ЦЕНТРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, В ЧАСТНОСТИ, ДЛЯ ИНДИКАТОРНОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРИБОРА Российский патент 2008 года по МПК G01B5/12 

Изобретение относится к центрирующему устройству, в частности, для индикаторного измерительного прибора.

Из DE-A-4100323, DE-A-19502840 и DE-A-10014630 известны, например, многокоординатные измерительные приборы, щуп которых установлен с возможностью перемещения в направлении главной координатной оси, образованной направляющими корпуса, и с возможностью отклонения посредством универсального шарнира поперек этой главной координатной оси. Корпус закреплен на несущем хвостовике, ось которого в рабочем состоянии проходит коаксиально главной координатной оси. Для того чтобы главную координатную ось можно было центрировать относительно оси хвостовика, обращенный к несущему хвостовику корпус снабжен перпендикулярной оси направляющей поверхностью для несущего хвостовика и входит цапфой в выемку несущего хвостовика, допускающую радиальный зазор между несущим хвостовиком и цапфой. Корпус, тем самым, подвижен осепараллельно несущему хвостовику и может быть центрирован с помощью нескольких размещенных на несущем хвостовике, подводимых к цапфе регулировочных винтов. Для фиксации предусмотрен осевой стяжной винт, который свинчивает несущий хвостовик с корпусом. Такое образованное несущим хвостовиком и корпусом центрирующее устройство требует, однако, сравнительно высоких производственных затрат, в частности, из-за используемых там направляющих поверхностей и стопорных средств.

Задачей изобретения является создание пригодного, в частности, для индикаторного измерительного прибора центрирующего устройства, более простого в изготовлении, чем прежде.

В основе изобретения лежит центрирующее устройство, в частности, для индикаторного измерительного прибора, содержащее корпус, который определяет ось корпуса, несущий хвостовик, который определяет ось хвостовика, центрирующий держатель, который удерживает корпус с параллельной оси хвостовика осью подвижно радиально к ней, однако с возможностью фиксации на несущем хвостовике, причем центрирующий держатель выполнен в виде параллелограммной направляющей с параллелограммной рычажной зоной, распределенной вокруг оси хвостовика и оси корпуса и проходящей вдоль этих осей.

Такой центрирующий держатель обходится без перпендикулярных оси направляющих поверхностей и может поэтому изготавливаться существенно проще и, тем самым, дешевле, чем у традиционных центрирующих устройств. Хотя центрирующее устройство, согласно изобретению, используется предпочтительно в индикаторных измерительных приборах, описанных, например, в DE-A-4100323, DE-A-19502840 или DE-A-10014630, такое центрирующее устройство может быть с успехом использовано и в других областях применения. Например, центрирующее устройство может быть составной частью инструментодержателя, который удерживает вращающийся инструмент, например сверло, фрезу и т.п., центрично оси вращения шпинделя металлорежущего станка. Это относится, в частности, к таким инструментодержателям, которые удерживают вращающийся инструмент, запрессованный в горячем состоянии во втулочный отрезок, выполненный с возможностью теплового расширения, например, посредством индуктивного нагрева. Такие инструментодержатели имеют для присоединения к шпинделю металлорежущего станка стандартизированную муфту, например, в виде крутого конуса и т.п. При этом центрирующее устройство, согласно изобретению, расположено на пути передачи усилия между стандартизированной муфтой и удерживающим вращающийся инструмент втулочным отрезком. В таком случае несущий хвостовик центрирующего устройства, согласно изобретению, выполнен в виде стандартизированной муфты, а корпус - в виде втулочного отрезка.

В одном предпочтительном выполнении центрирующее устройство содержит охватывающий ось хвостовика и ось корпуса, соединяющий несущий хвостовик с корпусом соединительный фланец, который на своих аксиально обращенных друг от друга сторонах имеет концентричные друг другу кругообразные канавки, аксиально перекрывающиеся и ограничивающие радиально между собой втулочный отрезок. Такие канавки могут быть выполнены обычным способом в соединительном фланце и за счет своей осевой глубины и своему радиальному расстоянию между собой определяют радиальные отклоняющие свойства втулочного отрезка. Выступающие за канавки радиально внутрь и радиально наружу кольцевые участки соединительного фланца в остальном придают жесткость центрирующему держателю, так что движение параллелограмма основано, в сущности, исключительно на деформации втулочного отрезка. Как у вариантов, где параллелограммные рычажные зоны образованы отдельными стержнями, так и у вариантов с выполненной в виде закрытого втулочного отрезка параллелограммной рычажной зоной предпочтительно предусмотрено, что, по меньшей мере, одна параллелограммная рычажная зона одним своим осевым концом соединена с первым кольцевым отрезком центрирующего держателя, а другим своим осевым концом - со вторым кольцевым отрезком и что один из этих кольцевых отрезков несет, по меньшей мере, один преимущественно, однако, по меньшей мере, три распределенных в направлении периферии регулировочных винта, которые в зоне другого кольцевого отрезка радиально оперты. Общие отрезки придают жесткость осевым концам параллелограммной рычажной зоне по отношению друг к другу, причем опирающиеся между обоими кольцевыми отрезками регулировочные винты обеспечивают равномерное отклонение рычажной зоны. Целесообразным является то, что оба кольцевых отрезка расположены коаксиально друг в друге, причем внешний кольцевой отрезок несет регулировочные винты с возможностью радиального ввинчивания. Это облегчает юстировку регулировочных винтов.

Центрирующий держатель может быть выполнен в виде несущего хвостовика и отдельной от корпуса детали. В одном предпочтительном, упрощающем изготовление варианте параллелограммная рычажная зона со своими осевыми концами, однако, выполнена за одно целое с несущим хвостовиком и/или корпусом.

Ниже пример выполнения изобретения более подробно поясняется с помощью чертежей, на которых представлены:

- фиг.1 - осевой продольный разрез индикаторного измерительного прибора с центрирующим держателем согласно изобретению;

- фиг.2 - осевой вид центрирующего держателя.

Обозначенный на фиг.1, в целом, поз.1 индикаторный измерительный прибор содержит корпус 3, на котором с возможностью перемещения в направлении определяемой корпусом 3 измерительной оси 7 установлен обозначенный поз.5 ощупывающий рычаг. Ощупывающий рычаг 5 установлен на корпусе 3 посредством универсального шарнира, здесь в виде шарового шарнира 9, с возможностью поворота во все стороны вокруг лежащего на измерительной оси 7 центра 11 тяжести и упруго натяжен возвратной пружиной 13 поясняемым ниже образом в изображенное на чертеже исходное положение. Ощупывающий рычаг 5 содержит выступающее из корпуса ощупывающее плечо 15, образованный шариком свободный ощупывающий наконечник 17 которого определяет эталонную точку 19 ощупывания. По отношению к центру 11 тяжести соединительное плечо 21 ощупывающего рычага 5 входит противоположно ощупывающему плечу 15 в центричное к измерительной оси 7 направляющее отверстие 23 корпуса 3 в форме кругового цилиндра. В направляющем отверстии 23 с возможностью перемещения в направлении измерительной оси 7 посредством направляющей втулки 27, например шариковой направляющей втулки поясняемого в DE-A-10014630 рода, установлена гильзообразная соединительная деталь 25. Закрепленное на корпусе 3 цифровое устройство 29 для измерения пути регистрирует посредством цифрового путевого датчика 31 положение соединительной детали 25 относительно корпуса 3 и показывает значение отклонения по отношению к изображенному на фиг.1 исходному положению ощупывающего рычага 5 на дисплее 33. Вместо цифрового устройства 29 для измерения пути может быть предусмотрен механический стрелочный индикатор для линейных измерений.

Соединительная деталь 25 имеет в зоне своего аксиально-удаленного от центра 11 тяжести свободного конца внутреннюю управляющую поверхность 35 в форме усеченного конуса с прямолинейной образующей, которым она прилегает к выпуклой внешней управляющей поверхности 37 ощупывающего рычага 5, образованной на свободном конце соединительного плеча 21. Внутренняя управляющая поверхность 35 выполнена вращательно-симметричной измерительной оси 7, тогда как внешняя управляющая поверхность 37- вращательно-симметричной, совпадающей в исходном положении ощупывающего рычага 5 с измерительной осью 7 прямой через эталонную точку 19 ощупывания и центр 11 тяжести. Внешняя управляющая поверхность 37 имеет образующую в форме кругового сектора. Возвратная пружина 13 воздействует на соединительную деталь 25 в направлении ощупывающего конца 17 и одновременно обеспечивает контактное давление прилегающих друг к другу управляющих поверхностей 35, 37.

При работе индикаторный измерительный прибор 1 посредством обозначенной поз.39, коаксиальной измерительной оси 7, стандартизированной муфты, например хвостовика в форме крутого конуса, закрепляют в металлорежущем станке или измерительном приборе и т.п. При возникающем в измерительном режиме установочном движении ощупывающего наконечника 17 в направлении измерительной оси 7 соединительное плечо 21 захватывает соединительную деталь 25, которая, в свою очередь, устанавливает путевое измерительное устройство. При установочном движении ощупывающего наконечника 17 поперек измерительной оси 7 соединительное плечо 21 поворачивается вокруг определяемого шаровым шарниром 9 центра 11 тяжести. Управляющие поверхности 35, 37, скользящие одна по другой при этом поворотном движении соединительного плеча 21 вдоль своих образующих, преобразуют поворотное движение ощупывающего рычага 5 в осевое движение гильзообразной соединительной детали 25 таким образом, что путевое измерительное устройство 29 измеряет радиальное расстояние эталонной точки 19 ощупывания от измерительной оси 7. В отношении других подробностей подобного индикаторного измерительного прибора следует сослаться на DE-A-10014630.

Индикаторный измерительный прибор 1 снабжен несущим хвостовиком 41, которым он может быть зажат в стандартизированной муфте 39 или другом посадочном приспособлении для инструмента металлорежущего станка. Для точных измерений требуется, чтобы определяемая корпусом 3 или ощупывающим рычагом 5 измерительная ось 7 проходила коаксиально определяемой несущим хвостовиком 41 центрической оси 43 хвостовика. Для компенсации радиальных несоосностей корпус 3 закреплен на несущем хвостовике 41 посредством центрирующего держателя 45. Центрирующий держатель 45 обеспечивает осепараллельную юстировку измерительной оси 7 относительно оси 43 хвостовика. Центрирующий держатель 45 содержит для этого отформованный за одно целое с несущим хвостовиком 41, радиально отстоящий соединительный фланец 47, привинченный к перпендикулярной оси пригоночной поверхности 49 несколькими осевыми винтами 51. Соединительный фланец 47 образует в направлении ощупывающего наконечника 17 центрирующий уступ 53, которым он плотно перемещается радиально в направляющем отверстии 23.

На аксиально-противоположных друг другу сторонах соединительный фланец 47 снабжен концентричными оси 43 хвостовика кольцевыми канавками 55, 57, которые в осевом направлении перекрываются и ограничивают между собой осепараллельно прямой втулочный отрезок 59 в форме кругового цилиндра. Образованный дном радиально внутренней кольцевой канавки 55 кольцевой отрезок 61 соединяет обращенный от ощупывающего наконечника 17 осевой конец втулочного отрезка 59 с несущим хвостовиком 41, тогда как другой осевой конец втулочного отрезка 59 образованным дном 63 внешней кольцевой канавки 57 кольцевым отрезком соединен с привинченным к корпусу 3 периферийным участком 65 соединительного фланца 47.

По меньшей мере, в трех, здесь четырех резьбовых отверстиях 67, распределенных в направлении периферии, расположены доступные радиально снаружи регулировочные винты 69, которые своими внутренними концами вблизи аксиально обращенного от ощупывающего наконечника 17 конца опираются на втулочный отрезок 59 и, тем самым, в зоне кольцевого отрезка 61 на него.

Втулочный отрезок 59 образует отклоняемую поперек оси 43 хвостовика во все стороны параллелограммную направляющую, у которой гибко-упруго нагруженный втулочный отрезок 59 образует отклоняемый во все стороны параллелограммный рычаг. За счет юстировки регулировочных винтов 69 несущий хвостовик 41 перемещается относительно измерительной оси 7 параллельно ей, причем регулировочные винты 69 одновременно осуществляют фиксацию при работе. Поскольку предусмотрено четыре смещенных по отношению друг к другу на 90° регулировочных винта 69, они могут быть попарно законтрены.

В изображенном примере выполнения параллелограммная направляющая реализована кольцеобразно замкнутым втулочным уступом. Вместо кольцеобразно замкнутого втулочного уступа может быть предусмотрен также сегментированный в направлении периферии втулочный уступ, или же втулочный уступ образован клеткой из аксиально проходящих стержней. В другом варианте соединительный фланец 47 может быть выполнен за одно целое не только с несущим хвостовиком 41, но и с корпусом 3. В частности, последний вариант пригоден для других применений центрирующего держателя, где соответствующий корпусу 3 компонент образует втулочный отрезок для горячей посадки хвостовика вращающегося инструмента, как это принято, например, у расширяющихся в результате индуктивного нагрева инструментодержателей. Несущий хвостовик может быть выполнен тогда непосредственно в виде стандартизированной муфты аналогично стандартизированной муфте 39.

Изобретение относится к центрирующему устройству, в частности, для индикаторного измерительного прибора. Техническим результатом является создание пригодного, в частности, для индикаторного измерительного прибора центрирующего устройства, более простого в изготовлении. Центрирующее устройство содержит корпус (3), который определяет ось (7) корпуса, несущий хвостовик (41), который определяет ось (43) хвостовика, и центрирующий держатель (45), который удерживает корпус (3) с параллельной оси (43) хвостовика осью (7) подвижно радиально к ней, однако с возможностью фиксации на несущем хвостовике (41). Центрирующий держатель (45) выполнен в виде параллелограммной направляющей с параллелограммной рычажной зоной, распределенной вокруг оси (43) хвостовика и оси (7) корпуса и проходящей вдоль этих осей (7, 43), или несколькими такими зонами. Такая параллелограммная направляющая может быть отформована за одно целое на несущем хвостовике (41) и/или корпусе (3), что снижает производственные затраты. Распределенные по периферии параллелограммной направляющей регулировочные винты (69) обеспечивают юстировку оси (43) хвостовика относительно оси (7) корпуса. 10 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Центрирующее устройство, в частности, для индикаторного измерительного прибора, содержащее корпус (3), который определяет ось (7) корпуса, несущий хвостовик (41), который определяет ось (43) хвостовика, центрирующий держатель (45), предназначенный для удерживания корпуса (3) с параллельной оси хвостовика осью (7) подвижно радиально к ней, с возможностью фиксации на несущем хвостовике (41), отличающееся тем, что центрирующий держатель (45) выполнен в виде параллелограммной направляющей с параллелограммной рычажной зоной, распределенной вокруг оси (43) хвостовика и оси (7) корпуса и проходящей вдоль этих осей (7, 43), или несколькими такими зонами.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что параллелограммная рычажная зона образована втулочным отрезком (59) в форме кругового цилиндра, осепараллельным оси (43) хвостовика и оси (7) корпуса.3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что втулочный отрезок (59) выполнен с замкнутыми стенками в направлении периферии.4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что центрирующий держатель (45) содержит охватывающий ось (43) хвостовика и ось (7) корпуса, соединяющий несущий хвостовик (41) с корпусом (3) соединительный фланец (47), на аксиально обращенных друг от друга сторонах которого выполнены концентричные друг другу канавки (55, 57) в форме кругового кольца, аксиально перекрывающиеся и ограничивающие радиально между собой втулочный отрезок (59).5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что центрирующий держатель (45) содержит охватывающий ось (43) хвостовика и ось (7) корпуса, соединяющий несущий хвостовик (41) с корпусом (3) соединительный фланец (47), на аксиально обращенных друг от друга сторонах которого выполнены концентричные друг другу канавки (55, 57) в форме кругового кольца, аксиально перекрывающиеся и ограничивающие радиально между собой втулочный отрезок (59).6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что параллелограммная рычажная зона одним своим осевым концом соединена с первым кольцевым отрезком (61) центрирующего держателя (45), а другим своим осевым концом со вторым кольцевым отрезком (63, 65) центрирующего держателя (45), при этом один из этих кольцевых отрезков (63, 65) несет, по меньшей мере, один регулировочный винт (69), радиально опертый в зоне другого кольцевого отрезка (61).7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что один кольцевой отрезок (63, 65) несет, по меньшей мере, три распределенных в направлении периферии регулировочных винта (69).8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что оба кольцевых отрезка (61, 63, 65) расположены коаксиально один в другом, а внешний кольцевой отрезок (63, 65) несет, по меньшей мере, один регулировочный винт (69) с возможностью радиального ввинчивания.9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что оба кольцевых отрезка (61, 63, 65) расположены коаксиально один в другом, а внешний кольцевой отрезок (63, 65) несет, по меньшей мере, один регулировочный винт (69) с возможностью радиального ввинчивания.10. Устройство по любому из пп.1-5, 7-9, отличающееся тем, что параллелограммная рычажная зона своими осевыми концами выполнена за одно целое с несущим хвостовиком (41) и/или корпусом (3).11. Устройство по п.6, отличающееся тем, что параллелограммная рычажная зона своими осевыми концами выполнена за одно целое с несущим хвостовиком (41) и/или корпусом (3).