專利名稱：軸承套圈內(nèi)孔為圓錐孔的全參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于圓錐形內(nèi)孔的檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及軸承套圈內(nèi)孔為圓錐孔的全參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
圓錐孔的主要控制參數(shù)有錐孔錐度、錐孔小端直徑和基準(zhǔn)端面對(duì)內(nèi)孔中心線的垂直度等。錐孔錐度主要用于控制圓錐內(nèi)孔表面錐體的角度參數(shù)，其加工精度直接影響到軸承安裝到軸上定位的可靠性和自定心性，因此生產(chǎn)中往往要嚴(yán)格控制。在錐孔大小端面直徑已知的情況下，錐孔錐度可以通過(guò)計(jì)算獲得。目前測(cè)量圓錐內(nèi)孔常用的測(cè)量方法有1、錐度塞規(guī)涂色法進(jìn)行定性檢測(cè)；2、正弦儀或三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x等進(jìn)行檢測(cè)。這些測(cè)量方法必須多 エ位測(cè)量，效率較低，成本過(guò)高，難以適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)批量生產(chǎn)時(shí)的檢測(cè)要求。軸承行業(yè)對(duì)于圓錐孔圓錐角度參數(shù)通常采用圓錐滾子軸承滾道測(cè)量?jī)x和角度標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行比較測(cè)量，這種測(cè)量方法沒(méi)有考慮測(cè)量支點(diǎn)高度對(duì)于測(cè)量的影響，因此僅是ー種近似測(cè)量準(zhǔn)確度不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種軸承套圈內(nèi)孔為圓錐孔的全參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)及方法，以解決現(xiàn)有測(cè)量方法準(zhǔn)確度不高的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的軸承套圏內(nèi)孔為圓錐孔的全參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)包括設(shè)于測(cè)量平臺(tái)上的測(cè)量支點(diǎn)、輔助支點(diǎn)和兩個(gè)帶有位移傳感器的測(cè)頭，該兩個(gè)傳感器測(cè)頭的輸出信號(hào)依次傳入順次連接的信號(hào)放大模塊、信號(hào)處理模塊和顯示模塊，所述信號(hào)處理模塊還輸入連接有輸入設(shè)備。進(jìn)ー步的，所述測(cè)量支點(diǎn)、輔助支點(diǎn)和其中一個(gè)測(cè)頭三點(diǎn)呈90°分布于待測(cè)軸承套圈內(nèi)孔小端同一徑向平面內(nèi)，且測(cè)量支點(diǎn)和測(cè)頭設(shè)于沿內(nèi)孔直徑的同一條直線上；另ー測(cè)頭置于測(cè)量支點(diǎn)的正上方，該測(cè)頭與測(cè)量支點(diǎn)這兩點(diǎn)位于內(nèi)孔表面的同一母線上。進(jìn)ー步的，所述測(cè)量支點(diǎn)和輔助支點(diǎn)為硬質(zhì)合金支點(diǎn)。進(jìn)ー步的，所述輸入設(shè)備為數(shù)字輸入設(shè)備。本發(fā)明的軸承套圏內(nèi)孔為圓錐孔的全參數(shù)測(cè)量方法步驟如下(I)將待測(cè)軸承套圈內(nèi)孔小端面與測(cè)量平臺(tái)緊密接觸，測(cè)量支點(diǎn)、輔助支點(diǎn)和其中一個(gè)測(cè)頭三點(diǎn)呈90°分布于內(nèi)孔小端同一徑向平面內(nèi)，測(cè)量支點(diǎn)和測(cè)頭設(shè)于沿內(nèi)孔直徑的同一條直線上；另一測(cè)頭置于測(cè)量支點(diǎn)的正上方，該兩點(diǎn)位于內(nèi)孔表面的同一母線上；(2)測(cè)量時(shí)用標(biāo)準(zhǔn)件調(diào)整兩個(gè)測(cè)量頭，以徑向輔助支點(diǎn)定位，讓軸承套圈旋轉(zhuǎn)一周以上；(3)通過(guò)輸入模塊輸入?yún)?shù)值并傳入信號(hào)處理模塊中，傳感器將采集到的兩個(gè)測(cè)頭信號(hào)分別送入信號(hào)放大模塊和信號(hào)處理模塊中進(jìn)行放大與處理，顯示模塊則輸出顯示信號(hào)處理模塊處理后的測(cè)量結(jié)果。
進(jìn)ー步的，所述步驟⑴中呈90°分布的三點(diǎn)偏離內(nèi)孔小端倒角設(shè)置。進(jìn)ー步的，所述步驟(I)中置于測(cè)量支點(diǎn)正上方的測(cè)頭偏離內(nèi)孔大端直徑倒角設(shè)置，且該測(cè)頭與測(cè)量支點(diǎn)之間的距離盡可能接近錐形內(nèi)孔整個(gè)測(cè)量區(qū)域的長(zhǎng)度。進(jìn)ー步的，所述步驟(3)中通過(guò)輸入模塊輸入錐形內(nèi)孔小端端面平均直徑dp、兩測(cè)頭之間的軸向距離b和軸承內(nèi)圈寬度B，通過(guò)公式分別計(jì)算得到錐形內(nèi)孔小端単一平面平均內(nèi)徑偏差、錐形內(nèi)孔小端単一平面內(nèi)徑變動(dòng)量Vdp ;錐形內(nèi)孔基準(zhǔn)端面對(duì)內(nèi)孔的的垂直度Sd ;基本圓錐孔在理論大端與在理論小端的平均內(nèi)徑偏差之差A(yù)dlmp-Admp。進(jìn)ー步的,所述計(jì)算公式如下
_ 7] Δ dmp = ( 5 Amax+ 5 Amin)は；Vdp = δδ “ ;Sd = ((Jjsmax -;Δλ— - Admp = (δΒ η Χ + (Jgmm)-，其中 δ ^iax為軸承內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)一周以上第一傳感器測(cè)得的最大值；δ Μη為軸承內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)一周以上第一傳感器測(cè)得的最小值；δ Bmax為軸承內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)一周以上第二傳感器測(cè)得的最大值；δ Bmin為軸承內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)一周以上第二傳感器測(cè)得的最小值。進(jìn)ー步的，信號(hào)處理模塊將測(cè)量計(jì)算得到的值與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，通過(guò)顯示模塊發(fā)出產(chǎn)品合格與否的警報(bào)。本發(fā)明的軸承套圏內(nèi)孔為圓錐孔的全參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)及方法中，測(cè)量裝置調(diào)整簡(jiǎn)単，屬于軸承常用儀器，能滿足批量生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量需要，測(cè)量成本大大降低；單ーエ位可完成錐孔全項(xiàng)技術(shù)參數(shù)的測(cè)量，工作效率大大提高；采用的簡(jiǎn)單電路控制部分完成較為繁瑣的計(jì)算過(guò)程，杜絕了操作人員人為測(cè)量誤差的產(chǎn)生，同時(shí)減輕操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度；電路控制部分還能實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的保存與處理，便于質(zhì)量工程師對(duì)エ序產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制。


圖I為軸承內(nèi)圈錐形孔測(cè)量系統(tǒng)的機(jī)械部分原理圖；圖2為圖I的俯視圖；圖3為軸承內(nèi)圈錐形孔測(cè)量系統(tǒng)的電器控制部分原理圖。其中1_測(cè)量平臺(tái)；2_測(cè)量支點(diǎn)；3_軸承內(nèi)圈；4_帶有傳感器B的測(cè)頭；5_帶有傳感器A的測(cè)頭；6_徑向輔助支點(diǎn)；7_信號(hào)放大器；8_信號(hào)處理器；9_尺寸輸入部分；10_測(cè)量結(jié)果輸出部分Saimx代表軸承內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)一周以上傳感器A測(cè)得的最大值(μπι)；δΜη代表軸承內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)一周以上傳感器A測(cè)得的最小值(μπι)；δΒ_代表軸承內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)一周以上傳感器B測(cè)得的最大值(μπι)；δΜη代表軸承內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)一周以上傳感器B測(cè)得的最小值(μπι)；B代表軸承內(nèi)圈寬度(mm)；a代表測(cè)量平臺(tái)I與測(cè)頭5之間的軸向距離(mm)；b代表測(cè)頭4與測(cè)頭5之間的軸向距離(mm)；d代表錐形內(nèi)孔小端単一直徑(mm)；
dp代表錐形內(nèi)孔小端端面平均直徑(_)，由由產(chǎn)品圖算出；Δ #代表錐形內(nèi)孔小端単一平面平均內(nèi)徑偏差(μ m);Vdp代表錐形內(nèi)孔小端單一平面內(nèi)徑變動(dòng)量(μ m);Sd代表錐形內(nèi)孔基準(zhǔn)端面對(duì)內(nèi)孔的的垂直度(μ m);Adlmp-Admp代表基本圓錐孔在理論大端與在理論小端的平均內(nèi)徑偏差之差
〈μ mノ。
具體實(shí)施例方式軸承套圏內(nèi)孔為圓錐孔的全參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)如圖1、2、3所示，機(jī)械部分由測(cè)量平臺(tái)
I、測(cè)量支點(diǎn)2、徑向輔助支點(diǎn)6、和兩個(gè)帶有位移傳感器的測(cè)頭4、5組成。測(cè)量時(shí)將軸承套圈3的內(nèi)孔小端面與測(cè)量平臺(tái)I緊密接觸，測(cè)量支點(diǎn)2、輔助支點(diǎn)6和測(cè)頭5三點(diǎn)呈90°分布于內(nèi)孔小端同一徑向平面內(nèi)，同時(shí)測(cè)量支點(diǎn)2和測(cè)頭5應(yīng)在沿直徑的同一條直線上，測(cè)點(diǎn)和支點(diǎn)三點(diǎn)應(yīng)偏離內(nèi)孔小端倒角；另ー測(cè)頭4置于測(cè)量支點(diǎn)2的正上方，兩點(diǎn)位于內(nèi)孔表面的同一母線上，測(cè)頭4應(yīng)偏離內(nèi)孔大端直徑倒角，同時(shí)保證兩點(diǎn)盡可能位于內(nèi)孔整個(gè)測(cè)量區(qū)域的兩端。電路控制部分由傳感器A、B、信號(hào)放大器7、信號(hào)處理器8和觸摸液晶顯示屏(包含尺寸輸入部分9和測(cè)量結(jié)果輸出部分10)組成。測(cè)量時(shí)用標(biāo)準(zhǔn)件調(diào)整兩個(gè)測(cè)頭4、5，以徑向輔助支點(diǎn)6定位，讓軸承套圈3旋轉(zhuǎn)一周以上，傳感器A、B將采集到的兩個(gè)測(cè)頭4、5的信號(hào)分別送入信號(hào)放大器7和信號(hào)處理器8中進(jìn)行放大與處理，觸摸液晶顯示屏負(fù)責(zé)將已知尺寸信息輸入和將測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行輸出。電路控制部分的信號(hào)處理過(guò)程按照以下的計(jì)算方法進(jìn)行I、該測(cè)量系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)圓錐形內(nèi)孔四項(xiàng)技術(shù)參數(shù)的測(cè)量，分別是Admp, Vdp, Sd, Adlmp-Admp0需要輸入的尺寸參數(shù)有dp、b、B。同時(shí)還可將四項(xiàng)技術(shù)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值輸入，將測(cè)得的結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值比較，電路控制部分可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品合格與否的警報(bào)。2、四項(xiàng)技術(shù)參數(shù)通過(guò)以下公式計(jì)算
權(quán)利要求
1.一種軸承套圈內(nèi)孔為圓錐孔的全參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于包括設(shè)于測(cè)量平臺(tái)上的測(cè)量支點(diǎn)、輔助支點(diǎn)和兩個(gè)帶有位移傳感器的測(cè)頭，該兩個(gè)傳感器測(cè)頭的輸出信號(hào)依次傳入順次連接的信號(hào)放大模塊、信號(hào)處理模塊和顯示模塊，所述信號(hào)處理模塊還輸入連接有輸入設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軸承套圈內(nèi)孔為圓錐孔的全參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述測(cè)量支點(diǎn)、輔助支點(diǎn)和其中一個(gè)測(cè)頭三點(diǎn)呈90°分布于待測(cè)軸承套圈內(nèi)孔小端同一徑向平面內(nèi)，且測(cè)量支點(diǎn)和測(cè)頭設(shè)于沿內(nèi)孔直徑的同一條直線上；另一測(cè)頭置于測(cè)量支點(diǎn)的正上方，該測(cè)頭與測(cè)量支點(diǎn)這兩點(diǎn)位于內(nèi)孔表面的同一母線上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軸承套圈內(nèi)孔為圓錐孔的全參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述測(cè)量支點(diǎn)和輔助支點(diǎn)為硬質(zhì)合金支點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的軸承套圈內(nèi)孔為圓錐孔的全參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述輸入設(shè)備為數(shù)字輸入設(shè)備。
5.一種軸承套圈內(nèi)孔為圓錐孔的全參數(shù)測(cè)量方法，其特征在于，該方法的步驟如下 (1)將待測(cè)軸承套圈內(nèi)孔小端面與測(cè)量平臺(tái)緊密接觸，測(cè)量支點(diǎn)、輔助支點(diǎn)和其中一個(gè)測(cè)頭三點(diǎn)呈90°分布于內(nèi)孔小端同一徑向平面內(nèi)，測(cè)量支點(diǎn)和測(cè)頭設(shè)于沿內(nèi)孔直徑的同一條直線上；另一測(cè)頭置于測(cè)量支點(diǎn)的正上方，該兩點(diǎn)位于內(nèi)孔表面的同一母線上； (2)測(cè)量時(shí)用標(biāo)準(zhǔn)件調(diào)整兩個(gè)測(cè)量頭，以徑向輔助支點(diǎn)定位，讓軸承套圈旋轉(zhuǎn)一周以上； (3)通過(guò)輸入模塊輸入?yún)?shù)值并傳入信號(hào)處理模塊中，傳感器將采集到的兩個(gè)測(cè)頭信號(hào)分別送入信號(hào)放大模塊和信號(hào)處理模塊中進(jìn)行放大與處理，顯示模塊則輸出顯示信號(hào)處理模塊處理后的測(cè)量結(jié)果。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的軸承套圈內(nèi)孔為圓錐孔的全參數(shù)測(cè)量方法，其特征在于所述步驟(I)中呈90°分布的三點(diǎn)偏離內(nèi)孔小端倒角設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的軸承套圈內(nèi)孔為圓錐孔的全參數(shù)測(cè)量方法，其特征在于所述步驟(I)中置于測(cè)量支點(diǎn)正上方的測(cè)頭偏離內(nèi)孔大端直徑倒角設(shè)置，且該測(cè)頭與測(cè)量支點(diǎn)之間的距離盡可能接近錐形內(nèi)孔整個(gè)測(cè)量區(qū)域的長(zhǎng)度。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的軸承套圈內(nèi)孔為圓錐孔的全參數(shù)測(cè)量方法，其特征在于，所述步驟(3)中通過(guò)輸入模塊輸入錐形內(nèi)孔小端端面平均直徑^■、兩測(cè)頭之間的軸向距離i和軸承內(nèi)圈寬度B，通過(guò)公式分別計(jì)算得到錐形內(nèi)孔小端單一平面平均內(nèi)徑偏差錐形內(nèi)孔小端單一平面內(nèi)徑變動(dòng)量錐形內(nèi)孔基準(zhǔn)端面對(duì)內(nèi)孔的的垂直度& ;基本圓錐孔在理論大端與在理論小端的平均內(nèi)徑偏差之差
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的軸承套圈內(nèi)孔為圓錐孔的全參數(shù)測(cè)量方法，其特征在于，所述計(jì)算公式如下
10.根據(jù)權(quán)利要求5-9中任一項(xiàng)所述的軸承套圈內(nèi)孔為圓錐孔的全參數(shù)測(cè)量方法，其特征在于信號(hào)處理模塊將測(cè)量計(jì)算得到的值與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，通過(guò)顯示模塊發(fā)出產(chǎn)品合格與否的警報(bào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及軸承套圈內(nèi)孔為圓錐孔的全參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括設(shè)于測(cè)量平臺(tái)上的測(cè)量支點(diǎn)、輔助支點(diǎn)和兩個(gè)帶有位移傳感器的測(cè)頭，該兩個(gè)傳感器測(cè)頭的輸出信號(hào)依次傳入順次連接的信號(hào)放大模塊、信號(hào)處理模塊和顯示模塊，所述信號(hào)處理模塊還輸入連接有輸入設(shè)備；本發(fā)明測(cè)量裝置調(diào)整簡(jiǎn)單，屬于軸承常用儀器，能滿足批量生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量需要，測(cè)量成本大大降低；單一工位可完成錐孔全項(xiàng)技術(shù)參數(shù)的測(cè)量，工作效率大大提高；采用的簡(jiǎn)單電路控制部分完成較為繁瑣的計(jì)算過(guò)程，杜絕了操作人員人為測(cè)量誤差的產(chǎn)生，同時(shí)減輕操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度；電路控制部分還能實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的保存與處理，便于質(zhì)量工程師對(duì)工序產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制。
文檔編號(hào)G01B21/10GK102818545SQ20121000768
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者馬瑩, 范雨晴, 李獻(xiàn)會(huì), 仝楠, 張偉 申請(qǐng)人:洛陽(yáng)軸研科技股份有限公司