差速器壳体半球直径测量用非标检具及其测量方法与流程

本发明属于客车零部件尺寸检验技术领域，具体涉及一种差速器壳体半球直径测量用非标检具及其测量方法。

背景技术：
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目前，我国客车生产采用的是订单生产模式，即，客车生产企业根据客户需要的客车规格生产客车，由于客户对客车的使用环境的不同，造成客户所需客车规格不可能统一，这就造成了我国客车生产的多品种、小批量的零部件生产模式。在该生产模式下，零部件加工制造过程需要频繁换产，而每次换产就需要更换调试不同的工装夹具、机床参数，同时，还需要对加工出的零部件的尺寸精度进行重新检验校正。

客车车桥差速器是客车的重要的零部件之一，差速器壳体半球直径的尺寸，影响到车辆行驶过程中的异响、噪音等，因此，差速器壳体半球直径的尺寸精度要求极高，必须对其进行检验，由于其半球结构特点，目前常规检验方式为三坐标检验，三坐标检验精度高，但测量效率低，检测设备少时无法满足检验频次需求，而检测设备多时成本高，难以大面积使用，而且三坐标一般需要在恒温间工作，从生产现场到恒温间来回运送工件浪费人力、时间。

技术实现要素：
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综上所述，为了克服现有技术问题的不足，本发明提供了一种差速器壳体半球直径测量用非标检具及其测量方法，它是设计一个半径恒定为B的测量板，设计一个定位在差速器壳体顶面的定位块，测量板相对定位块上下移动，通过位移传感器检测测量板相对定位块移动的位移A，对差速器壳体半球进行测量时，定位板放置在该壳体顶面上，测量板向下移动，当测量板与壳体半球壁卡紧后，定位板的圆心到测量板的边沿的距离即为半球的半径，根据勾股定理R²=A²+B²，可计算出半球半径R。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种差速器壳体半球直径测量用非标检具，其中：包括测量板、滑移轴、位移传感器、定位板、滑套及测量显示终端，所述的滑套与定位板为一体结构，滑套位于定位板的中心，所述的测量板为圆板，测量板的顶面中心固定有滑移轴，滑移轴穿装在滑套内，且滑移轴可沿滑套上下移动，所述的滑移轴上设置有位移传感器，位移传感器通过数据线连接测量显示终端。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的测量板的边沿下端设置有三个测量钢球，三个测量钢球不在同一直线上，三个测量钢球半径相同。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的定位板的底面设置有三个定位钢球，三个定位钢球不在同一直线上，三个定位钢球半径相同。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的位移传感器精确度为0.001mm。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的测量显示终端包括控制器及显示器，控制器通过数据线分别连接位移传感器及显示器。

一种利用差速器壳体半球直径测量用非标检具及其测量方法检测差速器壳体半球直径的测量方法，其中：包括以下工艺步骤：

a、先制作两块基准样块，基准样块包括本体、半球面、定位面及校准圆柱孔，所述的本体为中空结构，其内孔面自上而下依次是半球面及校准圆柱孔，所述的本体的顶面为定位面，定位面过半球面的球心点；

两块基准样块一块为上差基准样块，另一块为下差基准样块，上差基准样块的半球面按差速器壳体半球直径公差上限加工，下差基准样块的半球面按差速器壳体半球直径公差下限加工；

b、测量下差基准样块的半球面半径R1

将定位板放置在下差基准样块的定位面上，测量板放置在下差基准样块的半球孔内，下压位移传感器，位移传感器带动滑移轴沿滑套向下移动，滑移轴带动测量板向下移动，当测量板1下端贴实下差基准样块的半球面后，位移传感器将滑移轴位移信息A1发送给测量显示终端的，测量显示终端的控制器记录该位移信息A1，测量板半径为B，测量显示终端的控制器根据公式R1²=A1²+B²计算出下差基准样块的半球面的半径R1；控制器将位移信息A1及半径R1发送给显示器显示；

c、测量上差基准样块的半球面半径R2

重复步骤b，位移传感器将滑移轴位移信息A2发送给测量显示终端，测量显示终端的控制器根据公式R2²=A2²+B²计算出上差基准样块的半球面的半径R2；控制器将位移信息A2及半径R2发送给显示器显示；

d、测量被测差速器壳体的半球直径R

重复步骤b，将定位板放置在差速器壳体的顶面上，测量板放置在差速器壳体的半球孔内，下压位移传感器，位移传感器带动滑移轴沿滑套向下移动，滑移轴带动测量板向下移动，当测量板下端贴实差速器壳体的半球孔的内壁面后，位移传感器将滑移轴位移信息A发送给测量显示终端的，测量显示终端的控制器记录该位移信息A，测量板半径为B，测量显示终端的控制器根据公式R²=A²+B²计算出下差基准样块的半球面的半径R；控制器将位移信息A及半径R发送给显示器显示；

e、检定被测差速器壳体的半球直径

将测量显示终端显示的位移信息A与A1及A2比较，如果A1≤A≤A2则表示该被测差速器壳体的半球直径尺寸加工合格。

本发明的有益效果为：

1、本发明是设计一个半径恒定为B的测量板，设计一个定位在差速器壳体顶面的定位块，测量板相对定位块上下移动，通过位移传感器检测测量板相对定位块移动的位移A，对差速器壳体半球进行测量时，定位板放置在该壳体顶面上，测量板向下移动，当测量板与壳体半球壁卡紧后，定位板的圆心到测量板的边沿的距离即为半球的半径，根据勾股定理R²=A²+B²，可计算出半球半径R。

2、本发明的测量板的边沿下端设置有三个不在同一直线上的测量钢球，利用三点成面原理，钢球球面与差速器壳体半球面接触保证接触位置为点接触，提高测量的精度，本发明的定位板的底面设置三个不在同一直线上的定位钢球，定位钢球的设置保证定位板与被测差速器壳体的顶面点定位，保证定位准确，定位精度高，本发明的位移传感器的精确度为0.001mm，从而使本发明的检测精度可达到微米级，精度高。

3、本发明在判断被测差速器壳体半球面直径是否合格时，可直接通过位移传感器测量的滑移轴位移信息A获得，如果A1≤A≤A2则表示该被测差速器壳体的半球直径尺寸加工合格。

4、本发明结构简单，使用方便，安全可靠，制作简单，成本低廉，可在线测量，操作工不用把工件从机床上取下送检，测量时间秒钟每件，大幅提升测量效率，适应客车零部件多品种小批量生产特点。

附图说明：

图1为被测差速器壳体的结构示意图

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明的基准样块的结构示意图；

图4为本发明检测基准样块半球面示意图；

图5为本发明检测下差基准样块理论原理图；

图6为本发明上差基准样块理论原理图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

如图2所示，一种差速器壳体半球直径测量用非标检具，包括测量板1、滑移轴2、位移传感器3、定位板4、滑套5及测量显示终端6，所述的滑套5与定位板4为一体结构，滑套5位于定位板4的中心，定位板4的底面设置有三个定位钢球9，三个定位钢球9不在同一直线上，三个定位钢球9半径相同，所述的测量板1为圆板，测量板1的顶面中心固定有滑移轴2，测量板1的边沿下端设置有三个测量钢球8，三个测量钢球8不在同一直线上，三个测量钢球8半径相同，滑移轴2穿装在滑套5内，且滑移轴2可沿滑套5上下移动，所述的滑移轴2上设置有位移传感器3，位移传感器3通过数据线7连接测量显示终端6。所述的位移传感器3精确度为0.001mm。测量显示终端6包括控制器及显示器，控制器通过数据线7分别连接位移传感器3及显示器。

如图1~6所示，利用差速器壳体半球直径测量用非标检具及其测量方法测量差速器壳体半球直径的测量方法，包括以下工艺步骤：

a、先制作两块基准样块，基准样块包括本体10、半球面11、定位面12及校准圆柱孔13，所述的本体10为中空结构，其内孔面自上而下依次是半球面11及校准圆柱孔13，所述的本体10的顶面为定位面12，定位面12过半球面11的球心点；

两块基准样块一块为上差基准样块，另一块为下差基准样块，上差基准样块的半球面11按差速器壳体半球直径公差上限加工，下差基准样块的半球面11按差速器壳体半球直径公差下限加工；

b、测量下差基准样块的半球面11半径R1

将定位板4放置在下差基准样块的定位面12上，测量板1放置在下差基准样块的半球孔内，下压位移传感器3，位移传感器3带动滑移轴2沿滑套5向下移动，滑移轴2带动测量板1向下移动，当测量板1下端贴实下差基准样块的半球面11后，位移传感器3将滑移轴2位移信息A1发送给测量显示终端6的，测量显示终端6的控制器记录该位移信息A1，测量板1半径为B，测量显示终端6的控制器根据公式R1²=A1²+B²计算出下差基准样块的半球面11的半径R1；控制器将位移信息A1及半径R1发送给显示器显示；

c、测量上差基准样块的半球面11半径R2

重复步骤b，位移传感器3将滑移轴2位移信息A2发送给测量显示终端6，测量显示终端6的控制器根据公式R2²=A2²+B²计算出上差基准样块的半球面11的半径R2；控制器将位移信息A2及半径R2发送给显示器显示；

d、测量被测差速器壳体的半球直径R

重复步骤b，将定位板4放置在差速器壳体的顶面上，测量板1放置在差速器壳体的半球孔内，下压位移传感器3，位移传感器3带动滑移轴2沿滑套5向下移动，滑移轴2带动测量板1向下移动，当测量板1下端贴实差速器壳体的半球孔的内壁面后，位移传感器3将滑移轴2位移信息A发送给测量显示终端6的，测量显示终端6的控制器记录该位移信息A，测量板1半径为B，测量显示终端6的控制器根据公式R²=A²+B²计算出下差基准样块的半球面11的半径R；控制器将位移信息A及半径R发送给显示器显示；

e、检定被测差速器壳体的半球直径

将测量显示终端6显示的位移信息A与A1及A2比较，如果A1≤A≤A2则表示该被测差速器壳体的半球直径尺寸加工合格。

本发明的基准样块还可以用作对本发明的校准，具体方法为重复上述步骤b及步骤c，将步骤b测量出的半径R1与下差基准样块的半球面11半径相比较，将步骤c测量出的半径R2与上差基准样块的半球面11半径相比较，可实现对本发明的校准。

本发明测量之后，本发明的测量显示终端6的显示器能够显示位移信息A及半径信息R，位移信息A可用于快速判断被测差速器壳体的半球加工是否合格，如果A1≤A≤A2则表示该被测差速器壳体的半球直径尺寸加工合格。半径信息R能够直观的显示出被测差速器壳体的半径信息。

本发明的基准样块上的校准圆柱孔13可用于校准测量板1的直径。

要说明的是，上述实施例是对本发明技术方案的说明而非限制，所属技术领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其它修改，只要没超出本发明技术方案的思路和范围，均应包含在本发明所要求的权利范围之内。