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专利名称：十字轴垂直度测量装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种轴件位置误差的测量装置及方法，特别是涉及一种汽车万向节十字轴、差速器十字轴垂直度的测量装置及方法；该测量装置包括底板、千分表支架和千分表；千分表夹持在千分表支架上，千分表支架包括一设置在底板上表面并与之垂直的立杆和用于固定和调整千分表的表架夹紧块及拧紧螺帽。
背景技术：
汽车万向节十字轴、差速器十字轴是汽车中的一种重要零部件，其四轴必须两两互相垂直且端面互相对称，垂直度公差要求较高。安徽阜阳青峰机械厂的徐玉龙在《机械工人(冷加工)》(1999年第10期)上公开了大型十字轴零件垂直度和对称度的测量方法。该方法要求十字轴半精车前在镗床上打四个中心孔，然后在车床上用顶尖顶中心孔，将千分表固定在刀架上并调零，使千分表测杆垂直于顶尖轴线，触头在轴径外圆最大处位置，转动并用千分表测量测得两轴的读数，根据其差值得出垂直度。此方法测量要求检验人员有较高的操作技巧和一定的实践经验；针对被测件中心孔大小的不同，需配备与之对应的定位顶尖；由于以中心孔定位测量，中心孔的圆度误差、表面粗糙度、表面毛刺等缺陷将放大被测件垂直度的误差值；而对于无孔及盲孔无定位孔的十字轴，该测量装置将无法测量。

发明内容
本发明要解决的技术问题是提供十字轴垂直度测量装置及方法，其采用十字轴外圆作为定位基准，通过千分表交替测量与之垂直的两轴，并根据读数差值得出十字轴的垂直度误差。从而避免了以中心孔定位测量，中心孔的圆度误差、表面粗糙度、表面毛刺等缺陷将放大被测件垂直度的误差值；并且对于无孔及盲孔无定位孔的十字轴也可进行测量。本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的一种十字轴垂直度测量装置，包括底板、千分表支架和千分表；所述千分表夹持在千分表支架上，所述千分表支架包括一设置在所述底板上表面并与之垂直的立杆和用于固定和调整所述千分表的表架夹紧块及拧紧螺帽；在所述底板上表面上设有由相互垂直呈十字交叉连通的固定槽；在其中一固定槽中设有一直角挡块，在所述直角挡块所在的固定槽上下两侧的另一固定槽中分别设有一 V型座；所述直角挡块位于所述二个V型座连线的一侧；所述直角挡块设有一平行于底板上平面的水平面和与一水平面相邻并垂直的垂直面；所述垂直面垂直于所述二个V型座的连线；所述千分表位于所述直角挡块相对侧。通过在底板上的十字交叉的固定槽的设置，使V型座和直角挡块可以在底板上水平和垂直方向上自由调整，以适应不同长度的十字轴的测量；V型座的设置使十字轴的轴颈自定心，直角挡块的设置对十字轴作轴向限位，满足垂直度测量的要求，并消除了中心孔形位误差的影响；并且不依赖于中心孔的 V型座设置，更可对无中心孔的十字轴进行测量，应用更广。作为本发明一种优选技术方案，它还包括三个夹紧块，所述固定槽的横截面为凸字形；所述夹紧块设置在所述固定槽凸字形的下部并分别通过一调整螺栓与所述V型座和直角挡块连接。横截面为凸字形的固定槽更便于V型座和直角挡块的固定和调整。作为本发明一种改进的技术方案，在所述V型座和直角挡块的底面上均设有滑块；所述滑块宽度与所述固定槽凸字形的上部适配。使V型座和直角挡块的定位更精确，更使所述二个V型座具有更好同轴性，从而提高十字轴的测量精度。作为本发明一种改进的技术方案，在所述V型座的定位面上镶嵌有硬质钢；在所述直角挡块的水平面和垂直面上镶嵌有硬质钢，提高定位面的耐磨性。作为本发明一种优选技术方案，所述千分表支架还包括连接在所述立柱上的表架支撑杆和用于固定调整表架支撑杆的二通夹紧块及拧紧螺钉；所述千分表设置在所述表架支撑杆上。使千分表的调整更加灵活、自由。一种十字轴垂直度测量装置的使用方法，包括调整步骤和测量步骤；所述调整步骤包括1)将十字轴垂直度测量装置放在承放平板上，使底板与承放平板保持平稳接触； 2)调整V型座使其外侧跨距与被测工件总长一致；3)调整直角挡块使其外侧距等于被测工件总长的1/2 ；4)将清洗擦净后的被测工件放入二个V型座上，使被测工件轴颈与V型座的定位面作线接触；5)手动按压并沿V型座连线方向推动被测工件，使垂直方向的另一轴颈与直角挡块的垂直面和水平面作线接触；6)将立杆固定在底板上，使千分表的触头与直角挡块相对侧的被测轴颈接触，并使触头垂直指于轴颈表面的最外点；7)手动旋转千分表指示器指针至零位；8)重复上述调整步骤，观察指针指示位置，调整千分表相对被测工件的位置，直到指针小针指示在第一格的1 / 2位置，指针大针指示在零位；所述测量步骤包括 1)将被测工件放入V型座上，使被测工件轴颈与所述V型座的定位面作线接触；2)手动按压并沿V型座连线方向推动被测工件，使垂直方向的另一轴颈与直角挡块的垂直面和水平面作线接触；3)待千分表指针停止旋转，并稳定后，观察大指针读数；4)将被测工件在同一平面旋转90度，重复上述测量步骤，二次读数之差即为被测工件的垂直度误差值。通过一次调整即可满足多次测量的要求，提高了生产线中十字轴垂直度的测量效率，并且其重复性较好，精度更高。本发明的技术方案，通过V型座和直角挡块进行被测工件的定位，定位快捷准确， 并且本发明的测量方法通过一次调整即可满足多次测量的要求，提高了生产线上十字轴垂直度的测量效率；并且其重复性较好，精度更高。


图1为本发明十字轴垂直度测量装置的结构示意图； 图2为本发明十字轴垂直度测量装置的俯视图3为本发明十字轴垂直度测量装置中底板的结构示意图； 图4为本发明十字轴垂直度测量装置中V型座的结构示意图； 图5为本发明十字轴垂直度测量装置中直角挡块的结构示意图； 图6为本发明十字轴垂直度测量装置中千分表在千分表支架上的固定结构示意
图7为本发明十字轴垂直度测量装置中千分表在千分表支架上的固定结构示意
图8为采用本发明十字轴垂直度测量装置对十字轴进行垂直度测量的示意图；其中，底板1、固定槽101、V型座2、V型座底座201、滑块202、定位面203、直角挡块3、挡块底座301、垂直面302、水平面303、夹紧块4、调整螺栓401、千分表支架5、立杆501、表架支撑杆502、二通夹紧块503、拧紧螺钉504、拉紧螺杆505、夹紧衬套506、表架夹紧块507、 拧紧螺帽508、千分表6、被测工件8。下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
具体实施例方式参见图1和图2，一种十字轴垂直度测量装置，包括底板1、V型座2、直角挡块3、 夹紧块4、千分表支架5和千分表6。所述V型座2和直角挡块3通过夹紧块4和调整螺栓 401可调整地固定在所述底板1上；所述千分表6通过所述千分表支架5可调整地固定在所述底板1上。参见图2和图3，在所述底板1的上平面上设有由相互垂直呈十字交叉连通的固定槽101，固定槽101的横截面为凸字形。参见图4，所述V型座2呈L形，其上部设有呈V 形的定位面203，在下部的V型座底座201下面设有滑块202。参见图5，所述直角挡块3也呈L形，其上部设有一个直角的定位缺口 ；该定位缺口包括与所述底板1上平面垂直的垂直面302和与所述垂直面302垂直的水平面303 ；同样，在其下部的挡块底座301下面设有滑块202。在所述V型座2的定位面203上以及所述直角挡块3的垂直面302和水平面303 上均镶嵌有YT15硬质合金钢。所述滑块202的宽度小于所述V型座底座201和挡块底座 301的宽度。参见图1和图2，所述滑块的宽度与所述底板1上的固定槽101上部适配，并可在所述固定槽101中滑动。在所述滑块上设有贯通所述V型座底座和挡块底座的调整螺孔， 所述V型座2和直角挡块3通过所述夹紧块4、滑块上的调整螺孔和所述调整螺栓401可调整地固定在所述底板1上。所述夹紧块4的宽度与所述固定槽101下部适配。通过调整调整螺栓401进行所述V型座2和直角挡块3在所述固定槽101中的位置调整。参见图6和图7，所述千分表支架5包括立柱501、表架支撑杆502、二通夹紧块 503、拧紧螺钉504、拉紧螺杆505、夹紧衬套506、表架夹紧块507和拧紧螺帽508。所述立柱501固定在所述底板1的上平面上，并位于所述直角挡块3的相对侧。所述表架支撑杆 502通过所述二通夹紧块503、拧紧螺钉504、拉紧螺杆505和夹紧衬套506大致垂直地设置在所述立柱501上，并可通过调整所述拧紧螺钉504调整所述表架支撑杆502的伸缩长度。 所述千分表6通过所述表架夹紧块507和拧紧螺帽508夹持在所述表架支撑杆502上。参见图1-图8，使用上述十字轴垂直度测量装置进行十字轴垂直度测量的方法是，先对上述十字轴垂直度测量装置进行调整1)将十字轴垂直度测量装置放在一个承放平板上，使底板1与承放平板保持平稳接触；2)调整两个V型座2使其外侧跨距与被测工件8总长一致；3)调整直角挡块3使其外侧距等于被测工件8总长的1/2 ；4)将清洗擦净后的被测工件8放入二个V型座2上的定位面203上，使被测工件8的轴颈与V型座2的定位面203作线接触；5)手动按压并沿V型座2连线方向推动被测工件8，使垂直方向的另一轴颈与直角挡块3的垂直面302和水平面303作线接触；6)将立杆501固定在底板1 上，使千分表6的触头与直角挡块3相对侧的被测工件8的轴颈接触，并使触头垂直指于轴颈表面的最外点；7)手动旋转千分表6使指示器指针至零位；8)重复上述调整步骤，观察指针指示位置，调整千分表6相对被测工件8的位置，直到指针小针指示在第一格的1 / 2位置，指针大针指示在零位。调整完毕后，通过以下步骤测量十字轴的垂直度1)将被测工件8放入V型座2 上，使被测工件8的轴颈与所述V型座2的定位面203作线接触；2)手动按压并沿V型座2 连线方向推动被测工件8，使垂直方向的另一轴颈与直角挡块3的垂直面302和水平面303 作线接触；3)待千分表6指针停止旋转并稳定后，观察并记录大指针读数；4)将被测工件8 在同一平面旋转90°，重复上述测量步骤，二次读数之差即为被测工件8的垂直度误差值。上述实施例是为了更清楚地理解本发明，并不作为对本发明权利的一种限制，在不脱离本发明宗旨的前提下，可以有各种各样的变化，所有这些对所述领域技术人员显而易见的修改将包括在本权利要求的范围之内。
权利要求
1.一种十字轴垂直度测量装置，包括底板、千分表支架和千分表；所述千分表夹持在千分表支架上，所述千分表支架包括一设置在所述底板上表面并与之垂直的立杆和用于固定和调整所述千分表的表架夹紧块及拧紧螺帽；其特征在于在所述底板上表面上设有由相互垂直呈十字交叉连通的固定槽；在其中一固定槽中设有一直角挡块，在所述直角挡块所在的固定槽上下两侧的另一固定槽中分别设有一 V型座；所述直角挡块位于所述二个V 型座连线的一侧；所述直角挡块设有一平行于底板上平面的水平面和与一水平面相邻并垂直的垂直面；所述垂直面垂直于所述二个V型座的连线；所述千分表位于所述直角挡块相对侧。
2.根据权利要求1所述的十字轴垂直度测量装置，其特征在于它还包括三个夹紧块， 所述固定槽的横截面为凸字形；所述夹紧块设置在所述固定槽凸字形的下部并分别通过一调整螺栓与所述V型座和直角挡块连接。
3.根据权利要求2所述的十字轴垂直度测量装置，其特征在于在所述V型座和直角挡块的底面上均设有滑块；所述滑块宽度与所述固定槽凸字形的上部适配。
4.根据权利要求1或2或3所述的十字轴垂直度测量装置，其特征在于在所述V型座的定位面上镶嵌有硬质钢。
5.根据权利要求1或2或3所述的十字轴垂直度测量装置，其特征在于在所述直角挡块的水平面和垂直面上镶嵌有硬质钢。
6.根据权利要求4所述的十字轴垂直度测量装置，其特征在于在所述直角挡块的水平面和垂直面上镶嵌有硬质钢。
7.根据权利要求1或2或3所述的十字轴垂直度测量装置，其特征在于所述千分表支架还包括连接在所述立柱上的表架支撑杆和用于固定调整表架支撑杆的二通夹紧块及拧紧螺钉；所述千分表设置在所述表架支撑杆上。
8.根据权利要求4所述的十字轴垂直度测量装置，其特征在于所述千分表支架还包括连接在所述立柱上的表架支撑杆和用于固定调整表架支撑杆的二通夹紧块及拧紧螺钉； 所述千分表设置在所述表架支撑杆上。
9.根据权利要求5所述的十字轴垂直度测量装置，其特征在于所述千分表支架还包括连接在所述立柱上的表架支撑杆和用于固定调整表架支撑杆的二通夹紧块及拧紧螺钉； 所述千分表设置在所述表架支撑杆上。
10.一种权利要求1-9所述十字轴垂直度测量装置的使用方法，其特征在于它包括调整步骤和测量步骤；所述调整步骤包括1)将十字轴垂直度测量装置放在承放平板上，使底板与承放平板保持平稳接触；2)调整V型座使其外侧跨距与被测工件总长一致；3)调整直角挡块使其外侧距等于被测工件总长的1/2 ；4)将清洗擦净后的被测工件放入二个V型座上，使被测工件轴颈与V型座的定位面作线接触；5)手动按压并沿V型座连线方向推动被测工件，使垂直方向的另一轴颈与直角挡块的垂直面和水平面作线接触；6)将立杆固定在底板上，使千分表的触头与直角挡块相对侧的被测轴颈接触，并使触头垂直指于轴颈表面的最外点；7)手动旋转千分表指示器指针至零位；8)重复上述调整步骤，观察指针指示位置，调整千分表相对被测工件的位置，直到指针小针指示在第一格的1 / 2位置，指针大针指示在零位；所述测量步骤包括1)将被测工件放在V型座上，使被测工件轴颈与所述V 型座的定位面作线接触；2)手动按压并沿V型座连线方向推动被测工件，使垂直方向的另一轴颈与直角挡块的垂直面和水平面作线接触；3)待千分表指针停止旋转，并稳定后，观察大指针读数；4)将被测工件在同一平面旋转90度，重复上述测量步骤，二次读数之差即为被测工件的垂直度误差值。
全文摘要
本发明公开了一种十字轴垂直度测量装置及方法，测量装置包括底板、千分表支架和千分表；在底板上上设有由相互垂直呈十字交叉连通的固定槽；在其中一个固定槽中设有二个呈直线布置的V型座，在另一个固定槽中设有一个直角挡块；V型座上设有V型定位面，直角挡块上设有直角定位面；所述千分表装夹在千分表支架上并位于直角挡块的相对侧。测量方法包括调整和测量；调整步骤使千分表读数处于一个相对的中间读数位置；测量时，千分表的触头接触于工件轴颈表面和最外点，通过90度旋转十字轴，分别获取相邻两个轴颈的千分表读数，其读数之差即为被测工件的垂直度误差值。
文档编号G01B5/245GK102200424SQ201110021750
公开日2011年9月28日 申请日期2011年1月19日 优先权日2011年1月19日
发明者袁国庆 申请人:万向钱潮股份有限公司, 万向集团公司