專利名稱：軸套類零件外圓圓度、內(nèi)孔與外圓的同軸度和外圓與端面的垂直度綜合測(cè)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軸套類零件圓度、同軸度和垂直度綜合測(cè)定方法，具體地說，是利用 圓球以及反射式中心測(cè)定儀一次性測(cè)量軸套類零件的圓度、同軸度和垂直度的方法。
背景技術(shù)：
在物鏡生產(chǎn)過程中，鏡片與鏡座的結(jié)合，逐漸由包邊工藝改為膠接(俗稱點(diǎn)膠)新工藝， 而采用點(diǎn)膠工藝的基礎(chǔ)就是金工座(軸套類零件)的外圓31的圓度，臺(tái)階孔中的內(nèi)孔32 與外圓的同軸度以及外圓與端面33的垂直度的保證。臺(tái)階孔中的外孔34直徑大于內(nèi)孔 32的直徑。參見圖1所示。
在傳統(tǒng)的測(cè)量方法中， 一般都是采用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x分別檢測(cè)軸套類零件的圓度、同軸 度和垂直度。采用三坐標(biāo)法進(jìn)行檢測(cè)，每次測(cè)量讀取數(shù)據(jù)比較吃力，耗時(shí)比較長(zhǎng)，效率低， 而且精度不高。如何簡(jiǎn)單、快速的檢測(cè)金工座相關(guān)尺寸的圓度、同軸度和垂直度成為了快 速有效生產(chǎn)的基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可快速、高效地檢測(cè)軸套類零件外圓圓度、內(nèi)孔與外圓的同 軸度和外圓與端面的垂直度綜合測(cè)定方法。
該軸套類零件圓度、同軸度和垂直度綜合測(cè)定方法，是從軸套類零件上端把一直徑大 于軸套類零件內(nèi)孔孔徑的圓球放置在軸套類零件的內(nèi)孔上；在一支座上設(shè)置兩個(gè)沿外圓周 向與外圓接觸的兩個(gè)支點(diǎn)，在軸套類零件的外圓與兩個(gè)支點(diǎn)接觸以及軸套類零件下端面與 支座表面接觸的條件下，轉(zhuǎn)動(dòng)軸套類零件一周；以反射式中心測(cè)定儀測(cè)量圓球球心像的跳 動(dòng)范圍，來確定軸套類零件上述圓度、同軸度和垂直度。
所述兩個(gè)支點(diǎn)可以是設(shè)置在支座上的V形塊的v形面或者兩支柱與軸套類零件的外圓 相接觸的兩個(gè)支點(diǎn)。
從公差測(cè)量的來說，在軸套類零件的外周面與兩個(gè)支點(diǎn)保持接觸、下端面與支座上表 面保持接觸的條件下，軸套類零件轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，放置在軸套類零件內(nèi)孔上的圓球球 心的跳動(dòng)范圍，完全可以綜合反映出軸套類零件的外圓圓度，內(nèi)孔與外圓的同軸度以及外 圓與端面的垂直度。但是如何快速測(cè)量出圓球球心的跳動(dòng)范圍是比較困難的。本發(fā)明正是 利用了反射式中心測(cè)定儀來測(cè)定球心像的跳動(dòng)范圍。
反射式中心測(cè)定儀是測(cè)量透鏡及透鏡組中心偏差的儀器，它是通過測(cè)量透鏡或透鏡組 各個(gè)表面的球心像的跳動(dòng)范圍，來確定透鏡及透鏡組的中心偏差。下面結(jié)合圖2說明這種 反射式中心測(cè)定儀的結(jié)構(gòu)和工作原理。 一般情況下，普通的反射式中心測(cè)定儀包括順序安 放的光源l、聚光鏡2、讀值分劃板3、分光棱鏡4，設(shè)置在分光棱鏡4一側(cè)且順序排列的投
影分劃板5、成像物鏡6、 CCD接收面7，設(shè)置在分光棱鏡4另一側(cè)且順序排列的第二物鏡8、 第一物鏡9。被測(cè)件放置在第一物鏡9的下方。其中，讀值分劃板3采用的是暗場(chǎng)照明，通 過該讀值分劃板的光線較小， 一般可采用十字分劃板。光源1發(fā)出的光線經(jīng)過聚光鏡2照亮 讀值分劃板3，讀值分劃板3位于第二物鏡8的焦平面上，所以由讀值分劃板3出射的光線經(jīng) 分光棱鏡4轉(zhuǎn)折，并經(jīng)過第二物鏡8后，成平行光出射。平行光經(jīng)第一物鏡9后，會(huì)聚于第 一物鏡9的焦點(diǎn)(儀器焦點(diǎn)，或稱系統(tǒng)焦點(diǎn)、物鏡焦點(diǎn))A，然后投射到被測(cè)件的被測(cè)球面 10上，當(dāng)?shù)谝晃镧R9的焦點(diǎn)A和被測(cè)球面10的球心像點(diǎn)B重合時(shí)，經(jīng)被測(cè)球面10反射的光線 將沿原光路返回，即被反射的光線經(jīng)第一物鏡9和第二物鏡8后，會(huì)聚于投影分劃板5，投 影分劃板5再經(jīng)過成像物鏡6成像于CCD接收面7上，這時(shí)就可以從監(jiān)視器(未圖示)上看到投 影分劃板5的標(biāo)尺像和由被測(cè)球面10反射的球心像(即讀值分劃板3的像)。被測(cè)件沿回轉(zhuǎn)中 心旋轉(zhuǎn)一周，若被測(cè)透鏡或透鏡組存在中心偏，則其光軸必不與儀器的光軸重合，從監(jiān)視 器上就可以觀察到十字分劃像隨被測(cè)件旋轉(zhuǎn)而呈封閉的橢圓形(或圓形)軌跡移動(dòng)，橢圓 形軌跡的直徑可由投影分劃板5的標(biāo)尺讀出，即為該面的中心偏數(shù)值。
本發(fā)明正是以被檢測(cè)物圓球來代替被檢測(cè)物透鏡(透鏡組)，通過反射式中心測(cè)定儀 來測(cè)定球球心像的跳動(dòng)范圍，來確定圓球轉(zhuǎn)動(dòng)一周的圓球球心偏差，進(jìn)而綜合反映出軸套 類零件的圓度、同軸度和垂直度。
上述的綜合測(cè)定方法中，圓度等于軸套類零件轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)測(cè)量圓球球心像的橢圓形 軌跡中，橢圓形軌跡的長(zhǎng)軸長(zhǎng)度減去短軸長(zhǎng)度。如果軸套類零件轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，圓球球心像 的是圓形軌跡，則該圓形軌跡的直徑即反應(yīng)出同軸度和垂直度的綜合誤差。
以反射式中心測(cè)定儀來測(cè)定球球心像的跳動(dòng)范圍時(shí)，使系統(tǒng)焦點(diǎn)A和圓球44球面反射 的球心像點(diǎn)B重合是操作者在調(diào)整儀器過程中的一個(gè)難題。①、如果物鏡焦點(diǎn)A和球心像點(diǎn) B偏離較遠(yuǎn)(例如，球心像點(diǎn)B因?yàn)閳A球44偏移到虛線位置而偏離成B')，則偏離后的球心 像點(diǎn)B'處于目鏡6的視場(chǎng)外；②、物鏡焦點(diǎn)A及球心像點(diǎn)B是理論計(jì)算值，其實(shí)際值與理論 值的偏差以及空間值的測(cè)量問題往往使反射像無法成于系統(tǒng)焦面(場(chǎng)鏡分劃面)上，從而從 CCD上就觀察不到十字分劃像，從而無法進(jìn)行正常的測(cè)量操作。
為此，圓球球心位置的捕捉方法是調(diào)整所述中心測(cè)定儀和支座的相對(duì)位置；在圓球 球面頂點(diǎn)處找到中心測(cè)定儀焦平面上的光斑成像；然后調(diào)節(jié)中心測(cè)定儀或支座的相對(duì)位 置，使得支座與中心測(cè)定儀之間的距離縮短相當(dāng)于圓球半徑的距離，在中心測(cè)定儀顯示屏 上捕捉到的像，即為圓球球心像。其工作原理光線通過第一物鏡9聚焦于焦點(diǎn)A，在圓球 球面頂點(diǎn)形成一塊光斑后，再沿光軸移動(dòng)支座或中心測(cè)定儀使得支座與中心測(cè)定儀之間的 距離縮短相當(dāng)于圓球半徑的距離，此時(shí)儀器焦點(diǎn)便與圓球球心重合。


圖l是軸套類零件的示意圖。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)的反射式中心測(cè)定儀的結(jié)構(gòu)和工作原理的示意圖。 圖3是以反射式中心測(cè)定儀測(cè)定軸套類零件的圓度、同軸度和垂直度的示意圖。 圖4是反射式中心測(cè)定儀捕捉圓球球面頂點(diǎn)處成像的示意圖(即使反射式中心測(cè)定儀 的主光軸同圓球球心重合)。
圖5是圖3中的v形塊、軸套類零件等零部件的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
參見圖3-5，金工座(軸套類零件)的外圓31圓度、臺(tái)階孔中的內(nèi)孔32與外圓的同軸 度和外圓與下端面431的垂直度綜合測(cè)定方法，其具體操作步驟如下。
將支座41放置在反射式中心測(cè)定儀工作平臺(tái)上。支座41的上表面411垂直于中心測(cè)定 儀的光軸。支座41的上表面上固定有v形塊42。
將被檢測(cè)軸套類零件(金工座)43放置于支座上，并使得軸套類零件的外圓面與v形 塊的v形面421保持接觸，形成兩個(gè)沿外圓31周向與外圓31接觸的兩個(gè)支點(diǎn)；下端面431與 支座上表面411保持接觸。
選擇直徑略大于內(nèi)孔32直徑的圓球44，將其從軸套類零件上端放置在軸套類零件的內(nèi) 孔上。圓球直徑不能太大，以防止圓球與臺(tái)階孔中的外孔接觸。
調(diào)節(jié)反射式中心檢査儀與支座之間的相對(duì)距離，在圓球球面頂點(diǎn)處處找到中心測(cè)定儀 的儀器焦點(diǎn)十字光斑A (參見圖4);然后使得中心測(cè)定儀沿光軸向著圓球向下移動(dòng)圓球半 徑的距離，使得儀器焦點(diǎn)A與圓球球心C重合。
找到被檢測(cè)圓球球心像后，在軸套類零件的外周面與v形塊的v形面保持接觸、下端面 與支座上表面保持接觸的條件下，轉(zhuǎn)動(dòng)軸套類零件一周；在顯示屏上檢測(cè)圓球轉(zhuǎn)動(dòng)過程中 的十字光標(biāo)的中心在視場(chǎng)中擺動(dòng)的形狀以及擺動(dòng)的最大格值(球心像的跳動(dòng)范圍)。
擺動(dòng)的最大格值即綜合反映出來軸套類零件的圓度、同軸度和垂直度。對(duì)于物鏡中的 金工座，只要圓度、同軸度和垂直度的綜合誤差在一定范圍以內(nèi)就可以了， 一般并不需要 將同軸度、同心度和垂直度分離，所以，這種快速的檢測(cè)方法，能夠給此種零件的批量生 產(chǎn)提供質(zhì)量的保證。如果需要，可以進(jìn)一步將圓度分離出來。圓度等于軸套類零件轉(zhuǎn)動(dòng)一 周時(shí)測(cè)量圓球球心像的橢圓形軌跡中，橢圓形軌跡的長(zhǎng)軸長(zhǎng)度減去短軸長(zhǎng)度。如果軸套類 零件轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，圓球球心像的是圓形軌跡，則該圓形軌跡的直徑即反應(yīng)出同軸度和垂直 度的綜合誤差。
該實(shí)施例中反射式中心測(cè)定儀使用的是無限遠(yuǎn)光學(xué)系，作為本專利的保護(hù)范圍，並不 排除使用有限距離成像光學(xué)系。
權(quán)利要求
1. 軸套類零件外圓圓度、內(nèi)孔與外圓的同軸度和外圓與端面的垂直度綜合測(cè)定方法，其特征是從軸套類零件上端把一直徑大于軸套類零件內(nèi)孔孔徑的圓球放置在軸套類零件的內(nèi)孔上；在一支座上設(shè)置兩個(gè)沿外圓周向與外圓接觸的兩個(gè)支點(diǎn)，在軸套類零件的外圓與兩個(gè)支點(diǎn)接觸以及軸套類零件下端面與支座表面接觸的條件下，轉(zhuǎn)動(dòng)軸套類零件一周；以反射式中心測(cè)定儀測(cè)量圓球球心像的跳動(dòng)范圍，來確定軸套類零件上述圓度、同軸度和垂直度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的綜合測(cè)定方法，其特征是圓度等于軸套類零件轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí) 測(cè)量圓球球心像的橢圓形軌跡中，橢圓形軌跡的長(zhǎng)軸長(zhǎng)度減去短軸長(zhǎng)度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的綜合測(cè)定方法，其特征是圓球球心位置的捕捉方法是 調(diào)整所述中心測(cè)定儀和支座的相對(duì)位置，在圓球球面頂點(diǎn)處找到中心測(cè)定儀焦平面所形成 的光斑成像；然后調(diào)節(jié)中心測(cè)定儀或支座的相對(duì)位置，使得支座與中心測(cè)定儀之間的距離 縮短相當(dāng)于圓球半徑的距離，在中心測(cè)定儀顯示屏上捕捉到的像，即為圓球球心像。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的綜合測(cè)定方法，其特征是所述兩個(gè)支點(diǎn)為設(shè)置在支座上 的V形塊的V形面或者兩支柱與軸套類零件的外圓相接觸的兩個(gè)支點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種可快速、高效地檢測(cè)軸套類零件的圓度、同軸度和垂直度的綜合測(cè)定方法。該測(cè)定方法，是從軸套類零件上端把一直徑大于軸套類零件內(nèi)孔孔徑的圓球放置在軸套類零件的內(nèi)孔上；在一支座上設(shè)置兩個(gè)沿外圓周向與外圓接觸的兩個(gè)支點(diǎn)，在軸套類零件的外圓與兩個(gè)支點(diǎn)接觸以及軸套類零件下端面與支座表面接觸的條件下，轉(zhuǎn)動(dòng)軸套類零件一周；以反射式中心測(cè)定儀測(cè)量圓球球心像的跳動(dòng)范圍，來確定軸套類零件圓度、同軸度和垂直度。
文檔編號(hào)G01B11/26GK101387502SQ200810155289
公開日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2008年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月23日
發(fā)明者趙躍東 申請(qǐng)人:南京東利來光電實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司