一种缸盖火力面直线度测量装置及其测量方法

摘要

本发明提供了一种缸盖火力面直线度测量装置及其测量方法，其测量装置包括桥板和水平仪，桥板的底面与缸盖火力面相贴合，水平仪设在桥板的顶面上；水平仪包括壳体、调节杠杆、激光发射器、测量筒、滑动杆，壳体的底部与顶面相贴合；调节杠杆与壳体的内侧壁面转动连接，调节杠杆包括大端和小端，激光发射器设在调节杠杆上靠近大端的一侧；测量筒设在壳体内，测量筒的一端与壳体的顶部相连，滑动杆的第一端与测量筒的另一端的配合段滑动配合，滑动杆的第二端抵接在调节杠杆上远离转轴的一端；配合段的轴向上设有刻度线，刻度线的中部位置为零值；在重力的作用下，调节杠杆始终处于水平状态，第一端位于零值处；壳体上设有透视孔；顶部设有指示组件。

说明书

技术领域

本发明涉及发动机零部件检测技术领域，具体涉及一种缸盖火力面直线度测量装置及其测量方法。

背景技术

发动机的缸盖火力面是发动机缸盖上面积最大的加工区域，其中缸盖火力面区域、活塞头部区域、汽缸垫区域、缸体火力面区域共同构成发动机燃烧室，而发动机燃烧室是燃料燃烧的重要场所，承受着高温、高压、高强度负荷冲击，所以对发动机的缸盖火力面区域的直线度、平面度、表面粗糙度等要求较高，是保证发动机工作性能的一个重点区域。如果缸盖火力面的直线度得不到保证，则很难实现汽缸垫的可靠密封，有可能导致发动机总成在缸盖火力面处出现渗水、渗油、甚至出现油水混合的问题。如果由于缸盖火力面的加工精度而造成油水混合，在实际操作中是很难查找其真正原因的，这样给排查故障增加难度。因此，如何对缸盖火力面的直线度进行检测，成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

目前，对发动机的缸盖火力面普遍采用平面大余量铣削加工工艺，这种加工工艺精度高，其中的发动机的缸盖火力面直线度属于形位误差，测量要求严格。通常是采用以下两种方式对该直线度进行测量：方式一，是使用三坐标测量仪来检测其直线度误差，虽然三坐标测量仪精度高，但操作起来很麻烦，属于线下检测工艺，对于小批量试制尚可采用，但是对于批量的生产线加工，逐个进行三坐标检测是不现实的，不仅费时、费力，遇到高产期，还需要配置多台三坐标设备和专业操作人员才能满足检测需求，这样增加了企业生产投入；方式二，是使用一种百分表支架配合百分表在发动机的缸盖火力面上对其直线度进行测量，通过在缸盖火力面上选择十几个点进行一组测量，这种测量方法完全凭借测量人员的测量技能控制测量过程中的误差，其对测量人员的测量技能要求较高，测量精度不易保证。

发明内容

本发明提供了一种缸盖火力面直线度测量装置，其在线上和线下均能够使用，对测量人员的测量技能要求较低，测量精度易于保证，以解决现有技术中的上述问题。本发明的另一目的是提供一种缸盖火力面直线度测量方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种缸盖火力面直线度测量装置，其包括桥板和水平仪，所述桥板的底面与缸盖火力面相贴合，所述水平仪设置在所述桥板的顶面上；所述水平仪包括壳体、调节杠杆、激光发射器、测量筒、滑动杆，所述壳体的底部用于与所述顶面相贴合；所述调节杠杆通过转轴与所述壳体的内侧壁面转动连接，所述调节杠杆包括大端和小端，所述激光发射器设置在所述调节杠杆上靠近所述大端的一侧；所述测量筒设置在所述壳体内，所述测量筒的一端与所述壳体的顶部相连，所述滑动杆的第一端以滑动配合的方式设置在所述测量筒的另一端的配合段中，所述滑动杆的第二端抵接在所述调节杠杆上远离所述转轴的一端；所述配合段的轴向上设置有刻度线，所述刻度线的中部位置为零值；在重力的作用下，所述调节杠杆始终处于水平状态，所述第一端位于所述零值处；所述壳体上设置有与所述配合段相对应的透视孔；所述顶部设置有与所述激光发射器相对应的指示组件，所述指示组件能够指示出直线度合格和不合格。

优选地，所述指示组件包括第一激光接收器、第二激光接收器、第三激光接收器、第一指示灯、第二指示灯以及第三指示灯，所述第一激光接收器位于所述激光发射器的正上方，所述第二激光接收器和所述第三激光接收器分别设置在所述第一激光接收器的两侧；所述第一指示灯与所述第一激光接收器相连，所述第二指示灯与所述第二激光接收器相连，所述第三指示灯与所述第三激光接收器相连。

优选地，所述第一指示灯为蓝色指示灯，所述第二指示灯为红色指示灯，所述第三指示灯为黄色指示灯。

优选地，所述调节杠杆上靠近所述指示组件的一侧设置有支架，所述激光发射器固定在所述支架上远离所述调节杠杆的一侧。

优选地，所述调节杠杆为梯形平板结构。

优选地，所述桥板由陶瓷材料制成。

一种基于上述任一项所述的缸盖火力面直线度测量装置的测量方法，其包括如下步骤：

步骤a：清洁，在机床内部使用高压气枪清除缸盖火力面上的切削液和铁屑等杂物，保证缸盖火力面清洁，具备测量条件；

步骤b：放置缸盖，将所述缸盖放置在机床夹具上，转动机床夹具使所述缸盖火力面背离地面即所述缸盖火力面朝上放置，并保持水平状态；

步骤c：设定测量点，在所述缸盖火力面上设定一组测量点，各测量点构成一条直线，所述直线的两端分别为始测量点和终测量点，各测量点等间距设置，两相邻测量点之间的间距等于所述缸盖火力面直线度测量装置的桥板的宽度；

步骤d：放置测量装置，将所述缸盖火力面直线度测量装置放置在所述缸盖火力面上，使所述桥板位于所述始测量点和邻近所述始测量点的测量点之间，启动激光发射器；

步骤e：记录，观察所述缸盖火力面直线度测量装置的指示组件，若所述指示组件指示为直线度合格，记录测量数据为零，若所述指示组件指示为直线度不合格，读取所述缸盖火力面直线度测量装置中与第一端相对应的刻度线上的刻度值，得到测量数据；

步骤f：移动，沿所述直线移动所述桥板至下一相邻的两测量点之间，重复步骤e；

步骤g：重复所述步骤f，直至所述桥板位于所述终测量点和邻近所述终测量点的测量点之间；

步骤h：将各测量数据描绘在坐标系中，得出直线度误差。

优选地，所述步骤g与所述步骤h之间还具有步骤g1：将所述桥板由所述终测量点和邻近所述终测量点的测量点之间，沿着所述直线依次移动到下一相邻两测量点之间，直至所述桥板移动到所述始测量点和邻近所述始测量点的测量点之间，记录所述桥板在各相邻两测量点之间时，所得到的测量数据。

本发明的有益效果在于：

本发明的缸盖火力面直线度测量装置，其结构简单，在线上和线下均能够使用，同时其对测量人员的测量技能要求较低，使得测量精度较易于保证。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，并将结合附图对本发明的具体实施例作进一步的详细说明，其中

图1为本发明实施例提供的缸盖火力面直线度测量装置的内部结构示意图；

图2为本发明实施例提供的缸盖火力面直线度测量装置在使用时的示意图。

附图中标记：

11、桥板 21、水平仪 22、壳体 23、透视孔 31、调节杠杆

32、转轴 41、激光发射器 42、支架 51、测量筒 52、滑动杆

53、安装柱 61、第一激光接收器 62、第二激光接收器

63、第三激光接收器 71、第一指示灯 72、第二指示灯

73、第三指示灯 81、缸盖火力面 L、宽度

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合具体实施例对本方案作进一步地详细介绍。

如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种缸盖火力面直线度测量装置，其包括桥板11和水平仪21，桥板11的底面与缸盖火力面81相贴合，水平仪21设置在桥板11的顶面上；水平仪21包括壳体22、调节杠杆31、激光发射器41、测量筒51、滑动杆52，壳体22的底部用于与顶面相贴合；调节杠杆31通过转轴32与壳体22的内侧壁面转动连接，调节杠杆31包括大端和小端，激光发射器41设置在调节杠杆31上靠近大端的一侧；测量筒51设置在壳体22内，测量筒51的一端与壳体22的顶部相连，滑动杆52的第一端以滑动配合的方式设置在测量筒51的另一端的配合段中，滑动杆52的第二端抵接在调节杠杆31上远离转轴32的一端；配合段的轴向上设置有刻度线，刻度线的中部位置为零值；在重力的作用下，调节杠杆31始终处于水平状态，第一端位于零值处；壳体22上设置有与配合段相对应的透视孔23；顶部设置有与激光发射器41相对应的指示组件，指示组件能够指示出直线度合格和不合格。可以理解的是，在调节杠杆31自身的重力、激光发射器41的重力以及滑动杆52的重力作用下，当壳体22倾斜时，调节杠杆31将绕着转轴32的轴线旋转而始终保持水平状态，即在测量时，壳体22会随着缸盖火力面的直线度误差而发生倾斜，但此时调节杠杆31会一直保持水平状态，滑动杆52的第一端会在配合段中滑动，滑动杆52的第二端始终与调节杠杆31相接触，滑动杆52的第一端会与配合段的刻度线上的刻度值相对应，实现了自动测量，通过透视孔23即可读取，即得到缸盖火力面直线度的测量数据。

本发明实施例提供的缸盖火力面直线度测量装置，其结构简单，在线上和线下均能够使用，同时其对测量人员的测量技能要求较低，使得测量精度较易于保证。

进一步地，指示组件可以包括第一激光接收器61、第二激光接收器62、第三激光接收器63、第一指示灯71、第二指示灯72以及第三指示灯73，第一激光接收器61位于激光发射器41的正上方，第二激光接收器62和第三激光接收器63分别设置在第一激光接收器61的两侧；第一指示灯71与第一激光接收器61相连，第二指示灯72与第二激光接收器62相连，第三指示灯73与第三激光接收器63相连。采用此技术方案，由于第一激光接收器61位于激光发射器41的正上方，只要壳体22的设置有测量筒51的一端在一定范围内向上倾斜或向下倾斜，即缸盖火力面线度误差在设定范围内，激光发射器41发出的信号均会被第一激光接收器61所接收，此时第一指示灯71将会被点亮以指示直线度合格；当壳体22的设置有测量筒51的一端向上倾斜过多时，激光发射器发出的信号将会被第二激光接收器62所接收，第二指示灯72将被点亮以指示直线度误差超过了其最大上偏差值，即直线度不合格，此时测量人员可以通过透视孔23读取与第一端相对应的刻度线上的刻度值；当壳体22的设置有测量筒51的一端向下倾斜过多时，激光发射器41发出的信号将会被第三激光接收器63所接收，第三指示灯73将会被点亮以指示直线度误差超过了其最小下偏差值，即直线度不合格，此时测量人员可以通过透视孔23读取与第一端相对应的刻度线上的刻度值，以得到测量数据。可以理解的是，第一激光接收器71、第二激光接收器72以及第三激光接收器73在同一条水平线上，第二激光接收器72和第三激光接收器73分别位于第一激光接收器71的右侧和左侧，以较好地保证该缸盖火力面直线度测量装置的可靠性。

为了能够使得测量人员更便于识别指示组件的指示状态，第一指示灯71可以为蓝色指示灯，第二指示灯72可以为红色指示灯，第三指示灯73可以为黄色指示灯。

进一步地，调节杠杆31上靠近指示组件的一侧可以设置有支架42，激光发射器41固定在支架42上远离调节杠杆31的一侧，从而使得激光发射器41与第一激光接收器61、第二激光接收器62以及第三激光接收器63的距离更为合适，便于激光发射器41发出的信号的正确接收。可以理解的是，此时在支架42的重力、调节杠杆31自身的重力、激光发射器41的重力以及滑动杆52的重力作用下，调节杠杆31将始终处于水平状态。

为了能够使调节杠杆31的结构较为简单，易于加工，调节杠杆31可以为梯形平板结构。可以理解的是，测量筒51的一端可以设置有安装柱53，安装柱53上可以设置有与顶部的螺纹安装孔相配合的外螺纹；壳体22的底部可以设置有限位槽，桥板11上可以设置有与限位槽相配合的限位凸起，以较好地避免壳体22沿垂直于水平方向的方向发生移动。

具体地，桥板11由陶瓷材料制成，从而使得桥板11较为光滑，其在缸盖火力面81上移动时的摩擦力也较小。

本发明实施例还提供了一种基于上述任一项所描述的缸盖火力面直线度测量装置的测量方法，其包括如下步骤：

步骤a：清洁，在机床内部使用高压气枪清除缸盖火力面上的切削液和铁屑等杂物，保证缸盖火力面81清洁，具备测量条件；

步骤b：放置缸盖，将缸盖放置在机床夹具上，转动机床夹具使缸盖火力面背离地面即缸盖火力面朝上放置，并保持水平状态。选择在机床上进行缸盖火力面的直线度测量的目的是保证测量基准自然水平，消除误差。

步骤c：设定测量点，在缸盖火力面81上设定一组测量点，各测量点构成一条直线，直线的两端分别为始测量点和终测量点，各测量点等间距设置，两相邻测量点之间的间距等于缸盖火力面直线度测量装置的桥板11的宽度L。此时两相邻测量点之间的间距等于桥板11的宽度L，如图2所示，即桥板11的两端端面分别与该相邻的两测量点对齐，这样使得桥板11沿着该直线移动过程中能够形成一个连续的测量路径。

步骤d：放置测量装置，将缸盖火力面直线度测量装置放置在缸盖火力面上，使桥板11位于始测量点和邻近始测量点的测量点之间，启动激光发射器41。可以理解的是，此时可以通过外部设置的按钮来控制激光发射器41的启动和关闭。

步骤e：记录，观察缸盖火力面直线度测量装置的指示组件，若指示组件指示为直线度合格，记录测量数据为零，若指示组件指示为直线度不合格，读取缸盖火力面直线度测量装置中与第一端相对应的刻度线上的刻度值，得到测量数据。

步骤f：移动，沿直线移动桥板11至下一相邻的两测量点之间，重复步骤e；

步骤g：重复步骤f，直至桥板11位于终测量点和邻近终测量点的测量点之间；

步骤h：将各测量数据描绘在坐标系中，得出直线度误差。此时需将各测量数据进行连线，连线的最高点与最低点之间的差值即为缸盖火力面的直线度。

进一步地，步骤g与步骤h之间还可以具有步骤g1：将桥板11由终测量点和邻近终测量点的测量点之间，沿着直线依次移动到下一相邻两测量点之间，直至桥板移动到始测量点和邻近始测量点的测量点之间，记录桥板在各相邻两测量点之间时，所得到的测量数据。在此步骤g1中，即将桥板11由终测量点移动到始测量点，这样就会对相同的两测量点又进行一次测量，使得相同的两测量点就能够获得两个测量数据，此时可以对比该两次测量数据，如果该两次测量数据相同，并记录该测量数据，该测量数据即为该两测量点的测量数据，而后转入下一个相邻的两测量点；如果测量数据不同则分析原因，同时如果两次测量结果均超差，可以对两次测量结果取平均值，该平均值即为该两测量点的测量数据，此时也可以检查两组测量数据之间的误差，如果相差较大，则需要检查测量时的测量方式是否正确，减少测量过程中误差。采用此方案能够有效地降低测量误差，大大地提高了测量精度。

以上仅是本发明的优选实施方式，需要指出的是，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，而且，在阅读了本发明的内容之后，本领域相关技术人员可以对本发明做出各种改动或修改，这些等价形式同样落入本申请所附权利要求书所限定的范围。