Устройство для измерения диаметра сферы

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности и информативности измерения за счет измерения наружных сфер. Устройство состоит из корпуса 1. параллельных штоку 3 направляющих 11. установленных на корпусе 1 симметрично штоку 3 и с возможностью поворота относительно оси, перпендикулярной оси штока 3, двух втулок 12, каждая из которых установлена коаксиально соответствующей направляющей 11с возможностью перемещения вдоль нее и фиксации, а базовое кольцо 13 жестко закреплено на торцах обеих втулок 12. Доводят гайками 15 кронштейны 10 до упора в нижнюю плоскость базового кольца 13. Про

° °

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РГСПУБЛИК

1776974 А1 (я)5 G 01 В 5/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1У

11 (21) 4865651/28 (22) 28.06.90 (46) 23.11.92. Бюл. М 43 . (71) Производственное объединение "Златоустовский машиностроительный завод" (72) В. И. Баранов (56) Авторское свидетельство СССР

М 1511583, кл. 6 01 В 5/22, 1987.

Авторское свидетельство СССР

М 979843, кл. G 01 В 5/22, 1980.

Гриднев В. Н и др. Механизация доводки прецизионных деталей в мелкосерийном производстве. M. Машиностроение, 1983. с. 65-68, рис. 26. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИАМЕТРА СФЕРЫ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения — повышение точности и информативности измерения за счет измерения наружных сфер. Устройство состоит из корпуса 1, параллельных штоку 3 направляющих 11, установленных на корпусе 1 симметрично штоку

3 и с воэможностью поворота относительно оси, перпендикулярной оси штока 3, двух втулок 12, каждая из которых установлена коаксиально соответствующей направляющей 11 с возможностью перемещения вдоль нее и фиксации, а базовое кольцо 13 жестко закреплено на торцах обеих втулок 12. Доводят гайками 15 кронштейны 10 до упора в нижнюю плоскость базового кольца 13. Про1776974

10

40

50 изводят обнуление устройства совмещением сферического наконечника "а" с нижней плоскостью базового кольца 13, ЦОУ электронной системы устанавливают на нуль.

Устанавливают устройство на контролируеИзобретение относится к средствам измерения радиусов и отклонений наружных сферических поверхностей от номинального положения.

Известно устройство для измерения сферических поверхностей, содержащее корпус, отсчетный узел и размещенные в нем базовый элемент и измерительный наконечник, см. а.с. М 1511583, G 01 В 5/22.

Недостатком этого устройства является отсутствие возможности замерить им наружные. сферы. Кроме того устройством невозможно контролировать отклонения радиуса от номинального положения по всей сферической поверхности.

Известно устройство для измерения радиуса кривизны и отклонений поверхности от сферической, содержащее корпус, отсчетный узел (преобразователь линейных перемещений), шарнир и держатель с измерительным наконечником, см. а.с. М 979843, 6 01 В 5/22. Недостатком этого устройства является его предназначение для измерения внутренних сфер и необходимость настройки базовых элементов и держателя по эталонной поверхности.

Вышеназванные недостатки известных устройств сужают область их применения, снижают информативность и точность измерения, усложняют и удорожают процесс измерения.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство, содержащее корпус, установленный в нем с возможностью перемещения и фиксации шток с измерительным элементом на конце, отсчетный узел, взаимосвязанный со штоком, и базовый элемент, выполненный в виде кольца, (см. кн, Гридиев и др. Механизация доводки прецизионных деталей в мелкосерийном производстве. — M. Машиностроение, 1983, с. 66, рис. 26).

Недостатком этого устройства является необходимость настройки его по эталонным поверхностям, что усложняет процесс измерения, понижает точность измерения и удорожает производство. Кроме того, из вестным устройством не имеется возможности контролировать отклонения радиуса кривизны от номинального положения по всей мую деталь 16. Измерительный наконечник "а" при этом переместится вверх нв величину Н. Электронная система по соответствующей пporpaMMe решает уравнение. 1 ил. поверхности, что снижает информативность устройства.

Целью изобретения является повышение точности и информативности измерения при высокой производительности контроля.

Эта цель достигается тем, что устройство, содержащее корпус, установленный в нем шток с измерительным элементом на конце, отсчетный узел и базовый элемент, выполненный в виде кольца, снабжено двумя параллельными штоку направляющими, установленными на корпусе симметрично штоку и с возможностью поворота вокруг оси. перпендикулярной оси штока, двумя втулками, каждая из которых установлена коаксиально соответствующей направляющей с возможностью перемещения вдоль нее и фиксации, а базовый элемент жестко закреплен на одних из торцев обеих втулок.

Сравнение заявленного технического решения с прототипом позволяет установить соответствие их критерию "новизна", Ори изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявленное устройство от прототипа, не были выявлены и поэтому они обеспечивают предлагаемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия", а именно снабжение устройства двумя на и ра вляющими, установленными на корпусе симметрично штоку с возможностью поворота относительно оси, перпендикулярной оси штока, двумя втулками, каждая из которых установлена коаксиально соответствующей направляющей с возможностью перемещения вдоль нее и фиксации, причем базовый элемент жестко закреплен на одних из торцев обеих втулок, позволило повысить точность и информативность измерения, исключив из процесса измерения настройку устройства и проведение дополнительных операций, На чертеже изображен общий вид устройства, Оно состоит из корпуса 1, в котором укреплен стебель 2. В нем подвижно размещен шток 3 со сферическим измерительным

1776974

50 откуда наконечником "а" нв нижнем конце. Шток 3 подпружинен пружиной 4. Со стеблем 2 жестко соединен насадок 5, внутри которого установлен преобразователь линейных перемещений 6, электрические параметры с которого поступают на электронную систему 7, тде обрабатываются по соответствующим программам. Шток 3 фиксируется винтом 8, который одновременно служит аррети ром.

В нижней части корпуса 1 соединен посредством шарниров 9 с кронштейнами 10, Перпендикулярно шарнирам 9 выполнены цилиндрические направляющие 11. которые имеют возможность перемещения во втулках 12. Базовое кольцо 13 жестко укреплено на нижних торцах втулок 12. Базовое кольцо 13 выполнено мерным с высокоточным диаметром С. Направляющие 11 подпружинены пружинами 14. Перемещение направляющих 11 осуществляется гайками с микрорезьбой 15. Устройство устанавливается на контролируемую деталь 16, Работает устройство следующим образом.

Доводят гайками 5 кронштейн 10 до упора в нижнюю полость базового кольца f3. Производят обнуление устройства, для чего при абсолютном методе измерения совмещают нижнюю точку сферического наконечника "а" с нижней плоскостью базового кольца 13. LlOY электронной системы устанавливают на нуль.

При относительном методе измерения устанавливают величину Н определенного значения, после чего ЦОУ выводят в нулевое положение.

Устанавливают устройство на контролируемую деталь 16, измерительный наконечник "а" при этом переместится вверх на величину Н, Электронная система по соответствующей программе решает уравнение

С2

R = — +05H

8Н где Й вЂ” радиус кривизны сферической поверхности;

С вЂ” диаметр базового кольца;

Н вЂ” расстояние от нижней плоскости базового кольца до нижней точки измерительного наконечника.. Приведенная математическая зависимость получена из соотношения

R - (R H) + ) = R2 - 2R H + H2 „

R -R = — -2RH+H;2RH= — +Н, 2 2 С С р

4 4

С2

Я вЂ” + 0,5H, ан

Результат высвечивается на ЦОУ электронной системы.

Для анализа величины отклонения реального профиля от номинального значении электронная система решает второе уравнение по второй программе:

Х R-Н-h. где Х вЂ” расстояние от площадок в до нижней плоскости базового кольца 13; Н вЂ” расстояние от контактной тачки штока 3 до нижнего среза кольца 13;

h - const, равная расстоянию от оси качания 0-0 до площадок в на кронштейнах

10. Таким образом определяется необходимое расстояние от площадок в до нижнего среза базового кольца 13, при котором ось качения 0-0 совпадает с центром радиуса R контролируемой детали. Оператор, следя за

ЦОУ 7, манипулирует гайками 15 и перемещает ось качания 0-0 вверх-вниз до полного совмещения ее с центром радиуса Я. После этого электронная система устанавливается на нуль и оператор производит качание корпуса 1 в плоскости, перпендикулярной плоскости чертежа вокруг оси 0-0:и следит за ЦОУ 7. Отклонение от нулевого положения будут соответствовать отклонению ра20 диуса R от номинального значения. Контроль производится в нескольких сечениях, для чего устройство поворачивают вокруг продольной оси его.

Вследствие того, что устройство снаб25 жено двумя направляющими, установленными на корпусе симметрично штоку и с возможностью поворота относительно оси, перпендикулярной оси штока, двумя втулками, установленными коаксиально направляющим, а базовый элемент жестко скреплен со втулками, появилась возможность с более высокой точностью контролировать радиусы сферических поверхностей, исключая операцию настройки по эталонам, и выяв35 лять отклонения реальных поверхностей от номинального значения, чем расширяется информативность устройства. Использование электронной системы повысило производительность контроля на 10-15 и качество выпускаемой продукции.

Устройство рассчитано на определенный диапазон контролируемых параметров.

Формула изобретения

Устройство для измерения диаметра сферы, содержащее корпус, установленный в нем с возможностью перемещения и фиксации шток с измерительным элементом на конце, отсчетный узел, взаимосвязанный со

1776974

Составитель В. Баранов

Редактор Г. Бельская Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н. Бучок

Заказ 4114 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101 штоком, и базовый элемент, выполненный в виде кольца, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и информативности измерения за счет измерения наружных сфер, оно снабжено двумя параллельными штоку направляющими на корпусе симметрично штоку и с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оси штока, двумя втулками, каждая из которых установлена коаксиально соответствующей направляющей с возможностью

5 перемещения вдоль нее и фиксации, а базовый элемент жестко закреплен на одних из торцов обеих втулок.