一种台阶轴类零件测量装置及其测量方法与流程

1.本发明涉及测量工具技术领域，特别是涉及一种台阶轴类零件测量装置及其测量方法。


背景技术：

2.对于台阶轴类零件，特别是台阶面处平面小、曲面大的台阶轴类零件，如图1所示，该类零件台阶面小，台阶处曲面大。在这种情况下测量台阶面和端面之间的距离时，常常出现不便捷、误差大、成本高、耗时长等问题。
3.现有的测量方法通常有以下3种：1)游标卡尺测量，由于台阶平面小，台阶处曲面大，游标卡尺测量时很难保证卡尺相对于台阶面的垂直度，卡尺容易倾斜，从而导致明显误差。当零件装夹在车床上测量时，还受车床空间限制和游标卡尺手握姿势限制，存在测量不方便等问题。2)三坐标测量机测量，由于三坐标测量机设备昂贵，排产密度大等特点，随产随测是不现实的。因设备自身特性，需将零件放置在测量台上打点，得到待测两端面多个点在空间三个坐标位置的数值，再通过数学计算的方法，得出两端面间距。实际生产过程统计结果显示，测量1件类似于图1的测试零件所花时间大约为1min，耗时长，成本高，还无法做到在车床上测量。3)数控机床配合百分表测量，当零件装夹在车床上时，在机床适当位置安装调整百分表，百分表在端面1上打表之后，手摇车床移动x轴，使百分表在台阶面上打表，两次打表示数一致时，计算手摇转数推算两端面间距。实际生产过程统计结果显示，该方法测量1件同样类似于图1的测试零件所花时间大约为4min，耗时更长，成本也高。
4.当然，市面上还有许多基于光学原理的测量工具，如基于图像处理的测量设备，基于多波长的小数重合法测量原理的测量设备，但都存在成本高的问题。现有技术中也存在为了测量轴类零件的长度而设计的一些工装工具，例如，申请公布号为cn106247896a的中国专利公开了测量台阶轴中间台阶轴轴长最大和最小值的量规及方法，该方案通过卡脚体的左端面至通端测脚的左端面之间的长度来测量被测量台阶轴的中间台阶轴的轴长，该方案仅适用于台阶面为平面的情况，对于台阶面小，台阶处曲面大台阶轴类零件，由于存在曲面而无法实现准确测量。再如，授权公告号为cn201715982u的中国专利公开的小台阶轴类产品长度尺寸快速测量装置、授权公告号为cn211317198u的中国专利公开的测量装置以及授权公告号为cn202432961u的中国专利公开的台阶轴的长度直线测量工具装置等现有技术，均没有针对具有较大的台阶处曲面的台阶轴类零件进行改进，测量结果误差大，精确度较低。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种台阶轴类零件测量装置及其测量方法，以解决上述现有技术存在的问题，通过将台阶轴类零件插入基座的零件插入部，使得台阶轴类零件的端面与表式通用长度测量工具的测量头抵接并推动其移动实现端面和台阶面之间长度的测量，由于零件插入部设置有与台阶面吻合的贴合面，能够使得台阶轴类零件插入到位，从而消
除台阶面曲面形状对于长度测量的影响，保证测量结果的精确度。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
7.本发明提供一种台阶轴类零件测量装置，包括表式通用长度测量工具和基座，所述基座包括同轴间距设置的表安装部和零件插入部，所述表安装部用于固定所述表式通用长度测量工具的轴套，所述零件插入部设置有与台阶轴类零件的台阶面吻合的贴合面；台阶轴类零件插入到位后，所述台阶面与所述贴合面贴合，所述表式通用长度测量工具的测量头与台阶轴类零件的端面抵接；所述表式通用长度测量工具显示的测量读数与对照读数比较，二者一致则台阶轴类零件合格，否则不合格。
8.优选地，表式通用长度测量工具通过表夹安装在所述表安装部，所述表夹包括轴向设置的夹持端和固定端，所述夹持端用于夹持所述表式通用长度测量工具，所述固定端安装在所述表安装部内。
9.优选地，所述夹持端包括弧形夹持片和与所述弧形夹持片螺纹连接实现夹紧的螺钉。
10.优选地，所述表安装部包括台阶孔，所述台阶孔的扩孔段与所述固定端的外径紧密配合。
11.优选地，所述零件插入部包括沉孔，所述沉孔的内径与台阶轴类零件的台阶轴的外径紧密配合。
12.优选地，所述台阶孔的缩孔段与所述沉孔连通形成贯穿所述基座的通孔。
13.优选地，所述基座包括位于其两端的大径端和小径端，所述大径端设置有所述沉孔，所述小径端设置有所述台阶孔。
14.优选地，所述表式通用长度测量工具采用百分表或千分表。
15.本发明还提供一种台阶轴类零件测量方法，包括以下步骤：
16.按照待测台阶轴类零件技术要求制作测试标准样件；
17.根据测试标准样件制作基座，所述基座包括表安装部和零件插入部，所述零件插入部设置有与台阶轴类零件的台阶面吻合的贴合面；
18.将表式通用长度测量工具安装并固定在所述表安装部内，将测试标准样件插入所述零件插入部，所述台阶面与所述贴合面紧密贴合，此时，所述表式通用长度测量工具显示对照读数；
19.将台阶轴类零件插入到所述零件插入部，所述台阶面与所述贴合面紧密贴合，此时，所述表式通用长度测量工具显示测量读数；
20.判断台阶轴类零件是否合格，如果所述测量读数与所述对照读数一致，则合格，如果所述测量读数与所述对照读数不一致，则不合格。
21.优选地，所述对照读数设置为0。
22.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
23.(1)本发明通过将台阶轴类零件插入基座的零件插入部，使得台阶轴类零件的端面与表式通用长度测量工具的测量头抵接并推动其移动实现端面和台阶面之间长度的测量，由于零件插入部设置有与台阶面吻合的贴合面，能够使得台阶轴类零件插入到位，从而消除台阶面曲面形状对于长度测量的影响，保证测量结果的精确度；
24.(2)本发明将待测量的台阶轴类零件插入到位后，即刻能够判断出该台阶轴类零
件是否合格，操作简便，能够相对于现有的测量方案大大提高测量效率，降低测量时间消耗；另外，在应用时还可以将本发明套设并测量固定在机床上的台阶轴类零件，省去拆卸装夹台阶轴类零件的时间和操作步骤；
25.(3)本发明用于夹持表式通用长度测量工具的夹持端包括弧形夹持片，通过旋转螺钉，能够使得弧形夹持片夹持或放松表式通用长度测量工具，从而能够方便地调整或更换不同精度的测量仪表；本发明除了基座需要单独制作外，其他部件均可以采用标准件，结构简单，材料易得，可替换性强；当然，基座也可根据不同测量对象来定制尺寸，从而达到广泛运用地目的。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为具有曲面台阶面的台阶轴类零件；
28.图2为本发明整体结构示意图；
29.图3为本发明爆炸结构示意图；
30.图4为本发明基座的剖面结构示意图；
31.图5为本发明表夹结构示意图；
32.图6为本发明制备流程图；
33.图7为本发明测量流程图；
34.其中，1、表式通用长度测量工具；11、表盘；12、轴套；13、测量杆；14、测量头；2、表夹；21、夹持端；211、弧形夹持片；22、固定端；3、螺钉；4、基座；41、表安装部；411、贴合面；42、零件插入部；5、台阶轴类零件；51、台阶面；52、端面。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.本发明的目的是提供一种台阶轴类零件测量装置及其测量方法，以解决现有技术存在的问题，通过将台阶轴类零件插入基座的零件插入部，使得台阶轴类零件的端面与表式通用长度测量工具的测量头抵接并推动其移动实现端面和台阶面之间长度的测量，由于零件插入部设置有与台阶面吻合的贴合面，能够使得台阶轴类零件插入到位，从而消除台阶面曲面形状对于长度测量的影响，保证测量结果的精确度。
37.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
38.如图1～5所示，本发明提供一种台阶轴类零件测量装置，包括表式通用长度测量工具1和基座4，将表式通用长度测量工具1安装在基座4上实现固定，在将台阶轴类零件5插
入到位后能够实现对于台阶轴类零件5的台阶面51和端面52之间间距的测量。其中，表式通用长度测量工具1可以选择百分表或千分表等可以将轴向位移转换为读数显示的仪表，包括表盘11、连接表盘11的轴套12和套设在轴套12内能够滑动的测量杆13，在测量杆13的端部设置有测量头14。基座4包括同轴间距设置的表安装部41和零件插入部42，表安装部41和零件插入部42可以为分体设置的两部分，通过支架或连接结构连接，以确定表安装部41和零件插入部42之间的位置关系；或者，表安装部41和零件插入部42可以为一体结构的两部分。表安装部41用于固定表式通用长度测量工具1的轴套12，可以将轴套12插入到表安装部41内部，此时，测量杆13及其测量头14朝向零件插入部42的方向。零件插入部42设置有与台阶轴类零件5的台阶面51吻合的贴合面411，当台阶轴类零件5插入到零件插入部42并插入到位后，台阶面51与贴合面411贴合，从而能够限定台阶面51的位置，并使其作为长度测量的一个基准；此时，表式通用长度测量工具1的测量头14与台阶轴类零件5的端面52抵接，推动测量头14朝着表盘11的方向收缩，进而在表盘11上显示出测量读数。将表式通用长度测量工具1显示的测量读数与对照读数比较，二者一致则台阶轴类零件5合格，否则不合格。对照读数指的是将测试标准样件插入到零件插入部42后并经过调试表式通用长度测量工具1的位置后所确定的读数。本发明通过将台阶轴类零件5插入基座4的零件插入部42，使得台阶轴类零件5的端面52与表式通用长度测量工具1的测量头14抵接并推动其移动实现端面52和台阶面51之间长度的测量，由于零件插入部42设置有与台阶面51吻合的贴合面411，能够使得台阶轴类零件5插入到位，从而消除台阶面51曲面形状对于长度测量的影响，保证测量结果的精确度。
39.如图2～3、图5所示，表式通用长度测量工具1可以通过表夹2安装在表安装部41，表夹2包括轴向设置的夹持端21和固定端22，其中，夹持端21用于夹持表式通用长度测量工具1，其可以设置有承插轴套12的通孔，在通孔的侧壁上设置有螺钉3，通过旋转螺钉3将插入的轴套12固定在通孔内，也可以采用其他形式的夹持方式，一般的，采用可拆卸的方式固定，可以根据实际测量情况对表式通用长度测量工具1的位置进行调整。固定端22可以插入表安装部41内，此时，表安装部41可以设置有承插固定端22的通孔，固定端22采用过盈配合的方式进行固定或者采用胶粘的方式进行固定。
40.表夹2的夹持端21可以包括相互连接的两瓣弧形夹持片211，具有相对设置夹持面，能够将轴套12套设在弧形夹持片211之间，其中一个弧形夹持片211的自由端设置有贯穿螺钉3的通孔，另一个弧形夹持片211的自由端设置有螺纹安装孔，螺钉3穿过一个弧形夹持片211的通孔后螺纹连接在另一个弧形夹持片211的螺纹安装孔内，通过旋紧螺钉3能够实现弧形夹持片211的夹紧操作，在放松螺钉3后又能实现轴套12的拆卸，能够方便的对轴套12实现位置调整。
41.结合图4所示，基座4的表安装部41包括台阶孔，表夹2的固定端22可以插入到该台阶孔内，台阶孔的扩孔段与固定端22的外径紧密配合，实现对表夹2的有效固定，台阶孔的缩孔段则用于通过测量杆13及其测量头14，以使得测量头14能够与测量的台阶轴类零件5抵接。
42.基座4的零件插入部42包括沉孔，台阶轴类零件5可以插入到该沉孔内，沉孔的内径可以与台阶轴类零件5的台阶轴的外径紧密配合，以使得台阶轴类零件5在插入到沉孔内后，不会径向晃动或偏斜，从而能够保证台阶轴类零件5插入到位后的位置固定精度，最终
保证测量结果的精度。
43.进一步的，表安装部41的台阶孔的缩孔段可以与零件插入部42的沉孔连通，从而能够形成贯穿基座4的通孔，此时，基座4可以采用一体式结构，在中部通过开挖通孔实现贯通设计，并且在基座4的两端部分别形成表安装部41和零件插入部42。
44.如图2～4所示，基座4可以包括位于其两端的大径端和小径端，大径端设置有用于插入台阶轴类零件5的沉孔，小径端设置有用于安装固定表式通用长度测量工具1的表夹2的台阶孔。大径端和小径端的设置方式能够使得基座4的表安装部41和零件插入部42方便区分，组装时避免插反。另外，将表式通用长度测量工具1设置在小径端能够便于表夹2的固定，尤其是对于螺钉3的旋紧和放松操作，避免干涉影响。
45.表式通用长度测量工具1既可以采用百分表，也可以采用千分表，或者其他精度的仪表。
46.再次结合图1～5所示，并结合图6～7，本发明还提供一种台阶轴类零件测量方法，测量时可以应用前文所记载的测量装置，包括以下步骤：
47.按照待测台阶轴类零件5技术要求(尺寸、公差、同轴度等等)制作测试标准样件，对于尺寸的确定和测量可以采用现有技术中较为精确的测量方案，此时可以不用考虑测量时间等负面因素。
48.根据测试标准样件制作基座4，可以借用母模与子模的原理，基座4作为母模套设在测试标准样件作为子模的外部，并且，基座4的内轮廓与测试标准样件的外轮廓相配合的位置均可以相互贴合，能保证测试标准样件与基座4之间的位置关系确定的精度。基座4包括表安装部41和零件插入部42，表安装部41用于安装表式通用长度测量工具1，零件插入部42用于插入台阶轴类零件5，零件插入部42设置有与台阶轴类零件5的台阶面51吻合的贴合面411，从而能够进一步保证台阶轴类零件5与基座4之间的位置关系。
49.将表式通用长度测量工具1安装并固定在表安装部41内，将测试标准样件插入零件插入部42，台阶面51与贴合面411紧密贴合，此时，表式通用长度测量工具1显示的读数作为对照读数。
50.取出测试标准样件，将台阶轴类零件5插入到零件插入部42，台阶面51与贴合面411紧密贴合，此时，表式通用长度测量工具1显示的读数作为测量读数。
51.通过对照读数和测量读数，判断台阶轴类零件5是否合格，如果测量读数与对照读数一致，则合格，如果测量读数与对照读数不一致，则不合格。
52.在将测试标准样件插入到零件插入部42后，可以对表式通用长度测量工具1的读数进行调试，表式通用长度测量工具1可以采用百分表或千分表，此时可以将对照读数设置为0，无论所加工的台阶轴类零件5长度大于或小于标准值，均可以通过表盘11的读数进行确定，还能精确确定误差范围，从而为零件返工过程提供可靠数据。
53.本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。