

利用上述一种高精度球径在位测量装置进行球径测量的方法，其特征在于：包括如下步骤：

将所述高精度球径在位测量装置竖直放置在标准件上，依靠所述高精度球径在位测量装置自重确保定圈座、动圈分别与标准件可靠接触；根据通用精密尺寸量具的显示值确定初始视值；

将所述高精度球径在位测量装置竖直放置在待测球形零件上，依靠所述高精度球径在位测量装置自重确保定圈座、动圈分别与待测球形零件可靠接触；根据通用精密尺寸量具的显示值确定测量视值；

将测量视值与初始视值相减获得差值，根据所述差值查找尺寸换算表确定待测球形零件的球径。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)将通用精密尺寸量具的标准安装接口与测量动圈、定圈座有机的组合在一起，成本低，环境适应性好，结构紧凑，依靠测量装置自重确保定圈座、动圈与球形零件可靠接触，可以实现在位测量。

(2)通过被测球径零件在两条固定弦长之间高度差的变化量换算，完成对球类零件球径的间接测量，将通用精密尺寸量具视值换算即可得出球径尺寸，使测量装置自身的精度达到0.0015mm以上，保证球径测量装置满足使用要求。

附图说明

图1为本发明高精度球径在位测量装置主视图；图1a为球碗轴承零件球径在位测量装置，图1b为半球轴承零件球径在位测量装置。

图2为本发明定圈座示意图；图2a为球碗轴承零件对应的定圈座，图2b为半球轴承零件对应的定圈座。

图3为本发明锁紧螺母示意图。

图4为本发明动圈示意图；图4a为球碗轴承零件对应的动圈；图4b为半球轴承零件对应的动圈。