Контактный сферометр Советский патент 1992 года по МПК G01B5/22 

Изобретение относится к техническим средствам для измерения в машиностроении и приборостроении, а именно к устройствам для контроля профилей сферических и асферических поверхностей больших габаритов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является контактный асферометр, содержащий основание, закрепленные на нем опорный и ус- тановочный базирующий механизмы, выполненные в виде трех регулируемых опор каждый, измерительный механизм, установленный с возможностью перемещения относительно основания и установленную в измерительном механизме с возможностью перемещения относительно опорного и установочного базирующих механизмов измерительную головку.

Недостатком данного устройства является его низкая точность контроля, обусловленная тем, что ось одной из опор установочного базирующего механизма

совпадает с осью измерительного механи- ма, а оси двух других опор, установочного базирующего механизма расположены под небольшим углом к оси измерительного механизма, что приводит к ошибке базирования и смещению оси измерительного механизма относительно центра измеряемой детали. Указанное выполнение опор установочного механизма приводит кроме того к понижению точности контроля следу-- ющей детали партии вследствии влияния разности диаметров контролируемых деталей в пределах поля допуска диаметра, т.е. появление еще одной ошибки базирования.

Целью изобретения является повышение точности контроля.

Указанная цель достигается тем, что в известном сферометре содержащем основание, закрепленные на нем опорный и установочный базирующие механизмы, выполненные в виде трех регулируемых опор каждый, измерительный механизм, установленный с возможностью перемещечъ

В

VI

СО

со о

ю

ния относительно основания и установленную в измерительном механизме с возможностью перемещения относительно опорного и установочного базирующих механизмов измерительную головку, основание выполнено со шкалами, ось одной из опор установочного базирующего механизма перпендикулярна оси измерительного механизма, сферометр снабжен индексом, размещенным на этой опоре и предназначенным для взаимодействия со шкалой.

Расположение оси одной из опор установочного базирующего механизма перпендикулярно оси измерительного механизма позволяет повысить точность контроля, так как позволяет исключить ошибку базирования, вызванную неперпендикулярностью осей опор установочного базирующего механизма, оси измерительного механизма и обеспечить прохождение оси измерительного механизма через заданную точку сечения контролируемой детали, в частности через центр, при этом погрешность, возникающая за счет неточности отсчета при расположении одной из опор установочного базирующего механизма перпендикулярно оси измерительного механизма всегда меньше, чем погрешность, возникающая при любом другом расположении опоры.

Выполнение основания со шкалой, снабжение сферометра индексом, размещенным на опоре установочного базирующего механизма, ось которой перпендикулярна оси измерительного механизма, и предназначенным для взаимодействия со шкалой позволяет повысить точность контроля во всем диапазоне диаметров контролируемых деталей за счет исключения ошибки базирования, возникающей в пределах партии за счет разницы диаметров контролируемых деталей, так как обеспечивает прохождение оси измерительного механизма через заданную точку сечения контролируемой детали, в частности через центр.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема сферометра; на фиг. 2 - кинематическая схема сферометра, вид сверху; на фиг. 3 - вид по стрелке А на фиг. 2; на фиг. 4 - вид по стрелке Б на фиг. 3.

На основании 1 сферометра расположены три опорные пятки 2, 3,4 опорного базирующего механизма. Шкала 5 расположена на основании 1 опоры 6, являющейся регулируемой опорой установочного базирующего механизма, расположенной перпендикулярно оси измерительного механизма, выполненной с приводом в виде винтового механизма. На опоре 6 размещен индекс 7, предназначенный для взаимодействия со шкалой 5 Две другие опоры установочного базирующего механизма выполнены в виде пяток 8, 9, расположенных

на прижимных планках 10, 11, закрепленных, на ползуне 12, перемещающемся в направляющих 13, установленных на основании 1. Пружины 14, 15 прижимают ползун 12 к кулачку 16, который имеет воз0 можность поворачиваться вокруг оси 17 при помощи рукоятки 18. Контактный щуп 19, имеющий возможность контактировать с измеряемым профилем детали, закреплен на каретке 20, в верхней части которой за5 креплена измерительная головка 21, измерительный наконечник который имеет возможность контактировать с эталонной деталью 22, используемой в виде измерительной базы и неподвижно закрепленной

0 на основании 1 Каретка 20 имеет возможность перемещаться по направляющим 23 и установлена на каретке 24, которая, в свою очередь, может перемещаться в направляющих 25, закрепленных на основании 1. На

5 каретке 24 закреплена рейка 26, одна часть профиля которой служит для контакта с исполнительным элементом механизма перемещения каретки 24, другая - для фиксации ее положения относительно основания 1

0 упором 27. Упор 27 может перемещаться в направляющих 28, закрепленных на основании 1 Пружины 29, 30 прижимают упор 27 к рейке 26. Пружина 31 поджимает качающийся рычаг 32 к упору 27. Рычаг 32 закреплен

5 на оси 33 и имеет возможность поворачиваться относительно основания 1 и рейки 26 в подшипниках 34, 35. Тяга 36 связывает рычаг 32 с приводом перемещения каретки 24, выполненным, например, в виде двух

0 электромагнитов 37, 38, расположенных на основании 1. Детали 19-38 образуют измерительный механизм.

Устройство работает следующим образом.

5Перед установкой устройства на измеряемую деталь поворачивают рукоятку 18, кулачок 16 поворачивается вокруг оси 17 и, преодолевая сопротивление пружин 14, 15, передвигает каретку 12 вместе с планками

0 1, 11 и опорами 8, 9 в направляющих 13 в крайнее положение. На шкале 5 при помощи индекса 7 поворотом винтового механизма опоры б устанавливается значение, соответствующее наружному диаметру из5 меряемой детали Далее сферометр устанавливается на измеряемую деталь, при этом опорные пятки 2, 3, 4 образующие опорную базу, контактируют с необрабатываемой плоской фаской или специальными лунками контролируемой детали а опора 6

контактирует с боковой поверхностью контролируемой детали. Поворотом рукоятки 18 вокруг оси 17 кулачок 16 разворачивается, в направляющих 13 перемещается ползун 12 вместе с прижимными планками 10, 11 и пятками 8, 9 опор установочной базы, ферометр базируется на измеряемой детали. Измерения производятся следующим образом. Включаются электромагниты 37, 38. якори которых связаны с тягой 36, которая перемещаясь, тянет за собой рычаг 32, поворачивающийся вокруг оси 33 в подшипниках 34, 35. Один конец рычага 32, преодолевая сопротивления пружин 29, 30 и контактируя с упором 27, перемещает его в направляющих 28 и выводит упор из контакта с прорезями рейки 26, освобождая каретку 24. При этом другой конец рычага 32 контактирует с пазом рейки 26, закрепленной на каретке 24, проталкивает каретку 24 вместе с направляющими 23 вертикальной каретки 20 и закрепленным на ней контактным щупом 19 и измерительным органом 21. При этом контактный щуп 19 перемещается по поверхности измеряемой детали в новое положение измерения, а измерительный орган 21 перемещается относительно эталонной детали 22. Электромагниты 37, 38 отключаются, тяга 36 поворачивает рычаг 32 таким образом, что упор 27 под действием пружин 29, 30, 31 перемещается в направляющих 28, при этом упор 27 входит в паз рейки 26, фиксируя положение ее относительно основания 1. При этом другая часть рычага выходит из зацепления с пазом рейки 26. Производится измерение профиля детали относительно профиля эталонной

22

20 f9 23

0

5

0

5

0

5 7

детали 22 в фиксированной точке. Далее включается привод, состоящий из электромагнитов 37,38, щуп и измерительный орган 21 перемещается в следующую точку измерения. Для возврата каретки 24 в начальное положение после цикла измерений предусмотрено нейтральное положение рычага 32, при котором один конец рычага 32 еще не вошел в паз рейки 26, а шток 27 вышел из зацепления с пазом рейки 26. При снятии сферометра с измеряемой детали поворотом рукоятки 18 производят разворот кулачка 16 вокруг оси 17, ползун 12 перемещается в направляющих 13. вместе с ползуном 12 перемещаются прижимные планки 10, 11 вместе с пятками 8, 9 высвобождая деталь и сферометр снимается.

Формула изобретения Контактный сферометр, содержащий основание, закрепленные на нем опорный и установочный базирующие механизмы, выполненные в виде трех регулируемых опор каждый, измерительный механизм, установленный с возможностью перемещения относительно основания, и установленную в измерительном механизме с возможностью перемещения относительно опорного и ус- . тановочного базирующих механизмов измерительную головку, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, основание выполнено со шкалой, ось одной из опор установочного базирующего механизма перпендикулярна оси измерительного механизма, а сферометр снабжен индексом, размещенным на этой опоре и предназначенным для взаимодействия со шкалой.

за

9

1В

17

15

11

tpt/el

12

N

г

&

Изобретение относится к техническим средствам для измерений в машиностроении и приборостроении, а именно к устройствам для контроля профиля сферических и асферических поверхностей больших габаритов. Цель изобретения - повышение точности контроля. Основание 1 устройства выполнено со шкалой 5, ось опоры 6 установочного базирующего механизма перпендикулярна оси измерительного механизма, а сферометр снабжен индексом 7, размещенным на опоре 6 и предназначенным для взаимодействия со шкалой 5. 4 ил.

Ч

1

iQf

Ъ

I

фа г Л