一种环形零件的外径测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种环形零件的外径测量装置及方法，该测量装置包括底座、设置在底座中心的夹紧机构、转动驱动机构以及设置在底座上的测量机构；所述夹紧机构包括转动设置在所述底座中心的夹具体、设置在所述夹具体上端的夹具盖，所述夹具盖与所述夹具体通过螺纹结构连接；所述转动驱动机构与所述夹具体连接；所述测量机构包括8组测量组件，8组测量组件绕着底座中心圆周均匀分布，每组测量组件均包括设置在所述底座上的安装座、设置在所述安装座上的测量杆以及测量驱动机构。该装置的环形零件在装夹过程中出现偏心现象时，可以对环形零件的外径进行准确的测量，不用保证装夹过程中的环形零件在夹具上的精确位置，测量过程简单，方便。便。便。

【技术实现步骤摘要】
一种环形零件的外径测量装置及方法


[0001]本专利技术涉及环形零件外径测量
，具体涉及一种环形零件的外径测量装置及方法。

技术介绍

[0002]环形零件对于目前机械行业尤为重要，例如轴瓦、轴套以及轴承套圈等，在轴承套圈的生产过程中，需要对轴承套圈的质量进行抽检，通常需要对轴承的外径进行测量，以判断该轴承套圈是否符合所需规格。
[0003]现有的轴承套圈的外径测量装置主要采用的是通过两点直径测量直径，例如授权公告号为CN206037892U的技术专利公开了一种易于定位的多功能轴承测量仪器；该测量仪器的工作过程为：将轴承件放置在定位盘上端，通过定位盘上的定位螺栓在滑槽内来回移动到合适的位置，固定好位置后用紧固螺栓夹住百分表对轴承件进行测量操作。但是，上述的测量仪器存在以下不足：
[0004]1、轴承件在装夹时，很难将轴承件的圆心位于测量直径上，导致出现了偏心现象，从而出现误差。
[0005]2、上述的测量仪器中，需要测量轴承件的多处外径时，每次测量完成一处的外径时，需要手动转动工件，进行下一处的测量，这样会加大测量带本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环形零件的外径测量装置，包括底座、设置在底座中心用于夹紧环形零件的夹紧机构、用于驱动夹紧机构转动的转动驱动机构以及设置在底座上用于测量环形零件的测量机构；其特征在于，所述夹紧机构包括转动设置在所述底座中心的夹具体、设置在所述夹具体上端用于将环形零件压紧在夹具体上的夹具盖，所述夹具盖与所述夹具体通过螺纹结构连接；所述转动驱动机构与所述夹具体连接；所述测量机构包括8组测量组件，8组测量组件绕着底座中心圆周均匀分布，每组测量组件均包括设置在所述底座上的安装座、滑动设置在所述安装座上的测量杆以及用于驱动所述测量杆朝着底座的径向方向运动的测量驱动机构。2.根据权利要求1所述的一种环形零件的外径测量装置，其特征在于，所述测量杆的头部设有安装孔，所述安装孔沿着测量杆的轴线延伸；所述安装孔上设有弹性测量组件；所述弹性测量组件包括设置在所述安装孔中且与安装孔滑动配合的钢珠、设置在安装孔底部的测力传感器以及设置在所述钢珠与所述测力传感器之间的伸缩弹簧；该伸缩弹簧的一端作用于所述钢珠，另一端作用于所述测力传感器。3.根据权利要求2所述的一种环形零件的外径测量装置，其特征在于，所述安装孔的开口处设有渐缩段，所述渐缩段的之间朝着所述底座的中心逐渐减小，所述渐缩段的形状为弧形。4.根据权利要求1-3任一项所述的一种环形零件的外径测量装置，其特征在于，所述测量驱动机构包括安装在安装座上的伺服电机以及用于将所述伺服电机动力传递给测量杆的传动组件，其中，所述传动组件包括主动齿轮、从动齿轮、丝杆、滑块以及滑槽；所述滑槽设置在所述安装座上，该滑槽向着所述底座中心延伸，所述丝杆转动设置在所述滑槽的两端，所述滑块的下端与所述滑槽滑动配合且与所述丝杆滑动连接，该滑块的上端与所述测量杆固定连接；所述从动齿轮与所述丝杆同轴设置，所述主动齿轮与所述伺服电机连接且与所述从动齿轮啮合。5.根据权利要求1-3任一项所述的一种环形零件的外径测量装置，其特征在于，所述螺纹结构包括设置在所述夹具体中心的螺纹孔以及固定螺栓，所述固定螺栓穿过所述夹具盖与所述螺纹孔配合连接；所述夹具体的上端设有锥台。6.根据权利要求1-3任一项所述的一种环形零件的外径测量装置，其特征在于，所述转动驱动机构包括设置在底座底部的步进电机以及设置在步进电机与所述夹具体之间的联轴器，所述联轴器的上端与所述夹具体的下端固定连接，下端与所述步进电机的主轴连接。7.一种环形零件的外径测量方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)以底座中心为原点O，建立直角坐标系，并确定8个测量杆的头部的钢珠中心位置坐标；其中4个钢珠中心位于坐标轴上；(2)将标准环形零件安装在夹紧机构上，测量驱动机构驱动测量杆移动，使得钢珠与标准环形零件接触，通过测力传感器获取此时的读数为F
预
，测量驱动机构反向驱动测量杆移动，当测力传感器的读数为F
’
预
时，停止对测量杆的驱动，通过F
预
和F
’
预
计算出测量杆的回程误差η，并取下标准环形零件；(3)将待测环形零件安装在夹紧机构上，测量驱动机构驱动测量杆接近待测环形零件，使得钢珠与待测环形零件进行第一次接触，待测力传感器有读数时，停止对测量杆的驱动，
记录此时每个测力传感器的读数为F
’
，然后计算每个钢珠与待测环形零件接触时接触点的坐标；(4)从步骤(3)中的8个接触点的坐标选择其中3个接触点的坐标，通3个接触点的坐标求得待测环形零件的外径D，该3个接触点的坐标两两相连均不过原点；选择其中8组不同组合的接触点，每组接触点计算出一个待测环形零件的外径D，获取8个待测环形零件的外径D的数据；(5)测量驱动机构驱动测量杆反向运动，钢珠与待测环形零件分离，停止对测量杆驱动，转动驱动机构驱动夹紧机构转动，带动待测环形零件旋转至一定角度，测量驱动机构驱动测量杆移动，使得钢珠与待测环形零件进行第二次接触，记录此时每个测力传感器的读数为F”，然后计算每个钢珠与待测环形零件接触时接触点的坐标；重复步骤(4)的计算方法，获取另外8个待测环形零件的外径D的数据；(6)通过获取的16个待测环形零件的外径D的数据，对数据分析，判断待测环形零件加工是否正常。8.根据权利要求9所述的一种环形零件的外径测量方法，其特征在于，在步骤(1)中，8个测量杆的头部的钢珠中心位置坐标分别标记为为点1，点2，点3，
……
，点8，其中，点1位于X轴的正半轴上，点5位于X轴的负半轴上，点3位于Y轴的正半轴上，点7位于Y轴的负半轴上；点2与点6的连线和点4与点8的连线分别与坐标轴成45度，其中，点2位于第一象限，点4为于第二象限，点6位于第三象限，点8位于第四象限；8个点的坐标分别为：点1(L1，0)，点2(L2*cos45
°
，L2*sin45
°
)，点3(0，L3)，点4(-L4*cos45
°
，L4*sin45
°
)，点5(-L5，0)，点6(-L6*cos45
°
，-L6*sin45
°
)，点7(0，-L7)，点8(L8*cos45
°
，-L8*sin45
°
)，其中，L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8为各点到原点O的距离；测量驱动机构驱动测量杆远离原点O，获取钢珠中心到O点的距离为L
初
，并将L
初
设定为初始位置；在步骤(2)中，通过以下公式计算回程误差η：其中，L
导
为对应测量驱动机构中丝杆的导程，θ为对应测量驱动机构中伺服电机所转的角度，K为对测量杆中伸缩弹簧的劲度系数。9.根据权利要求8所述的一种环形零件的外径测量方法，其特征在于，在步骤(3)中，每个接触点的坐标通过接触点到原点O的距离L
接
确定，则每个接触点到原点O的距离L
接
的计算公式为：其中，θ
第一次
为对应的测量驱动机构中的伺服电机在钢珠与待测环形零件进行第一次接触时所转的角度，R为钢珠的半径；因此，在钢珠与待测环形零件进行第一次接触时，各个接触点的坐标为：接触点1(L
接1
，0)，接触点2(L
接2
*cos45
°
，L
接2
*sin45
°
)，接触点3(0，L
接3
)，接触点4(-L
接4
*cos45
°
，L
接4
*
sin45
°
)，接触点5(-L
接5
，0)，接触点6(-L
接6
*cos45
°
，-L
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓初，吴子轩，范立维，吴俊，耿晨，龙胜，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：