[发明专利]螺旋转子型面轮廓误差测量仪

说明书

技术领域

本发明是涉及一种测量装置，更具体地说是用于测量具有螺旋特征的各种曲面的相关参数，可应用在螺旋齿轮、精密丝杆、压缩机螺旋转子、螺旋泵转子、齿轮加工刀具等零部件的精密测量中的装置。

背景技术

在现代机械工业中，涉及到很多种具有螺旋特征的型面误差测量问题。比如螺杆压缩机的核心部件螺杆转子，其形状和精度直接影响着压缩机的工作效率、噪音振动水平和使用寿命；比如加工齿轮的滚刀，其轮廓型面误差会直接周期性地复印在被加工的齿轮上。因此，具有螺旋特征的型面误差测量技术及评定技术日益受到国内学术界和企业界的关注和重视。目前，国内大部分企业的检测方法是采用通用三坐标测量机，通过检测转子不同轴截面位置上的截面型线，来反映整个螺杆转子的质量。这种测量方法存在以下问题：

1、三坐标测量机价格高，转子测量要求配备相应的专用检测软件。软件价格也高，且操作比较复杂，对操作者的技术要求也比较高。这些都制约了方法本身的普及和推广。

2、三坐标测量机一般采用高精度触发球测头，由于端面型线结构复杂，曲率变化大，使得测头球半径的误差补偿变得复杂，至今在学术上仍存在理论上的困难和不足；

3、测量时间长，只适合抽检，不适合快速检测和在线检测，很难适应转子制造企业的需求。

4、只能测量转子轴截面内的二维截面轮廓的线型误差，不能从三维空间的角度实现对整个螺旋型面的轮廓测量，更无法评定被测转子面轮廓度误差。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种螺旋转子型面轮廓误差测量仪，以实现螺旋转子型面误差参数高效、自动和准确的检测，促进相关三维型面面轮廓度误差评定理论的进一步发展。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明螺旋转子型面轮廓误差测量仪的结构特点是：

在底座上，位于沿X向设置的“T”型长槽的两端分别设置头架和尾架，在所述头架和尾架之间相对的端面上、处在同一轴线上分别设置有头架顶针和尾架顶针，被测转子支承在所述头架顶针和尾架顶针之间；

在所述头架上固定设置一电动旋转台，位于所述电动旋转台中、可在电动旋转台驱动下转动的回转工作台的回转中心与所述头架顶针的轴线重合，在所述回转台的前端面上通过一拨杆连接一拨叉，在所述拨叉的一对叉头上分别设置用于带动被测螺旋转子的夹持螺钉，所述夹持螺钉沿径向夹持在被测螺旋转子的第一轴端；

在所述底座上设置一电动平移台，在所述电动平移台上设置由步进电机通过滚珠丝杠副驱动可在直线轨道上滑移的移动工作台，所述直线轨道与“T”型长槽平行设置；在所述移动工作台上呈Z向固定设置立柱，所述立柱的顶部呈悬臂设置一横梁，所述横梁的前端处在被测转子的上方；在所述横梁的前端设置一电动转盘，所述电动转盘的转轴呈X向设置；

设置测量单元，包括在所述电动旋转台中配置圆光栅传感器，用于对回转台的回转角度的测量；在所述电动平移台上设置用于检测移动工作台所在位置的长光栅传感器；在所述电动转盘上固定设置激光位移传感器；所述激光位移传感器的光轴经过电动转盘的回转轴线。

本发明螺旋转子型面轮廓误差测量仪的结构特点也在于：

设置一尾架定位机构，是在尾架的一侧设置拉杆轴套，拉杆贯穿所述拉杆轴套、并可在拉杆轴套中轴向滑动，在所述拉杆的前端固定连接有压块，拉杆后端固定连接有手柄，在所述拉杆轴套与手柄之间装有压簧，以压簧的压力使压块抵压在底座中的定位槽中；设置一防转销，所述防转销一端与压块螺纹连接，另一端插入在尾架底面的销孔中。

在所述底座上设置各定位面，包括：相互平行的第一立面A和第二立面D；等高的第一平面E、第二平面F和第三平面G，且各立面与各平面为相互垂直；所述电动平移台通过螺栓固定在第三平面G上，电动平移台的侧面与第二立面D相抵并定位；头架和尾架分别固定在第一平面E和第二平面F上，头架和尾架的侧面与第一立面A面相抵。

本发明利用激光位移传感器，在两个旋转工作台和一维平移台的运动配合下获取有关螺旋转子型面特征的原始测量数据，再经过相应的数据处理和坐标变换得出螺旋转子型面轮廓度误差数据并给出误差评定结果。与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

1、本发明将转子测量由二维线轮廓测量及评定提升至三维空间内转子全螺旋面的面轮廓度误差测量和评定，所获取的测量数据可实现转子型面的三维重构。