устройство для измерения отклонений расстояния между перекрещивающимися осями отверстий

Формула изобретения

Устройство для измерения отклонений расстояния между перекрещивающимися осями отверстий, содержащее центрирующий и измерительный узлы, отличающееся тем, что оно снабжено стойкой, установленными на ней с возможностью перемещения вдоль нее двумя кронштейнами, закрепленными на кронштейнах с возможностью перемещения на них ползунами, установленными на ползунах с возможностью поворота вокруг своих осей секторами, установленными на секторах с возможностью поворота в двух взаимно перпендикулярных плоскостях каретками и размещенным на одной из кареток с возможностью поворота вокруг своей оси диском, причем центрирующий узел выполнен в виде двух оправок с парой подвижных конических втулок каждая и двух пар призм, установленных на оправках, расположенных каждая в одной общей биссекторной плоскости и закрепленных на каретках, а измерительный узел выполнен в виде измерительной пластины, установленной на второй каретке, и двух пар индикаторов, установленных на диске вдоль осей оправок с возможностью взаимодействия своими измерительными стержнями с измерительной пластиной.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в машиностроении преимущественно для измерения расстояний между осями отверстий в корпусных деталях.

Известно устройство для измерения межосевого расстояния, включающее измерительные наконечники, взаимодействующие с противоположно расположенными образующими отверстий, выполненные в виде призм, подвешенных к наконечникам на двух парах плоских пружин, и линейный преобразователь [1]

Однако такая связь измерительных наконечников и призм вызывает пространственные перемещения последних ввиду неидентичной жесткости плоских пружин, следствием чего является недостаточная точность измерения.

Прототип устройство для контроля расстояния между осями перпендикулярно расположенных отверстий, содержащее призму, центрирующую одно из контролируемых отверстий детали, измерительный рычаг, одно из плеч которого связано с индикатором, а другое установлено во внутреннем пазу призмы, мерный штифт, подбираемый по фактическому диаметру второго контролируемого отверстия, и фиксатор, взаимодействующий с этим штифтом [2]

Однако на точность измерения указанным устройством влияет погрешность базирования детали, вызванная тем, что действительные отклонения расстояния между осями контролируемых отверстий, а также действительные отклонения диаметра второго контролируемого отверстия, а значит отклонения диаметра подобранного мерного штифта от эталона влияют на колебание углового положения детали при повороте последней до касания эталона с фиксатором. В результате этого линия измерения неперпендикулярна оси второго контролируемого отверстия. Кроме того, отклонения от перпендикулярности базового торца и оси первого контролируемого отверстия детали также влияют на погрешность базирования.

В основу изобретения положена задача разработки такого устройства, в котором обеспечивается параллельность измерительных плоскостей соответствующим осям отверстий объекта измерения независимо от погрешности взаимного положения этих осей в пространстве, а также от погрешности положения этих осей по отношению к установочной плоскости.

Это достигается тем, что устройство содержит центрирующий и измерительный узлы и снабжено стойкой, установленными на ней с возможностью перемещения вдоль нее двумя кронштейнами, закрепленными на кронштейнах с возможностью перемещения на них ползунами, установленными на ползунах с возможностью поворота вокруг своих осей секторами, установленными на секторах с возможностью поворота в двух взаимно перпендикулярных плоскостях каретками и размещенным на одной из кареток с возможностью поворота вокруг своей оси диском, причем центрирующий узел выполнен в виде двух оправок с парой подвижных конических втулок каждая, и двух пар призм, установленных на оправках, расположенных каждая в одной общей биссекторной плоскости и закрепленных на каретках, а измерительный узел выполнен в виде измерительной пластины, установленной на второй каретке, и двух пар индикаторов, расположенных на диске вдоль осей оправок с возможностью взаимодействия своими измерительными стержнями с измерительной пластиной.

Таким образом из погрешности измерения исключается доминирующая составляющая, вызванная погрешностью базирования. Результат повышение точности измерения.

На фиг. 1 представлено устройство, вид спереди; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1.

Устройство содержит центрирующий узел, выполненный в виде оправок 1 и 2 с подвижными конусными втулками, пары базирующих призм 3 и 4, размещенных в общей биссекторной плоскости а-а и жестко закрепленных на каретке 5, и пары базирующих призм 6 и 7, размещенных в общей биссекторной плоскости б-б и жестко закрепленных на каретке 8, стойку 9, размещенную вместе с объектом 10 измерения на установочной плоскости 11, диск 12, расположенный на каретке 5 с возможностью поворота вокруг собственной оси, измерительный узел, выполненный в виде двух пар индикаторов 13 и 14, 15 и 16 установленных на диске 12, и измерительной пластины 17, закрепленной на каретке 8. Обе пары индикаторов 13 и 14, 15 и 16 размещены с возможностью взаимодействия своими измерительными стержнями с измерительной пластиной 17, из которых пара индикаторов 13 и 14 расположена вдоль оси Y-Y оправки 1, а пара индикаторов 15 и 16 вдоль оси Y"-Y" оправки 2.

Кроме того, устройство содержит установленный на стойке 9 с возможностью перемещения П_z вдоль нее кронштейн 18, на котором размещен с возможностью перемещения П_х вдоль горизонтальной оси Х ползун 19, сектор 20, установленный на ползуне 19 с возможностью поворота В_Y вокруг своей оси и содержащий направляющие для поворотов В_X и В_Z в двух взаимно перпендикулярных плоскостях установленной на нем каретки 5, расположенный на стойке 9 с возможностью перемещения П"_Z вдоль нее кронштейн 21, на котором размещен с возможностью перемещения П_X вдоль горизонтальной оси Х" ползун 22, сектор 23, установленный на ползуне 22 с возможностью поворота В_Y" вокруг своей оси и содержащий направляющие для поворотов B_X" и B_Z" в двух взаимно перпендикулярных плоскостях установленной на нем каретки 8. Горизонтальная ось Х расположена перпендикулярно к оси Y-Y оправки 1, а горизонтальная ось X" перпендикулярно к оси Y"-Y" оправки 2.

Настройка устройства производится по образцовой детали. При настройке, используя движения П_Z, П_X, В_Z, B_X, В_Y и П_Z", П_X", B_Z", B_X", B_Y", добиваются положения кареток 5 и 8, при котором поворот диска 12 на каретке 5 вокруг собственной оси на 180^о не приводит к изменениям показаний индикаторов 13, 14, 15 и 16. В этом положении производится установка индикаторов на ноль.

При измерении стойку 9 и объект измерения 10 с установленными в контролируемые отверстия оправками 1 и 2 и подвижными коническими втулками размещают на установочной плоскости 11. Кронштейн 18 движением П_Z вдоль стойки 9, ползун 19 движением П_X по направляющим кронштейна 18 и каретку 5 поворотами В_X вокруг горизонтальной оси Х и В_Z вокруг вертикальной оси Z перемещают до тех пор, пока базирующие призмы 3 и 4 не установятся по оправке 1.

Кронштейн 21 движением П"_Z вдоль стойки 9, ползун 22 движением П_X" по направляющим кронштейна 21 и каретку 8 поворотами В_X" вокруг оси Х" и В"_Z вокруг вертикальной оси Z перемещают до тех пор, пока базирующие призмы 6 и 7 не установятся по оправке 2. Поворотом В_Y сектора 20 вместе с кареткой 5 и базирующими призмами 3 и 4 вокруг собственной оси в сочетании с движениями П_Z кронштейна 18 и П_X ползуна 19 осуществляют поиск положения каретки 5, при котором расстояние между последней и измерительной пластиной 17 будет одинаковым вдоль оси Y"-Y" оправки 2. Этот поиск, сопровождаемый поворотом диска 12 на 180^о, продолжают до тех пор, пока не будут достигнуты одинаковые показания индикаторов 15 и 16.

Аналогично поворотом В_Y" сектора 23 вместе с кареткой 8 и базирующими призмами 6 и 7 вокруг собственной оси в сочетании с движениями П"_Z кронштейна 21 и П_X" ползуна 22 осуществляют поиск положения каретки 8, при котором расстояние между кареткой 5 и измерительной пластиной 17 будет одинаковым вдоль оси Y-Y оправки 1. Этот поиск, сопровождаемый поворотом диска 12 на 180^о, продолжают до тех пор, пока не будут достигнуты одинаковые показания индикаторов 13 и 14. В этом положении по показаниям одного из индикаторов определяют отклонение от настроенного значения, что является действительным отклонением расстояния между осями отверстий объекта измерения 10.

Изобретение может быть использовано на машиностроительных предприятиях при измерении расположения отверстий с перекрещивающимися и пересекающимися осями в корпусных деталях, что обеспечит повышение точности измерения.