[发明专利]多尺寸凸轮轴相位角测量仪

说明书

技术领域

本发明属于机加工产品检测技术领域，具体涉及一种可对多种尺寸凸轮轴的相位角快速装夹测量的装置。

背景技术

凸轮轴是活塞发动机的关键部件，其作用是按照一定的规律控制气门的开启与闭合。因此凸轮轴相位角参数至关重要，关系到发动机的动力和运转特性。传统的凸轮轴检测仪，一般采用通用的卡尺、检具测量，属于人工手动测量方式。这样操作人员劳动强度大，极易疲劳，同时由于人为因素测量精度低、误差大。随着科学技术的发展，已出现多种机械化程度比较高的凸轮轴检测仪。如中国专利CN201464168U提供了一种凸轮轴综合检测仪，实现了对凸轮轴的多个参数的检测，但是无法实现相位角参数测量；且对不同型号的凸轮轴进行检测时，需采用标准件对零，测量程序繁琐耗时；同时该检测仪测量凸轮轴的轴颈处截面时采用两个电感传感器，测量凸轮处截面时采用两个光栅传感器，成本较高。中国专利CN102095392A提供了一种动态测量凸轮轴特定参数的凸轮轴测量机，同样存在上述专利的缺陷，即无法测量相位角、结构复杂、测量前也要采用标准件对零。中国专利CN02238624.6提供了一种凸轮轴形面误差综合测量仪，需要对凸轮轴的各段进行逐个测量，且针对不同型号的凸轮轴要采用不同长光栅传感器，测量耗时、成本较高。2005年天津大学学位论文《角度及凸轮参数综合测试技术的研究》和2001年重庆大学学术论文《摩托车发坳机凸轮轴多参数自动测量仪的研究》采用了长光栅传感器，对凸轮轴的各个凸轮逐个测量，测量程序同样存在繁琐耗时缺陷，并且未给出详细的结构设计。综上所述，现有的凸轮轴测量仪很少有针对凸轮轴相位角进行测量的，且大都采用长光栅位移传感器，均为接触式测量，测量范围与精度受传感器性能、测量对象形状等因素影响；有少数检测仪能对凸轮轴的各个凸轮同时测量，但是采用的传感器数目与种类较多，测量前多需采用标准件对零，成本较高，测量效率较低；现有的凸轮轴测量仪对于凸轮轴的定位大都采用顶针夹持，手动调整，无法消除打滑带来的误差。

发明内容

为了解决现有凸轮轴相位角参数测量存在的成本高、测量效率低等问题，本发明提供一种多尺寸凸轮轴相位角测量仪。

多尺寸凸轮轴相位角测量仪包括设于底座上的头架机构、尾架机构和测量台机构；所述底座的顶面一侧设有导轨，所述测量台机构位于底座中部，所述头架机构和尾架机构分别位于底座两侧的导轨上；

    所述头架机构包括头架箱3，头架箱3外部设有步进电机1，步进电机1的输出轴伸至头架箱3的一侧壁内，且连接着弹性联轴器4的一端；头架箱3的另一侧壁上通过轴承设有头架输出轴5，头架输出轴5的一端连接着弹性联轴器4的另一端，头架输出轴5的另一端伸至头架箱3的外部，且连接着台阶管状的夹头10的小直径端；头架输出轴5的外伸端为管轴，所述管轴内设有前顶针11；前顶针11的前部为陀螺状的顶针头，后部为顶针杆，所述顶针头位于夹头10内，所述顶针杆后端的头架输出轴5的管轴内设有压缩弹簧8和滑键9，且滑键9与前顶针11的顶针杆上的键槽配合；夹头10的大直径端端部均布开设有三个夹爪槽，每个夹爪槽内通过销设有夹爪13；每个夹爪13的前端和后端均为弯钩状，且后端位于前顶针11的顶针头后部；

所述尾架机构包括具有尾顶针孔的尾架座22，尾架座22的尾顶针孔内设有顶针套筒16，顶针套筒16前部为莫氏锥管，后部为螺纹管；顶针套筒16内插有尾顶针15；所述尾顶针15的前端为圆锥状，且伸至尾架座22外部，后部与顶针套筒16的莫氏锥管配合；顶针套筒16的螺纹管处配合设有螺杆21，螺杆21的一端与尾顶针15后端对应，另一端上设有轴承24；与轴承24配合的轴承座25为尾架座22的尾顶针孔的后端盖；螺杆21的尾端伸至轴承座25外，且尾端上设有手轮27；所述头架机构的前顶针11与尾架机构的尾顶针15同轴；

    所述测量台机构包括测量台32和四个测量单元；所述测量台32与底座33的导轨配合；四个测量单元均布在测量台32上，且位于前顶针11和尾顶针15同轴线的一侧；每个测量单元包括三维组合微位移台31，三维组合微位移台31上设有传感器安装座30，传感器安装座30上设有电涡流传感器29。

所述弹性联轴器4为梅花形弹性联轴器。

 所述轴承24为深钩球轴承。

与尾顶针孔对应的尾架座22上设有防转螺钉23，与防转螺钉23对应的顶针套筒16外表面开设有定位槽，防转螺钉23的下端位于定位槽内。

与尾顶针孔对应的尾架座22上设有锁紧螺杆18，与锁紧螺杆18对应的顶针套筒16的周向设有锁紧圈17。