[發(fā)明專利]一種軸承球球度的測量裝置及測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911136125.6
• 申請日: 2019-11-19
• 公開（公告）號: CN110823128B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設計）人: 王浩;孫濤;張強;張瑞濤;趙學森;胡振江
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

為了實現(xiàn)軸承球的高精度球度測量，本發(fā)明記載了一種軸承球球度的測量裝置及測量方法，屬于精密測量裝備技術(shù)領(lǐng)域，具體方案如下：一種軸承球球度的測量裝置，包括工作臺、氣體靜壓轉(zhuǎn)臺，快換夾具、色散共焦傳感器和位置調(diào)整機構(gòu)，氣體靜壓轉(zhuǎn)臺和位置調(diào)整機構(gòu)均安裝在工作臺上，快換夾具安裝在氣體靜壓轉(zhuǎn)臺上，快換夾具的頂端設置有外形為倒置的錐形或倒置的圓臺形的凹槽Ⅰ，軸承球放置在凹槽Ⅰ內(nèi)，氣體靜壓轉(zhuǎn)臺、快換夾具與軸承球同軸心，色散共焦傳感器安裝在位置調(diào)整機構(gòu)上，色散共焦傳感器的測量頭與軸承球相對設置，位置調(diào)整機構(gòu)驅(qū)動色散共焦傳感器前后運動和上下運動，本發(fā)明測量效率高，測量精度高，能夠?qū)崿F(xiàn)在工業(yè)現(xiàn)場的高精度測量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于精密測量裝備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種軸承球球度的測量裝置及測量方法。

背景技術(shù)

目前，軸承球?qū)Ｓ玫那蚨葴y量方法為測量三個相互正交的赤道圓上的圓度數(shù)據(jù)，取其圓度的最大值當做球度誤差，該方法雖然效率高，但是該方法具有測量覆蓋球面范圍小，測得的圓度數(shù)據(jù)無法實現(xiàn)球度擬合，與球度誤差的定義相差較大等缺陷。除此以外還有采用光干涉原理進行軸承球球度擬合的方法，但是該方法對環(huán)境要求較高，并且測量效率較低，不適合在工業(yè)現(xiàn)場的高效高精度球度測量。

而在通用球度測量方面，主要有三坐標測量機測球度、圓度/圓柱度儀測球、氣動法測球度、光學法測球度、球坐標法測球度等方法，如果采用坐標測量機測量球度，測量效率低，采集點數(shù)較稀疏，不適合做精密球檢測；采用圓度/圓柱度儀方法測量球度，雖然可擴展性好，測量點可以很多，測量效率適中，但是需要頻繁轉(zhuǎn)動球體，引入了測量基準變動誤差，測量精度差；采用氣動法測量球度調(diào)整復雜，對于不同直徑的球適應性差；光干涉法測量球度不僅需要采用標準鏡，數(shù)據(jù)后處理復雜，而且對測量環(huán)境要求高，不適合工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境；球坐標法測量球度理論測量精度高，但調(diào)整機構(gòu)多，且大部分要為手動調(diào)整，調(diào)整復雜，測量效率差，可擴展性較差。

現(xiàn)有的軸承球加工方法較為先進，能夠使得研磨均勻性與一致性較好，球形偏差較小，而現(xiàn)有的球度測量方法主要為通用球度測量方法，只適用于實驗室環(huán)境，且部分方法需要頻繁的轉(zhuǎn)動球體，引入測量基準變動誤差，且測量效率較差，對軸承球球度測量不利，專用于在工業(yè)現(xiàn)場中的軸承球?qū)Ｓ脺y量方法較少。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了實現(xiàn)軸承球的自動高效、高精度的球度測量，本發(fā)明提供一種軸承球球度的測量裝置。

本發(fā)明的第二個目的是提供一種軸承球球度的測量方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

一種軸承球球度的測量裝置，包括工作臺、氣體靜壓轉(zhuǎn)臺，快換夾具、色散共焦傳感器和位置調(diào)整機構(gòu)，所述氣體靜壓轉(zhuǎn)臺和位置調(diào)整機構(gòu)均安裝在工作臺上，所述快換夾具安裝在氣體靜壓轉(zhuǎn)臺上，所述快換夾具的頂端中部設置有外形為倒置的錐形或倒置的圓臺形的凹槽Ⅰ，軸承球放置在凹槽Ⅰ內(nèi)，所述氣體靜壓轉(zhuǎn)臺、快換夾具與軸承球同軸心，所述色散共焦傳感器安裝在位置調(diào)整機構(gòu)上，所述色散共焦傳感器的測量頭與軸承球相對設置，所述位置調(diào)整機構(gòu)驅(qū)動色散共焦傳感器前后運動和上下運動。

進一步的，所述快換夾具包括底座Ⅰ、過渡錐、軸承球定位塊，所述底座Ⅰ固定在氣體靜壓轉(zhuǎn)臺上，所述底座Ⅰ的上表面向下設置有外形為倒置的錐形或倒置的圓臺形的凹槽Ⅱ，所述過渡錐匹配放置在凹槽Ⅱ內(nèi)，所述過渡錐通過平鍵與底座Ⅰ固定，所述軸承球定位塊固定在過渡錐上，所述凹槽Ⅰ設置在軸承球定位塊的上表面，所述底座Ⅰ、過渡錐、軸承球定位塊與氣體靜壓轉(zhuǎn)臺同軸心。

進一步的，所述過渡錐的中部設置有環(huán)狀凸緣，所述環(huán)狀凸緣上設置有凹槽Ⅲ，所述凹槽Ⅱ側(cè)壁的上表面向下設置有凹槽Ⅳ，所述平鍵匹配設置在凹槽Ⅲ和凹槽Ⅳ內(nèi)。

進一步的，所述過渡錐的上表面設置有圓柱形凹槽Ⅴ，所述凹槽Ⅴ的側(cè)壁上開設有若干個螺紋孔，所述軸承球定位塊的下端匹配設置在凹槽Ⅴ內(nèi)，螺釘穿過螺紋孔將軸承球定位塊固定在過渡錐上。