专利名称：一种具有台阶孔工件的内台阶端面与大孔轴心垂直度检测装置及其检测方法
技术领域：
本发明涉及一种机加工零件精度的专门检测用具及其检测方法，尤其涉及具有台阶孔工件的内台阶端面与大孔轴心垂直度检测装置及其检测方法。
背景技术：
数控转塔冲床因其冲压频率高、自动化程度高受到广大用户的青睐。随着国内数控板材加工设备生产厂家技术水平的提高，国产化规模空前提升，目前不仅在国内市场占主导地位，在国际市场的保有量也大幅度上升。但目前有客户反映，国产数控转塔冲床比不上进口的设备。对此，本申请人的研发团队结合，在认识到成绩的同时，也认识到生产过程仍的较大的上升空间。经分析，我们发现在零部件精度方面的要求的确与国外的先进技术有一定差距。比如大规格轴承套，对于这样一种具有台阶孔的产品来说，一般采用车、镗床进行加工，在一次加工中成型，按照以往习惯，可以认为其精度符合设计要求。但由于刀具磨损、更换刀具、应力变形、操作人员技术等因素，会使得内台阶端面与大孔轴心的垂直度失准。因此对该精度的检测，进而掌握第一手数据，就成为克服精度失准的首要任务。国家知识产权局2011. I. 5.公开的“CN101936701A、深长孔内窄台阶面垂直度的测量装置和测量方法”的专利文献，公开了一种适用于深长孔的台阶面垂直度检测装置，采用测量杆、接触块、定位套筒和螺母构成检测装置，利用定位套筒的外表面接触基准孔，接触块的半圆柱面与窄台阶面接触，旋转一周，然后从测量杆顶部端面获取参数。但该种方式难以适应大口径工件中内台阶面垂直度的测量。

发明内容
本发明针对以上问题，提供了一种适用于大口径工件，能快速、方便得出检测数据，且具有极高基准条件的具有台阶孔工件的内台阶端面与大孔轴心垂直度检测装置及其检测方法。本发明的技术方案是包括检测表具,还包括中心杆、旋座、表具连接机构、底座、 偏心轮和压杆；
所述偏心轮包括连为一体的轮盘和空心轴；所述轮盘圆周上均部至少三片偏心叶片；所述空心轴上端外表面上部开设有一对相互平行的轴向截平面，起旋动偏心轮作用； 所述底座包括连为一体的底盘和空心套，所述底盘的底面上开设有用于容置所述偏心轮的凹槽，使得所述偏心轮具有旋转空间；所述底盘的盘面上开设有至少三个用于容置所述压杆的滑槽；所述底盘的外圆周面略小于所述大孔的内径；所述空心套的上部外表面设有用于枢接所述旋座的圆柱面，所述空心套的内孔与所述偏心轮上空心轴的内孔枢接； 所述压杆通过压杆弹簧连接在所述底座的滑槽内，所述压杆的外端头用于顶紧所述大孔的内圆表面，所述压杆的内端头用于接触所述偏心叶片；
所述旋座包括转套和旋臂，所述转套具有中孔，所述中孔枢接所述空心套上部外表面的圆柱面；所述旋臂固定连接在所述转套外侧面上；
所述中心杆的顶部设有上螺纹段，上螺纹段上连接有螺母；
所述检测表具通过表具连接机构连接在所述旋座的转臂上。还包括压盖，所述压盖从下部与所述底盘的底面相连，用于支撑所述偏心轮。还包括压盖，所述中心杆的下部设有台阶圆，所述压盖设在所述台阶圆与所述底盘之间，用于支撑所述偏心轮。还包括压盖，所述压盖中心设有螺纹孔；所述中心杆下端设有螺纹，所述垫板设在所述内台阶的另一侧、通过所述螺纹孔与所述中心杆下端的螺纹相连。旋座的转臂包括侧板、上横杆、下横杆和顶紧弹簧，所述顶紧弹簧套设在下横杆上；
所述表具连接结构包括压头和连接座，所述压头中部通过铰轴连接在所述上横杆的外端头，所述压头的下部朝向所述大孔内表面的侧面设有外触头，所述压头的上部朝向所述大孔轴心的侧面设有内触头；所述连接座固定连接在所述侧板或上横杆的顶面，所述检测表具可拆卸连接在所述连接座上，所述表具的检测头接触所述内触头。本发明的检测方法，按以下步骤进行，
1)、将所述压盖、偏心轮、底座依次套接在所述中心杆上，然后将所述底座的底面紧密贴合所述内台阶端面；
2)、采用扳手扳动偏心轮的空心轴上部的一对相互平行的轴向截平面，使得偏心轮相对于底座转动，进而利用偏心轮驱动所述压杆向所述大孔内表面运动，直至顶紧；
3)、从内台阶的另一侧将所述垫板通过螺纹结构紧固地连接在所述中心杆底端；
4)、然后将所述螺母连接到中心杆的上螺纹段上，使得所述中心杆轴向上，由下至上的垫板、压盖、偏心轮和底座固定相连，且与所述工件固定相连；再将所述旋座套接在所述底座上空心套的圆柱面上；
5)、将所述表具连接机构和检测表具连接到旋座上，旋动所述旋座，读取检测表具数
据；
6)、完毕。本发明所需完成的任务是检测工件上内台阶圆端面与大孔之间垂直度的检测，内台阶圆端面和大孔孔面分别为检测基准面和被检测面。利用检测装置中底座下部底盘的底面作为定位基准面，与检测基准面面接触，首先确保了底座轴心与大孔轴心之间的平行关系；然后，利用偏心轮驱动三点压杆(偏心轮与底座同轴心)，使得底座轴心与大孔轴心同心。这样就确立了检测的基准。随后，利用旋座的转动，利用杠杆式的检测机构获取大孔圆周面的数据，最终得到定位基准面与检测基准面之间的垂直度数据。本发明特别适合对大型、高精度零部件内台阶精度的检测。


图I是本发明的结构示意图，
图2是图I的俯视图，
图3是图2中A-A剖视图，
图4是本发明的轴向拆解示意图，图5是本发明中底座的结构示意图，
图6是图5的俯视图，
图7是本发明中偏心轮的结构示意图，
图8是图7的俯视图，
图9是本发明中偏心轮的立体示意图中I是工件，Ia是内台阶圆端面，Ib是大孔孔面，2是垫板，3是压杆，4是压盖，5是压杆弹簧，6是偏心轮，61是轴向截平面，62是空心轴外圆，63是空心轴内圆，7是底座，71是凹槽，72是滑槽，73是圆柱面，8是旋座，9是表具，10是压头，11是顶紧弹簧，12是中心杆， 121是台阶圆，13是螺母。
具体实施例方式本发明如图1-9所示包括检测表具9,还包括中心杆12、旋座8、表具连接机构、 底座7、偏心轮6和压杆3 ;
所述偏心轮6包括连为一体的轮盘和空心轴；所述轮盘圆周上均部至少三片偏心叶片；所述空心轴上端外表面上部开设有一对相互平行的轴向截平面61，起旋动偏心轮6 作用；空心轴外圆62用于与底座7的空心套的内圆配合，空心轴内圆63与所述中心杆12 的杆身外圆柱面活动配合，可转动；如图7-9所示。所述底座7包括连为一体的底盘和空心套，所述底盘的底面上开设有用于容置所述偏心轮6的凹槽71，使得所述偏心6轮具有旋转空间；所述底盘的盘面上开设有至少三个用于容置所述压杆的滑槽72 ;所述底盘的外圆周面略小于所述大孔的内径；所述空心套的上部外表面设有用于枢接所述旋座8的圆柱面73，所述空心套的内孔与所述偏心轮6上空心轴的内孔枢接；底座上空心套圆柱面73的直径要大于螺母13的外径，使得与圆柱面 73转动配合的旋座8能在紧固后，自由进出；
所述压杆3通过压杆弹簧5连接在所述底座7的滑槽72内，所述压杆3的外端头用于顶紧所述大孔的内圆表面，所述压杆3的内端头用于接触所述偏心叶片；
所述旋座8包括转套和旋臂,所述转套具有中孔,所述中孔枢接所述空心套上部外表面的圆柱面；所述旋臂固定连接在所述转套外侧面上；
所述中心杆12的顶部设有上螺纹段，上螺纹段上连接有螺母13 ；
所述检测表具9通过表具连接机构连接在所述旋座8的转臂上。还包括压盖4，所述压盖4从下部与所述底盘的底面相连，用于支撑所述偏心轮6。还包括压盖4，所述中心杆12的下部设有台阶圆121，所述压盖4设在所述台阶圆 121与所述底盘之间，用于支撑所述偏心轮6。还包括压盖4，所述压盖4中心设有螺纹孔；所述中心杆12下端设有螺纹，所述垫板2设在所述内台阶的另一侧、通过所述螺纹孔与所述中心杆12下端的螺纹相连。旋座8的转臂包括侧板、上横杆、下横杆和顶紧弹簧11，所述顶紧弹簧11套设在下横杆上；
所述表具连接结构包括压头10和连接座，所述压头10中部通过铰轴连接在所述上横杆的外端头，所述压头10的下部朝向所述大孔内表面的侧面设有外触头，所述压头10的上部朝向所述大孔轴心的侧面设有内触头；所述连接座固定连接在所述侧板或上横杆的顶面，所述检测表具9可拆卸连接在所述连接座上，所述表具9的检测头接触所述内触头。也就是说压头10采用的是杠杆原理将被检测面的数据“传输”给表具9。对于该处的结构，现有技术中可能有多种结构形式，在此不赘述。本发明的检测方法，按以下步骤进行，
1)、将所述压盖4、偏心轮6、底座7依次套接在所述中心杆12上，然后将所述底座7的底面紧密贴合所述内台阶端面(即内台阶圆端面la，为检测基准面);在加工底座7时，底盘的底面需具有作为工装基准面的精度；
2)、采用扳手扳动偏心轮6的空心轴上部的一对相互平行的轴向截平面61，使得偏心轮6相对于底座7转动，进而利用偏心轮6驱动所述压杆3向所述大孔内表面(即大孔孔面 Ib)运动，直至顶紧；实现了在底盘底面贴合内台阶圆端面Ia的情况下，同心的底座7、偏心轮6和中心杆12,与大孔轴心保持同轴；
3)、从内台阶(即为内台阶圆)的另一侧将所述垫板2通过螺纹结构紧固地连接在所述中心杆12底端；实现了上述检测装置的定位；
4)、然后将所述螺母13连接到中心杆12的上螺纹段上，使得所述中心杆12轴向上，由下至上的垫板2、压盖4、偏心轮6和底座7固定相连，实现了上述检测装置的紧固连接；且与所述工件I固定的定位连接；将所述旋座8套接在所述底座7上空心套的圆柱面73上；
5)、将所述表具连接机构和检测表具9连接到旋座8上，旋动所述旋座8，利用表具9围绕被检测面(即大孔孔面Ib)旋转一周，读取检测表具9数据；
6)、如果数据呈现大孔孔面Ib为椭圆，则垂直度有误差；如读取为正圆或接近正圆数据，则说明垂直度高。完毕。
权利要求
1.一种具有台阶孔工件的内台阶端面与大孔轴心垂直度检测装置，包括检测表具，其特征在于，还包括中心杆、旋座、表具连接机构、底座、偏心轮和压杆；所述偏心轮包括连为一体的轮盘和空心轴；所述轮盘圆周上均部至少三片偏心叶片；所述空心轴上端外表面上部开设有一对相互平行的轴向截平面，起旋动偏心轮作用；所述底座包括连为一体的底盘和空心套，所述底盘的底面上开设有用于容置所述偏心轮的凹槽，使得所述偏心轮具有旋转空间；所述底盘的盘面上开设有至少三个用于容置所述压杆的滑槽；所述底盘的外圆周面略小于所述大孔的内径；所述空心套的上部外表面设有用于枢接所述旋座的圆柱面，所述空心套的内孔与所述偏心轮上空心轴的内孔枢接；所述压杆通过压杆弹簧连接在所述底座的滑槽内，所述压杆的外端头用于顶紧所述大孔的内圆表面，所述压杆的内端头用于接触所述偏心叶片；所述旋座包括转套和旋臂，所述转套具有中孔，所述中孔枢接所述空心套上部外表面的圆柱面；所述旋臂固定连接在所述转套外侧面上；所述中心杆的顶部设有上螺纹段，上螺纹段上连接有螺母；所述检测表具通过表具连接机构连接在所述旋座的转臂上。
2.根据权利要求I所述的一种具有台阶孔工件的内台阶端面与大孔轴心垂直度检测装置，其特征在于，还包括压盖，所述压盖从下部与所述底盘的底面相连，用于支撑所述偏心轮。
3.根据权利要求I所述的一种具有台阶孔工件的内台阶端面与大孔轴心垂直度检测装置，其特征在于，还包括压盖，所述中心杆的下部设有台阶圆，所述压盖设在所述台阶圆与所述底盘之间，用于支撑所述偏心轮。
4.根据权利要求I所述的一种具有台阶孔工件的内台阶端面与大孔轴心垂直度检测装置，其特征在于，还包括压盖，所述压盖中心设有螺纹孔；所述中心杆下端设有螺纹，所述垫板设在所述内台阶的另一侧、通过所述螺纹孔与所述中心杆下端的螺纹相连。
5.根据权利要求I所述的一种具有台阶孔工件的内台阶端面与大孔轴心垂直度检测装置，其特征在于，旋座的转臂包括侧板、上横杆、下横杆和顶紧弹簧，所述顶紧弹簧套设在下横杆上；所述表具连接结构包括压头和连接座，所述压头中部通过铰轴连接在所述上横杆的外端头，所述压头的下部朝向所述大孔内表面的侧面设有外触头，所述压头的上部朝向所述大孔轴心的侧面设有内触头；所述连接座固定连接在所述侧板或上横杆的顶面，所述检测表具可拆卸连接在所述连接座上，所述表具的检测头接触所述内触头。
6.一种权利要求I所述具有台阶孔工件的内台阶端面与大孔轴心垂直度检测装置的检测方法，其特征在于，按以下步骤进行，1)、将所述压盖、偏心轮、底座依次套接在所述中心杆上，然后将所述底座的底面紧密贴合所述内台阶端面；2)、采用扳手扳动偏心轮的空心轴上部的一对相互平行的轴向截平面，使得偏心轮相对于底座转动，进而利用偏心轮驱动所述压杆向所述大孔内表面运动，直至顶紧；3)、从内台阶的另一侧将所述垫板通过螺纹结构紧固地连接在所述中心杆底端；4)、然后将所述螺母连接到中心杆的上螺纹段上，使得所述中心杆轴向上，由下至上的垫板、压盖、偏心轮和底座固定相连，且与所述工件固定相连；再将所述旋座套接在所述底座上空心套的圆柱面上；5)、将所述表具连接机构和检测表具连接到旋座上，旋动所述旋座，读取检测表具数据；6)、完毕。
全文摘要
一种具有台阶孔工件的内台阶端面与大孔轴心垂直度检测装置及其检测方法。涉及一种机加工零件精度的专门检测用具及其检测方法。提供了一种适用于大口径工件，能快速、方便得出检测数据，且具有极高基准条件的具有台阶孔工件的内台阶端面与大孔轴心垂直度检测装置及其检测方法。包括检测表具，还包括中心杆、旋座、表具连接机构、底座、偏心轮和压杆；本发明所需完成的任务是检测工件上内台阶圆端面与大孔之间垂直度的检测，内台阶圆端面和大孔孔面分别为检测基准面和被检测面。利用检测装置中底座下部底盘的底面作为定位基准面，与检测基准面面接触。本发明特别适合对大型、高精度零部件内台阶精度的检测。
文档编号G01B5/245GK102607381SQ201210077309
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月22日 优先权日2012年3月22日
发明者孙健, 栾伯才, 潘志华 申请人:江苏扬力数控机床有限公司