Устройство для контроля соосности отверстий
HOLES ALIGNMENT DEVICE

Заявляемое изобретение относится к измерительным устройствам и может быть использовано для проведения контроля соосности отверстий типа «цилиндрическое»-«коническое» в стесненных условиях при выполнении сборочных операций.
Известно устройство для контроля соосности отверстий (а.с. СССР № 1392334, МПК G01B 5/24, опубликовано 30.04.1988 г.), содержащее корпус с узлом базирования, установленный в корпусе на шпиндель со штоком, подпружиненным вдоль его оси, и закрепленные на одном конце шпинделя измерительный щуп, а на другом отсчетный узел, взаимодействующий через шток с измерительным щупом. С целью расширения диапазона измерений, узел базирования выполнен в виде трехкулачкового механизма, кулачки которого внутренние и внешние рабочие поверхности и установлены с возможностью перемещения по направляющим в виде архимедовой спирали, измерительный щуп выполнен в виде ползуна, установленного с возможностью радиального перемещения относительно оси шпинделя, а шпиндель установлен в корпусе с возможностью возвратно-поступательного вдоль оси корпуса и вращательного перемещений.
Недостатками конструкции данного устройства являются невозможность проведения контроля соосности двух отверстий типа цилиндрического и конического в разных деталях в стесненных условиях при выполнении сборочных операций, невозможность определения направления несоосности без извлечения устройства, большая погрешности контроля за счет непрямого контакта средства измерения с контролируемой поверхностью.
Также из уровня техники известно устройство для контроля точности позиционирования (а.с. СССР № 1425433, МПК G01B 7/31, опубликовано 23.09.1988 г.), содержащее диэлектрическую втулку с внутренней конической расточкой, установленный с возможностью перемещения вдоль оси втулки электропроводный элемент, подключенный к нему одним полюсом источник питания, и последовательно соединенный с ним блок регистрации и сигнализации. С целью повышения точности контроля соосного позиционирования двух деталей устройство снабжено электропроводными контактными пластинами, размещенными в теле диэлектрической втулки перпендикулярно к ее оси на одинаковом расстоянии одна от другой и выполненными в виде плоских колец, поверхности которых расположены заподлицо с внутренней конической поверхностью тела втулки, контактные пластины подключены к входам блока сигнализации и регистрации, а электропроводный элемент выполнен цилиндрическим с внешним диаметром, равным наименьшему внутреннему диаметру электропроводной контактной пластины. Кроме того, с целью расширения функциональных возможностей путем определения направления несоосности, контактные пластины выполнены разрезными.
Данная конструкция устройства выбрана в качестве прототипа.
Недостатком конструкции данного устройства является проведение контроля путем обеспечения дискретного измерения несоосности двух деталей, а также большая погрешность контроля за счет отсутствия прямого контакта элементов устройства с контролируемыми поверхностями отверстий.
Технический результат, достигаемый от использования заявленного изобретения, заключается в возможности повышения точности контроля соосности двух отверстий типа цилиндрического и конического в разных деталях в стесненных условиях при выполнении сборочных операциях.
Дополнительный технический результат, достигаемый от заявленного изобретения, заключается в снижении трудоемкости при выполнении сборочных операций.
Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство для контроля соосности отверстий содержит корпус, вставленную в него втулку контактную с закрепленным внутри сердечником с вкрученным в его заднюю часть толкателем, имеющим на наружной поверхности резьбу и гайку, поджимающую сердечник через пружину, и заглушку, вкрученную в корпус, при этом задняя часть втулки контактной содержит шпоночный паз, контактирующий со шпонкой, установленной на корпусе, а передняя часть втулки контактной выполнена конической. Кроме того, устройство для контроля соосности отверстий дополнительно содержит установленные в передней части сердечника с помощью винтов, гаек и втулок резьбовых регулируемые кронштейны с установленными на них микропереключателями, взаимодействующими через пластинчатые пружины, закрепленные на внутренней цилиндрической поверхности втулки контактной, и щупы, вставленные в радиальные отверстия втулки контактной с контролируемой поверхностью отверстия, поводок вкрученный во втулку контактную и взаимодействующий со стержнем контактным индикатора линейных перемещений, закрепленного колодкой на корпусе, гайку накидную, притягивающую один конец патрубка к толкателю, а другой конец патрубка, являясь частью кронштейна блока электрического, удерживает с помощью гайки отсек батарейный, имеющий на торце индикаторы светодиодные, размещенные в соответствии с расположением  щупов, при этом связь в электроцепях устройства обеспечивается проводами и разъемом электрическим.
Сущность заявленного изобретения поясняется графическим материалами:
Фиг. 1 Устройство для контроля соосности отверстий.
Фиг. 2 Устройство для контроля соосности отверстий. Вид А
Фиг. 3 Устройство для контроля соосности отверстий. Вид Б
Фиг. 4 Устройство для контроля соосности отверстий. Разрез В-В
Устройство для контроля соосности отверстий состоит из блока механического 1, блока электрического 7 и индикатора линейных перемещений 6.
Блок механический 1 служит для контакта с поверхностями контролируемых отверстий в собираемых деталях и содержит корпус 21, к которому приварена планка 4 с колодкой 5 удерживающей индикатор линейных перемещений 6. Внутри корпуса 21 установлена с возможностью продольного перемещения втулка контактная 22 передняя часть, которой выполнена конической, а задняя часть содержит шпоночный паз, контактирующий со шпонкой 19 установленной на корпусе 21. Внутри втулки контактной 22 закреплен сердечник 20, удерживающий четыре кронштейна 23 с помощью винтов 24 и 26, гаек 25 и втулок резьбовых 27. На каждом кронштейне 23 с помощью винтов 35 закреплен микропереключатель 30 приводной элемент 44 которого контактирует с щупом 28, установленным в радиальном отверстии в стенке втулки контактной 22, перпендикулярном образующей конической поверхности. Щупы 28 дополнительно удерживаются в отверстиях с помощью пластинчатых пружин 29, закрепленных винтами 33 на внутренней цилиндрической поверхности втулки контактной 22. Торцевое отверстие втулки контактной 22 со стороны микропереключателей 30 закрыто заглушкой 31. Для удержания устройства на контролируемых деталях используются шпильки 32 и гайки 34.
Снаружи втулки контактной 22 в сердечник 20 вкручен толкатель 15, представляющий из себя патрубок, на наружной поверхности которого имеется резьба, на которую накручена гайка 16. Также на толкатель 15 надета пружина 18, поджатая к сердечнику 20 заглушкой 17, вкрученной в торец корпуса 21.
Для контроля продольного перемещения втулки контактной 22 используется поводок 2 вкрученный во втулку и взаимодействующий со стержнем контактным 3 индикатора линейных перемещений 6.
Блок электрический 7 служит для электропитания компонентов устройства и индикации включения (срабатывания) микропереключателей 30 и крепится к блоку механическому 1 с помощью гайки накидной 14 притягивающей патрубок 12 к толкателю 15. Патрубок 12, являясь частью кронштейна 10, удерживает с помощью гайки 9 отсек батарейный 8, внутри которого расположены батарейки (не показаны), а на торце установлены индикаторы светодиодные 36 и переключатель 37. Связи в электроцепях устройства обеспечиваются проводами 13 и электрическим разъемом 11. Конкретный светодиодный индикатор 36 сигнализирует о включении конкретного микропереключателя 30, что позволяет судить о направлении несоосности.
Устройство для контроля соосности отверстий работает следующим образом.
Устройство с помощью шпилек 32 и гаек 34 крепится на корпусе 38 контролируемого узла, при этом втулка контактная 22 центрируется по цилиндрическому отверстию в контролируемой втулке 39. Показания на индикаторе линейных перемещений 6 обнуляются. При вращении гайки 16 происходит перемещение толкателя 15, который двигает через сердечник 20 втулку контактную 22 в сторону конической поверхности 42 конического отверстия втулки 41 корпуса 40. В момент контакта щупов 28 с конической поверхностью 42 щупы нажимают на приводные элементы 44 микропереключателей 30, что в свою очередь приводит к замыканию цепи и загоранию соответствующего светодиодного индикатора 36, при этом контролируется величина продольного перемещения 43 контактной втулки 22 по показаниям индикатора линейных перемещений 6 за счет взаимодействия его контактного стержня 3 с поводком 2. Таким образом, контролируя нормированную величину продольного перемещения контактной втулки 22 и при этом, одновременное загорание всех светодиодных индикаторов 36 обеспечивают взаимное расположение контролируемых отверстий во втулках 39 и 41 в соответствии с требуемыми значениями. Если загорается только один из светодиодных индикаторов 36, что показывает направление несоосности, то необходимо сместить втулку 41 относительно втулки 39 в направлении соответствующего щупа 28 (микропереключателя 30).
Для настройки микропереключателей 30 на коническую поверхность контактной втулки 22 устройства надевается контрольный калибр-кольцо, при этом глубина вхождения конуса втулки устройства в контрольный калибр-кольцо должна составлять определенное значение, а суммарное пятно контакта должно быть не менее 50%, после чего ослабляются гайки 25. Вращением втулки резьбовой 27 осуществляется подъем каждого микропереключателя 30 до момента замыкания контактов, что регистрируется загоранием соответствующего светодиодного индикатора 36. Кронштейн 23 микропереключателя 30 закрепляется в этом положении затягиванием гаек 25.