CN101776429A - 测量曲轴轴向长度的检具及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测量曲轴轴向长度的检具及其应用，其特征是：在测量架的两端分别设有垂直向下的测量臂，所述测量臂的端头分别设有定位块，其中一个定位块上设有定位测头，在相对于该定位测头的所述测量架的另一端设有测量测头，该测量测头设置在杠杆的一端，该杠杆的另一端与百分表靠接；本发明还公开了将该检具应用于曲轴轴向长度的检测和在机床加工工位上的曲轴轴向长度的在线检测方法。该检具测量精度高，可用于在两测点不等高，且无法用游标卡尺进行精确测量的场合进行精确测量，还可以方便地实现曲轴在机床加工工位的在线测量和避免砂轮快进时与工件相撞，而使曲轴致废。

Description

测量曲轴轴向长度的检具及其应用

技术领域

本发明涉及测量工具，具体是一种测量曲轴轴向长度的检具及其应用。

背景技术

通常轴类零件的轴向尺寸是用游标卡尺进行测量，用游标卡尺测量曲轴轴向存在如下不足：

(1)游标卡尺的两个测脚是等高的，当两测点不等高的情况下，如：P11C曲轴止推档到各连杆颈的轴向距离、曲轴止推档到小头各台阶的轴向距离要求精度在±0.1mm以内，采用游标卡尺根本无法将卡尺端平，与水平面存在一个夹角α，因此无法进行精确测量，且在测量较长的轴向距离时，由于每个人对卡尺两个测脚的测量力不一致，不同的人测量误差很大，通常会达到0.05-0.1mm；

(2)无法实现曲轴在机床加工工位的在线检测：由于测量不准，通常的做法是将曲轴竖起来，放在平台上，用数显高度尺进行逐段测量，然后再进行换算。由于曲轴很重，吊上、吊下的很不方便，常常会造成磕碰，且也只能做到加工前或后吊到平台上检测，无法实现在加工位的在线检测；

(3)为了保证小头台阶到止推挡的轴向距离，通常是在磨床上安装数显光栅尺，在止推挡磨好后，将光栅清零，然后按光栅的显示磨小头台阶，这样在一台机床上通常需要磨几个不同直径的外圆，当几个外圆的直径相差较大时，极易发生砂轮快进时与工件相撞。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，而提供一种曲轴曲向尺寸的检具及本检具的应用，该检具测量精度高，可用于在两测点不等高，且无法用游标卡尺进行精确测量的场合进行精确测量，还可以方便地实现曲轴在机床加工工位的在线测量和避免砂轮快进时与工件相撞，而使曲轴致废。

本发明是通过下述的技术方案来实现的：

一种测量曲轴轴向长度的检具，在测量架的两端分别设有垂直向下的测量臂，所述测量臂的端头分别设有定位块，其中一个定位块上设有定位测头，在相对于该定位测头的所述测量架的另一端设有测量测头，该测量测头设置在杠杆的一端，该杠杆的另一端与百分表靠接。

所述的测量测头设置在所述杠杆的下部，该杠杆的上部与所述百分表的测杆端靠接，该杠杆的回转中心可转动设置在杠杆支座上，该杠杆支座固设在所述的测量架上，所述的百分表通过表夹固设在所述的测量架上。

所述的回转中心到测量测头与被测曲轴的接触点的距离与该回转中心到所述百分表的测杆与所述杠杆的接触点的距离相等。

在所述杠杆的上部与所述的表夹之间还设有压缩弹簧，该杠杆的上部的外侧与设置在所述杠杆支座上的调节杆靠接。

所述的定位测头和测量测头均为小钢球。

所述的定位块为V形定位块。

将该检具应用于曲轴轴向长度的检测和在机床加工工位上的曲轴轴向长度的在线检测。

所述应用方法包括如下步骤：

(1)、做一个与被测曲轴有同等测量条件的标准样块：所述标准样块的V形支撑部位的直径与被测曲轴的V形支撑部位的直径相等，所述标准样块上的与所述的定位测头接触的定位面到该标准样块上与所述的测量测头接触的测量面的距离加工到被要求尺寸的中差附近，实测长度值被标注在该标准样块上，以便按实测长度对表；

(2)、将所述的测量架在所述的标准样块上对零：将所述的测量架的两个V形定位块分别架在所述标准样块的轴颈上，所述的定位测头和测量测头分别与该标准样块的轴颈的右肩面和检测面接触，将百分表的读数调整为零；

(3)、测量被测曲轴与标准样块的长度差值：将所述的测量架的两个V形定位块分别架在被测曲轴的主轴轴颈上，所述的定位测头和测量测头分别与该被测曲轴的主轴轴颈的右肩面和检测面接触；

(4)、通过所述的百分表进行读数，该读数值为所述被测曲轴与标准样块的长度差值；

(5)、将第(1)步骤中被标注在所述标准样块上的长度值与第(4)步骤的读数值相加，得到被测曲轴轴向尺寸的长度值。

V形定位块用于保证测量架能够稳固、牢靠地置于被测工件或标准样块上，以便实施测量。

百分表是一种国家标准生产的长度测量工具(GB1219-85)，测量范围为0～3mm等，其测量杆的长度位移(即被测样件与标准块的比较差值)，通过机械传动系统转变为指针在表盘的角位移，沿表盘圆周上有均匀的刻度，分度值为0.01mm。

定位测头用于测量架置于被测工件或标准样块上的轴向定位(即轴向尺寸的测量基准)，以此为基准实施测量。

测量测头是一个焊接在杠杆一端的小钢球，保证测量时与被测表面保持点接触，以保证测量结果的唯一性。

杠杆支座是将杠杆固定在测量架上，通过杠杆支座上的调节杆调整螺钉可以调整杠杆在自由状态(即非测量状态)下的初始位置。

回转中心到测量测头与被测曲轴接触点的距离，与该回转中心到百分表测杆与杠杆接触点的距离相等，作用是将被测曲轴与标准样块的比较差值等值转换为百分表测量杆的长度位移。

本检具可用于无法用游标卡尺精确测量的场合，精确测量曲轴轴向长度，方便的实现曲轴长度在机床加工工位的在线测量和避免砂轮快进时与工件相撞，而使曲轴致废。

本发明的积极效果是：

1、在两测点不等高、无法用游标卡尺进行测量的情况下，使用本检具可以准确测量出曲轴轴向长度；

2、本检具标准样块的测量条件与被测样件一致，两不等高的的测点是按实际轴设计的，百分表的读数是与标准样块的比对误差，采用一个等臂杠杆将测量误差反应在百分表上读出，可以方便地实现曲轴在机床加工工位的在线测量，且具有使用方便、便于制造和测量精度高的特点，不同人的测量误差不超过0.01mm；

3、简化了工序，采用该检具后，可将止推挡和小头台阶分开磨削，并且很好地保证止推挡到小头台阶的轴向尺寸，避免上述相撞而使曲轴致废。

附图说明

图1为本发明的检具的结构示意图；

图2为本发明检具测量标准样块时的配合示意图；

图3为本发明检具中的V形定位块与标准样块的配合示意图；

图4为本发明检具测量时比较差值的示意图；

图5为本发明检具在线测量示意图。

图中：1.杠杆支座 2.杠杆 3.表夹 4.测量架 5.定位测头 6.标准样块 7.压板 8.底座9.压缩弹簧 10.百分表 11.测量测头 12.回转中心 13.测量臂 14.定位块 15调节杆 16.曲轴 17.磨床顶尖

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明内容作进一步的说明。

实施例：

参照图1图3，本发明测量曲轴轴向长度的检具，在测量架4的两端分别设有垂直向下的测量臂13，测量臂13的端头分别设有定位块14，其中一个定位块14上设有定位测头5，在相对于该定位测头5的测量架4的另一端设有测量测头11，该测量测头11设置在杠杆2的一端，该杠杆2的另一端与百分表10靠接。

测量测头11设置在杠杆2的下部，该杠杆2的上部与百分表10的测杆端靠接，杠杆2的回转中心12可转动设置在杠杆支座1上，杠杆2可绕回转中心12转动，该杠杆支座1固设在测量架4上，百分表10通过表夹3固设在测量架4上。

回转中心12到测量测头11与被测曲轴16接触点的距离与该回转中心12到百分表10的测杆与杠杆2接触点的距离相等。

在杠杆2的上部与表夹3之间还设有压缩弹簧9，该杠杆2的上部的外侧与设置在杠杆支座1上的调节杆15靠接。

定位测头5为一个小钢球，测量测头11为另一个同样的小钢球，保证测量时与被测表面保持点接触，以保证测量结果的唯一性。

定位块14为V形定位块，V形定位块用于保证测量架4能够稳固、牢靠地置于被测曲轴16上，以便实施测量。

百分表10是一种国家标准生产的长度测量工具(GB1219-85)，测量范围为0～3mm等，其测量杆的长度位移(即被测样件与标准块的比较差值)，通过机械传动系统转变为指针在表盘的角位移，沿表盘圆周上有均匀的刻度，分度值为0.01mm。

定位测头5用于测量架4置于被测曲轴16或标准样块6上的轴向定位(即轴向尺寸的测量基准)，以此为基准实施测量。

杠杆支座1将杠杆2固定在测量架4上，通过杠杆支座1上的调节杆15可以调整杠杆2在自由状态(即非测量状态)下的初始位置。

回转中心12固定在杠杆支座1上，回转中心12到测量测头11与被测曲轴16接触点的距离与该回转中心到百分表10的测杆与杠杆2的接触点的距离相等，作用是将被测曲轴16与标准样块6的比较差值等值转换为百分表10测量杆的长度位移。

如图4所示，被测曲轴16与标准样块6的比较差值δ使杠杆2的测量测头11向右位移(转动)一个δ值，由于回转中心12到测量测头11与被测曲轴16接触点的距离B与回转中心12到百分表10的测杆与杠杆2的接触点的距离A相等，因此该值被等值转换为百分表10测量杆的长度位移δ。

参照图2～图5，将该检具应用于曲轴16轴向长度的检测和在机床加工工位上的曲轴16轴向长度的在线检测，本例中检测固定在磨床顶尖17上的曲轴16的第IV主轴台肩到曲轴小头台阶的长度。

该检具的应用方法包括如下步骤：

(1)、做一个与被测曲轴16有同等测量条件的标准样块6：标准样块6的V形支撑部位的直径与被测曲轴16的V形支撑部位的直径相等，直径为φ90.4mm，标准样块6上的与定位测头5接触的定位面到该标准样块6上与测量测头11接触的测量面的距离加工到被要求尺寸的中差附近，实测长度值为425.23mm，标注在该标准样块6上，以便按实测长度对表；

(2)、将测量架4在标准样块6上对零：将测量架4的两个V形定位块14分别架在标准样块6的轴颈上，定位测头5和测量测头11分别与该标准样块6的轴颈的右肩面和检测面接触，将百分表10的读数调整为零；

(3)、测量被测曲轴与标准样块的长度差值：将测量架4的两个V形定位块14分别架在被测曲轴16的第I、IV主轴轴颈上，定位测头5和测量测头11分别与该被测曲轴16的第IV主轴轴颈右肩面和曲轴小头台阶检测面接触；

(4)、通过百分表10进行读数，该读数值为被测曲轴16与标准样块6的长度差值，该百分表有八格刻度值，当百分表表针相对零位为逆时针旋转时的读数为正值，反之则为负值，本例中读数值为+0.08mm；

(5)、将第(1)步骤中被标注在所述标准样块上的长度值与第(4)步骤的读数值相加，得到被测曲轴轴向尺寸的长度值，本例中该长度值为：425.23mm+0.08mm＝425.31mm。

标准样块6的制作在一般的外圆磨床上即可完成，标准样块6的V形支撑部位的外圆、标准样块6上与定位测头5接触的定位面和与测量测头11接触的测量面要求在磨床上一次装夹完成，以保证定位面与外圆中心线的垂直度。标准样块6上与定位测头5接触的定位面到标准样块6上与测量测头11接触的测量面的距离一般加工到被要求尺寸的中差附近，最终的实测尺寸一般要求拿到计量室进行精确测量后标注在标准样块6的规定位置上，以便在测量时按实测尺寸对表。

标准样块6通过压板7设置在底座8上，以方便使用。

Claims (8)

1.一种测量曲轴轴向长度的检具，其特征是：在测量架的两端分别设有垂直向下的测量臂，所述测量臂的端头分别设有定位块，其中一个定位块上设有定位测头，在相对于该定位测头的所述测量架的另一端设有测量测头，该测量测头设置在杠杆的一端，该杠杆的另一端与百分表靠接。

2.根据权利要求1所述的测量曲轴轴向长度的检具，其特征是：所述的测量测头设置在所述杠杆的下部，该杠杆的上部与所述百分表的测杆端靠接，该杠杆的回转中心可转动设置在杠杆支座上，该杠杆支座固设在所述的测量架上，所述的百分表通过表夹固设在所述的测量架上。

3.根据权利要求2所述的测量曲轴轴向长度的检具，其特征是：所述的回转中心到测量测头与被测曲轴的接触点的距离与该回转中心到所述百分表的测杆与所述杠杆的接触点的距离相等。

4.根据权利要求2所述的测量曲轴轴向长度的检具，其特征是：在所述杠杆的上部与所述的表夹之间还设有压缩弹簧，该杠杆的上部的外侧与设置在所述杠杆支座上的调节杆靠接。

5.根据权利要求1或2或3所述的测量曲轴轴向长度的检具，其特征是：所述的定位测头和测量测头均为小钢球。

6.根据权利要求1所述的测量曲轴轴向长度的检具，其特征是：所述的定位块为V形定位块。

7.根据权利要求1所述的测量曲轴轴向长度的检具，其特征是：将该检具应用于曲轴轴向长度的检测和在机床加工工位上的曲轴轴向长度的在线检测。

8.根据权利要求7所述的测量曲轴轴向长度的检具，其特征是：所述应用方法包括如下步骤：

(1)、做一个与被测曲轴有同等测量条件的标准样块：所述标准样块的V形支撑部位的直径与被测曲轴的V形支撑部位的直径相等，所述标准样块上的与所述的定位测头接触的定位面到该标准样块上与所述的测量测头接触的测量面的长度加工到被要求尺寸的中差附近，实测长度值被标注在该标准样块上；

(2)、将所述的测量架在所述的标准样块上对零：将所述的测量架的两个V形定位块分别架在所述标准样块的轴颈上，所述的定位测头和测量测头分别与该标准样块的轴颈的右肩面和检测面接触，将百分表的读数调整为零；

(3)、测量被测曲轴与标准样块的长度差值：将所述测量架的两个V形定位块分别架在所述被测曲轴的主轴轴颈上，所述的定位测头和测量测头分别与该被测曲轴的主轴轴颈的右肩面和检测面接触；

(4)、通过所述的百分表进行读数，该读数值为所述被测曲轴与标准样块的长度差值；

(5)、将第(1)步骤中被标注在所述标准样块上的长度值与第(4)步骤的读数值相加，得到所述被测曲轴轴向尺寸的长度值。

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