Узел к приборам для измерения сферичности шариков Советский патент 1986 года по МПК G01B5/22 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано преимушест венно в подшипниковой промышленности для измерения сферичности шариков в различных плоскостях под любым заданным углом, в том числе не менее, чем в двух взаимно перпендикулярных плоскостях в соответствии с требованиями по контролю сферичности н ариков на приборах типа круг- ломер.

Цель изобретения - повышение надеж- ности и производительпости при измерении сферичности п)ариков, а также расншрение техпологичееких возможностей известпых устройств за счет обеспечения возможности измерения сферичности шариков в различных плоскостях под любым заданным углом, в том числе измерение сферичности не менее, чем в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

На фиг. 1 изображен узел к приборам для измерения сферичности шариков, про- дольный разрез; на фиг. 2 -- вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1; на фиг. 4 - схема семейства плоскостей измерения сферичности Н1арика с заданным углом расположения этих плоскостей до 180° при расположении оправки под углом 45° к вертикальной плоскости, в том числе двух взаимно перпендикулярных сечениях.

Узел к приборам для измерения сферичности шариков содержит оправку 1 для крепления измеряемого шарика 2, приклеиваемого в сферическом углублении, втулку 3, кронштейн 4, рукоятку 5 для вращения втулки 3 вокруг собственной оси в отверстии кронштейна 4, шкалу 6, ось 7 кронпггейна 4, каретку 8, основание 9 с базовой плоскостью 10, стержень 11, упор 12, указатель 13 углов поворота.

Оправка 1 имеет возможность врап 1ения вокруг собственной оси 14 на 360 и перемещения вдоль оси втулки 3. На конической поверхности втулки 3 выполнена шкала 15 углов поворота, а на оправке - указатель 16 углов поворота, которые используют для получения серий (семейства) плоскостей измерения сферичности и)арика при любом заданном угле поворота шарика относительно вертикальной и горизонтальной осей.

в том числе взаимно перпендикулярным.

Для получения семейства плоскостей измерения на шарике, перпендикулярных плоскостям измерения (фиг. 4), и охвата плоскостями измерения большей части второй и четвертой четверти поверхности шарика, оправка 1 с закрепленным пшриком поворачивается вокруг своей оси па заданный угол в пределах от О до 360°. Угол поворота оправки контролируется при этом с ю.мощью указателя 14, закрепленного на оправке , и шкалы 15 углов поворота, выполненной на конической поверхности втулки 3.

Втулка 3 устанавливается в отверстие кронштейна 4 с возможностью вращения

вокруг собственной оси с помощью рукоятки 5.

На опорном Topiie втулки 3 по наружному диаметру имеется вырез, который позволяет поворачивать втулку 3 на 180° до упорного штифта 12 на кронштейне 4, что обеспечивает быстрое измерение сферичности шарика в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, контроль угла поворота шарика при этом ведется по ижале 6 и указателю 13, закрепленному на цилиндрической поверхности втулки 3.

Перед измерением сферичности шарика при установке узла на приборе для согласования углов поворота оправки и втулки нуль на шкале 6 кронштейна совмещается с ну.тем шкалы 15 конической поверхности втулки 3.

Крони1тейн 4 с помощью оси 7 установлен в каретке 8 и -имеет возможность вращения вокруг горизонтальной оси. На боковой поверхности кареток 8 вокруг оси 7 нанесена шкала (не показана) углов поворота крон- и;тейна 4, а на оси 7 - указатель (не показан).

Каретка 8 закрепляется в пазу 17 основания 9 и имеет возможность горизонтального перемещения на расстояние, равное расстоянию от оси основания 9 до оси втулки 3, для возможности центрирования шарика 1 в различных угловых позициях относительно оси шпинделя измеряющего прибора.

Узел работает следующим образом.

Для измерения сферичности шарика узел основанием 9 устанавливают в центральном отверстии измерительного стола прибора типа Кругломер, Талиронд (не показан).

Измеряемый шарик 2 приклеивают в сферическом углублении оправки 1, которую устанавливают во втулку 3 и закрепляют. На сферическое углубление оправки 1 наносят тонким слоем клей, кладут шарик 2 и легко поджимают, следя, чтобы в зону измерения не попадал клей. В таком положении дают соединению сохнуть 20 мин при комнатной температуре. Сферическое углубление оправки 1 центрировано с осью оправки с точностью до 0,05 мм.

С целью обеспечения возможности быстрого измерения сферичности в двух взаимно перпендикулярных плоскостях оправку 1 с закрепленным шариком 2 устаналивают под углом 45° к вертикали.

Все указатели углов поворота узла устанавливают в нулевое положение при котором осуществляется возможность измерения сферичности пларика 2 в диаметральной горизонтальной плоскости в полном соответствии с известным. Отыскивают с помощью показывающего устройства самописца Кругломе- ра (не показан) диаметральную плоскость измерения на шарике 2, контактирующим с наконечником датчика прибора. Производят центровку шарика 2 в найденной плоскости измерения с помощью микровинтов

прибора и последующую запись на профило- ррамму сферичности шарика 2.

Изменяя угол поворота кронштейна 4, изменяют обратно пропорционально положение оси оправки 1 с закрепленным измеряемым шариком 2 к вертикали. Предел вариации угла оси оправки 2 к вертикали при получении диаметральной плоскости измерения находится от О до 80°. Максимальный угол, обеспечиваюш,ий диаметральную плоскость измерения шарика, учитывает конструктивные возможности предлагаемого узла, конус торцовой поверхности оправки 1.

В каждом из положений, задаваемых углом поворота кронштейна 4, можно получить серию плоскостей измерения шарика относительно оси оправки 1 в пределах от О до 80°.

Производя последовательный поворот оправки 1 вокруг своей оси 14, ориентируясь по шкале 15 углов поворота или производя последовательный поворот втулки 3 вокруг своей оси вместе с оправкой 1, ориентируясь по шкале, выполненной на торце кронштейна 4 и соответствующих указателей углов поворота, получают новую серию плоскостей измерения под углом к предшествующим плоскостям измерения сферичности шарика 2 через любой заданный угол поворота в пределах 360°.

Получив и сравнив между собой серию величин измерений сферичности шарика в различных заданных плоскостях измерений можно качественно оценить точность изготовления шарика, повышается объективность измерений. За сферичность принимается максимальная из полученных величин.

Возможность перемещения оправки 1 вдоль оси втулки 3 и перемещение каретки 8 в пазу основания 9, стержень 10 используют для ускорения предварительного центрирования измеряемого шарика 1 относительно оси шпинделя прибора.

Шарик 2 подводят до касания с рабочей плоскостью стержня 11 путем выдвижения или утапливания оправки 1 во втулке 3 и перемещения каретки 8 в пазу 17 основания 9 Это устанавливает шарик 2 в измерительную позицию, после чего стержень 11 утапливают в отверстии основания 9, чтобы освободить зону для контакта шарика 2 с наконечником датчика прибора при окончательном центрировании и записи сферичности на профи- лограмму. Расстояние от контактной поверхности оправки до центра шарика - радиус шарика Рш. На каждый размер шарика требуется свой стержень. Центрирование шарика с помощью стержня 11 является предварительным (грубым) с точностью сотых долей миллиметра.

Стержень 11 используют при положениях оправки под углом в пределах от 20 до 80° к вертикальной плоскости. При использовании зоны с углами от 20 до 80° стержень 11 удаляют из отверстия основания 9 для возможности перемещения каретки 8 в пазу 17 основания 9 и подведение измеряемого шарика 2 в зону измерения для центрирования. Окончательное центрирование шарика с точностью до 0,05 мкм производится с помощью координатного стола, на котором установлен узел для измерения сферичности шариков, и измерительной системы прибора.

0При расположении оправки 1 с закрепленным шариком 2 под углом 45° к вертикальной плоскости и последующем повороте оправки 2 на 180° обеспечивается взаимно перпендикулярное расположение двух плоскостей измерения.

Втулку 3 упирают в упор 12, производят центрирование П1арика 2 относительно оси шпинделя прибора при контакте его с наконечником датчика прибора, последующие запись и измерение сферичности шарика

Q в диаметральной плоскости, затем втулку 3 вместе с оправкой 1 поворачивают с помощью рукоятки 5 на 180°, в плоскость измерения вводят вторую диаметральную плоскость измерения шарика 2, перпендикулярную первой плоскости измерения, про5 изводят центрирование, запись и измерение сферичности шарика 2. Пз произведенных двух измерений во взаимно перпендикулярных плоскостях за сферичность принимают максимальную величину, которую сравнивают с допустимыми значениями отклонения

от сферической формы для соответствующих степеней точности птриков.

Формула изобретения

Узел к приборам для измерения сферичности щариков, содержащий основание с базовой плоскостью, ось которого перпендикулярна базовой плоскости, и оправку со сферическим углублением для крепления контролируемого шарик;, отличающийся тем. что, с целью повышения надежности и производительности при измерении, он снабжен кареткой, установленной на основании с возможностью перемещения и фиксации перпендикулярно оси основания, кронштейном, установ, 1енным на каретке с возможностью поворота относительно оси, параллельной базовой плоскости основания, втулкой, установленной в кронщтейне с возможностью поворота и фиксации относитель

но оси, расположенной в плоскости, проходящей через ось основания и перпендикулярной оси кронштейна, угловыми шкалами и указателями, расположенными на каретке, крон1нтейне, втулке и оправке, а оправка установлена по оси втулки с возможностью поворота и псремеп1.ения относительно ее оси.

10

фиг.1

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано преимущественно в подшипниковой промышленности для измерения сферичности шариков в различных плоскостях под любым заданным углом, в том числе не менее, чем в двух взаимно перпендикулярных плоскостях в соответствии с требованиями по контролю сферичности шариков на приборах типа кругломер. Цель изобретения - повышение надежности и производительности при измерении сферичности шариков. Измеряемый шарик устанавливают в оправку. Регулируя положение каретки на основании перемещением, положение кронштейна на каретке поворотом, положение оправки во втулке поворотом по угловым шкалам и указателям, измеряемый шарик устанавливают в необходимые положения, которые дают возможность измерять шарик в разных сечениях. 4 ил. S (Л 1С 4: СО СО

15

(риг. 2.

и

//

ФигЛ