устройство для контроля геометрических параметров деталей

Формула изобретения

Устройство для контроля геометрических параметров деталей, содержащее штангу с линейной шкалой, установленную с возможностью перемещения вдоль штанги рамку с нониусом и угломер, отличающееся тем, что оно снабжено наделкой, жестко смонтированной на переднем конце штанги и имеющей паз, перпендикулярный штанге, и сменным профильным упором с базовой плоскостью, установленным в пазу наделки с возможностью перемещения и фиксации, а угломер выполнен в виде дуги окружности с угловой шкалой и неподвижно закрепленной на ней секторной планки с базовой плоскостью, проходящей через нулевое деление угловой шкалы, причем дуга окружности установлена в выполненном в рамке радиусном пазу с возможностью поворота и фиксации посредством предусмотренного прижима, одна из стенок радиусного паза выполнена со скосом, взаимодействующим со скосом, выполненным на прижиме, ось поворота дуги окружности с секторной планкой перпендикулярна штанге и расположена в нижней базовой плоскости штанги, базовая плоскость упора проходит через нулевое деление линейной шкалы, рамка оснащена нониусом угловой шкалы, нулевое деление которого совпадает с нижней базовой плоскостью штанги, а плоскость симметрии упора и плоскость симметрии секторной планки проходят через продольную среднюю линию нижней базовой плоскости штанги.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, а точнее к устройствам для контроля линейных и угловых параметров деталей.

Известно устройство для контроля геометрических параметров деталей (см. авт. свид. СССР 1019208, кл. G 01 B 3/14, заявл. 13.07.1981 г., опубл. 23.05.83 г.).

Известное устройство содержит штангу с линейной шкалой и пазом, губки, установленные на штанге, угломер и опору, закрепленную на штанге с возможностью перемещения параллельно ее пазу. Одна из губок снабжена сменными шаблонами, установленными на ней с возможностью поворота и имеющими базовую поверхность, совпадающую с нулевым делением линейной шкалы. Угломер установлен в пазу штанги с возможностью перемещения вдоль него и выполнен в виде неповоротного сектора с угловой шкалой, поворотной относительно него планки с центром поворота на оси паза штанги и сменной линейки, закрепленной на конце планки. С целью повышения удобства измерения на опоре перпендикулярно ее оси закреплена пластина с самоустанавливающейся губкой на конце.

Недостатком известного устройства является невозможность обеспечения стабильной настройки положения сменной линейки на заданное расстояние по линейной шкале, так как при повороте планки угломера на контролируемый угол сменная линейка также поворачивается и ее линейное положение изменяется.

Кроме того, базирование устройства с помощью консольных губок, контактные поверхности которых значительно удалены от линейной шкалы штанги, не обеспечивает ориентирования устройства в осевой плоскости детали, что снижает точность контроля. Дополнительную погрешность придает оснащение угломера сменной планкой, вносящей в устройство дополнительное соединение.

Известны также специальные шаблоны, например, для контроля углов конуса вершин, заднего конуса и размера расстояния от базовой поверхности до поверхности внешней окружности вершин (см. книгу С.Н.Калашников, А.С.Калашников. Контроль производства конических зубчатых колес, М., Машиностроение, 1976 г. , с. 30).

Недостатком шаблонов является сложность и трудоемкость их изготовления, а также необходимость большого числа типоразмеров.

Из известных наиболее близким по технической сущности (прототипом) является устройство для контроля геометрических параметров деталей, описанное в авт. свид. СССР 1404787, кл. G 01 В 3/20, з. 13.08.85 г., оп. 23.06.88 г.

Это устройство содержит штангу с линейной шкалой, установленную с возможностью перемещения вдоль штанги рамку с нониусом, измерительные губки с опорной поверхностью для взаимодействия с торцовой поверхностью детали и угломер. Угломер выполнен в виде сменных дополнительных губок с нониусами, имеющих опорные поверхности для взаимодействия с наружной или внутренней конусной поверхностью детали и шарнирно установленных на основных измерительных губках с возможностью поворота относительно угловой шкалы, нанесенной на основные измерительные губки. Ось поворота дополнительных губок лежит в опорной плоскости основных измерительных губок.

Недостатком известной конструкции является малый диапазон контролируемых углов конических поверхностей, вследствие малого диапазона угла поворота дополнительных губок, могущих поворачиваться лишь в пределах выполненного на них паза.

Консольное расположение относительно линейной шкалы измерительных губок с торцовой опорной поверхностью для базирования на поверхности детали, используемых как две отдельные базы, снижают достоверность показаний, не обеспечивая ориентирования устройства в осевой плоскости детали, внося дополнительные погрешности.

Применение для измерения угла двух самостоятельных отсчетных средств, размещенных на двух раздельных базах, усложняет конструкцию устройства и также уменьшает достоверность контроля.

Задача настоящего изобретения состоит в создании широкоуниверсального устройства, обеспечивающего с необходимой точностью контроль двух взаимосвязанных между собой параметров детали, а именно контроль угла конуса конической поверхности, расположенной на контролируемом расстоянии от заданной базы. Такой контроль требуется, например, при изготовлении валков клетей трубопрокатных станов, валков профилегибочных агрегатов, конических шестерен и вал-шестерен и других деталей.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для контроля геометрических параметров деталей, содержащее штангу с линейной шкалой, установленную с возможностью перемещения вдоль штанги рамку с нониусом и угломер, согласно изобретению снабжено наделкой, жестко смонтированной на переднем конце штанги и имеющей паз, перпендикулярный штанге, и сменным профильным упором с базовой плоскостью, установленным в пазу наделки с возможностью перемещения и фиксации, а угломер выполнен в виде дуги окружности с угловой шкалой и неподвижно закрепленной на ней секторной планки с базовой плоскостью, проходящей через нулевое деление угловой шкалы, причем дуга окружности установлена в выполненном в рамке радиусном пазу с возможностью поворота и фиксации посредством предусмотренного прижима, одна из стенок радиусного паза выполнена со скосом, взаимодействующим со скосом, выполненным на прижиме, ось поворота дуге окружности с секторной планкой перпендикулярна штанге и расположена в нижней базовой плоскости штанги, базовая плоскость упора проходит через нулевое деление линейной шкалы, рамка оснащена нониусом угловой шкалы, нулевое деление которого совпадает с нижней базовой плоскостью штанги, а плоскость симметрии упора и плоскость симметрии секторной планки проходят через продольную среднюю линию нижней базовой плоскости штанги.

Такое конструктивное выполнение устройства обеспечивает с необходимой степенью точности универсальный контроль угла конуса конической поверхности, начало которой расположено на контролируемом расстоянии от заданной на детали базы.

Это достигается за счет обеспечения стабильной установки секторной планки с базовой плоскостью на заданный угол на заданном расстоянии от базовой поверхности детали в широком диапазоне углов и расстояний.

Достоверность контроля обеспечивается за счет базирования устройства в осевой плоскости детали базовым профилем, аналогичным профилю детали в осевой плоскости. Базовый профиль устройства образован взаиморасположением базовых поверхностей профильного упора, секторной планки и штанги.

Для пояснения изобретения ниже приводится конкретный пример выполнения изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг.1 изображен общий вид устройства для контроля геометрических параметров деталей;

на фиг.2 - то же; вид сверху;

на фиг.3 - то же; вид слева;

на фиг.4 - разрез по А-А на фиг.1;

на фиг.5 - разрез по Б-Б на фиг.1;

на фиг.6 - разрез по В-В на фиг.1;

на фиг.7 - разрез по Г-Г на фиг.1;

на фиг.8 - изображен упор в виде призмы с прямоугольной пластиной в положении базирования;

на фиг. 9 - упор в виде кольцевого сегмента с прямоугольной пластиной в положении базирования;

на фиг.10 - устройство в положении измерения.

Устройство для контроля геометрических параметров деталей содержит штангу 1 с линейной шкалой 2, установленную с возможностью перемещения вдоль штанги 1 рамку 3 с нониусом 4 линейной шкалы 2. Рамка 3 состоит из корпуса 5, охватывающего штангу 1, и крышки 6, закрепленной на нем винтами 7. На переднем торце штанги 1 жестко смонтирована наделка 8, состоящая из корпуса 9 с прямоугольным пазом 10, перпендикулярным штанге, и крышки 11, скрепленных винтами 12. В пазу 10 наделки с возможностью вертикального перемещения и фиксации установлен сменный упор 13 с базовой плоскостью 14, проходящей через нулевое деление линейной шкалы 2. Упор 13 подпружинен с помощью пластинчатой пружины 15, фиксируется винтом 16. На рамке 3 смонтирован угломер 17, выполненный в виде дуги окружности 18 с угловой шкалой 19 и жестко закрепленной на ней секторной планки 20 с базовой плоскостью 21, проходящей через нулевое деление угловой шкалы 19. Дуга окружности 18 установлена в радиусном пазу 22, выполненном в рамке 3, с возможностью поворота и фиксации посредством прижима 23, винта 24 и гайки 25. Одна из стенок радиусного паза 22 выполнена со скосом 26, взаимодействующим со скосом 27, предусмотренным на прижиме 23. Центр радиусного паза 22 и ось поворота дуги окружности 18 с секторной планкой 20 расположены в нижней плоскости 28 штанги 1, выполненной как базовая плоскость устройства, при этом ось поворота дуги окружности 18 с секторной планкой 20 перпендикулярна штанге 1. Рамка 3 оснащена нониусом 29 угловой шкалы 19, нулевое деление которого совпадает с нижней базовой плоскостью 28 штанги 1.

Рамка 3 имеет возможность точной настройки осевого положения с помощью хомутика 30, винта 31 и гайки 32. Для фиксации хомутика 30 служит винт 33. Для фиксации рамки 3 служит винт 34. Упор 13, секторная планка 20 и штанга 1 расположены так, что плоскость симметрии упора 13 и плоскость симметрии секторной планки 20 проходят через продольную среднюю линию нижней базовой плоскости 28 штанги 1. Профиль сменного упора 13 в зависимости от конфигурации детали мoжeт быть выполнен в виде тавра (см. фиг.3), в виде двухгранной призмы, жестко закрепленной на вертикальной прямоугольной пластине (см. фиг. 8) или в виде кольцевого сегмента, жестко закрепленного на вертикальной прямоугольной пластине (см. фиг.9).

В исходном положении устройства базовая плоскость 14 упора 13 и базовая плоскость 21 секторной планки 20 находятся в одной плоскости, проходящей через нулевое деление линейной шкалы 2 штанги 1. При этом между этими плоскостями не должно быть просвета.

Для контроля упор 13 устанавливается в положение базирования, фиксируемое винтом 16, при котором его базовая плоскость 14 касается базовой плоскости детали 35, от которой задано расстояние l до точки начала конической поверхности детали. Рамка 3 с угломером отводится от упора 13 на заданное расстояние l. Точная установка рамки 3 осуществляется по шкале нониуса 4 с помощью хомутика 30, винта 31 и гайки 32. Заданное положение рамки 3 фиксируется винтом 34 и винтом 33 хомутика 30. Путем поворота в радиусном пазу 22 рамки 3 дуги окружности 18 вместе с жестко закрепленной на ней секторной планкой 20 устанавливают базовую плоскость 21 секторной планки 20 по угловой шкале 19 и нониусу 29 на заданный угол конической поверхности детали 35 и фиксируют это положение посредством прижима 23, винта 24 и гайки 25. Затем, прижимая базовую плоскость 14 упора 13 к базовой поверхности детали (например, торец уступа или торец канавки), прикладывают базовую нижнюю плоскость 28 штанги 1 до соприкосновения с образующей цилиндрической поверхности детали 35. По наличию или отсутствию просвета между контролируемой конической поверхностью детали 35 и базовой плоскостью 21 секторной планки 20 угломеpa судят о соответствии детали требованиям чертежа.

Предложенное устройство для контроля геометрических параметров деталей по сравнению с известными позволяет обеспечить контроль угла конуса конической поверхности и расстояния от начала конической поверхности до заданной базовой поверхности. Преимуществом устройства является его универсальность и обеспечение достоверности контроля.