一种测量锥孔口径的千分尺及其测量方法技术

本发明专利技术公开了一种测量锥孔口径的千分尺，它包括左右两个测量爪、手柄、锁紧螺钉、固定套筒、微分筒、测力装置、测微螺杆；左边的测量爪为固定测量爪，右边的测量爪为活动测量爪，左右两个测量爪与被测量工件锥孔的接触面即测量面为斜圆柱面或者球面。其中，当左右两个测量爪与测量工件的接触面为斜圆柱面时，测量爪可以分为上下两部分，下部为基体Ⅰ，上部为测量杆，基体Ⅰ的上部为止口平台，测量杆为斜圆柱，斜圆柱的轴心线过基体Ⅰ的轴心线、且与基体Ⅰ的轴心线之间的夹角为α，α＝90°+θ/2，θ＝2tan

【技术实现步骤摘要】
一种测量锥孔口径的千分尺及其测量方法
本专利技术涉及精密测量的量具，特别涉及锥孔口径的精密测量量具。
技术介绍
圆锥配合具有较高的同轴度，较好的调整性、自锁性与密封性，应用很广泛，但它结构复杂，加工与检验比较困难。虽然检验方法也很多，但效果较差。不管是采用万能工具显微镜、三坐标仪等直接测量；还是用量规检验或者是通过正弦规、钢球等间接测量都存在局限性：第一，用量规检验锥孔，对于单件小批生产的锥孔检验不适用，也不经济；直径较大的锥孔用量规，因为量具太重，在制造过程中进行在线测量操作上有困难；第二，其他检测方法需要专用设备，甚至要到专门区域的专用设备才能检测，除了效率低、工作量大以外，更不能实现在线主动测量，只能事后被动测量。而其他能查到的检测方法，在精度、方便性与成本方面均存在问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是提供一种测量锥孔口径的千分尺及其测量方法。本专利技术千分尺质量轻、操作简单、测量精度高，在单件小批生产的圆锥内孔(尤其是直径较大的锥孔)加工过程中时能主动测量锥孔直径即实现在线检测。另外，使用本专利技术的千分尺检测效率高、成本较低。本专利技术一种测量锥孔内径的千分尺，它包括左右两个测量爪、手柄、锁紧螺钉、固定套筒、微分筒、测力装置、测微螺杆；左边的测量爪为固定测量爪，右边的测量爪为活动测量爪，左右两个测量爪与被测量工件锥孔的接触面即测量面为斜圆柱面或者球面。进一步地，当左右两个测量爪与测量工件的接触面为斜圆柱面时，测量爪可以分为上下两部分，下部为基体Ⅰ，上部为测量杆，基体Ⅰ的上部为止口平台，测量杆为斜圆柱，斜圆柱的轴心线过基体Ⅰ的轴心线、且与基体Ⅰ的轴心线之间的夹角为α，α＝90°+θ/2，θ＝2tan-1(C/2)，C为测量工件锥孔的锥度；测量杆与基体Ⅰ为整体式。进一步地，当左右两个测量爪与测量工件的接触面为斜圆柱面时，测量爪可以分为大小两块，大块为基体Ⅱ、小块为测量体，基体Ⅱ的上部为止口平台且设置有斜圆柱孔，测量体为斜圆柱、其镶嵌在基体Ⅱ的斜圆柱孔内，斜圆柱的轴心线过基体Ⅱ的轴心线，且与基体Ⅱ的轴心线之间的夹角为α，α＝90°+θ/2，θ＝2tan-1(C/2)，C为测量工件锥孔的锥度；测量体与基体Ⅱ为分体式。进一步地，当左右两个测量爪与测量工件的接触面为斜圆柱面时，测量爪可以分为左右两部分，右部为基体Ⅲ，其最右端为直面、其左端的上部为一段斜圆柱，左部为止口平台，其连接在斜圆柱的下面；斜圆柱相对于基体Ⅲ的轴线前后对称；斜圆柱最右侧的外素线与基体Ⅲ的轴心线之间的夹角为α，α＝90°+θ/2，θ＝2tan-1(C/2)，C为工件锥孔的锥度；测量平台与基体Ⅲ为整体式。进一步地，斜圆柱即测量柱的外侧测量角α＝90°+θ/2：式中α为在测量柱轴心线与固定套筒轴线所在平面内测量，即外侧素线与固定套筒轴线在测量外侧的夹角；θ为锥孔的锥角，θ＝2tan-1(C/2)；C为锥孔的锥度如1：5、1：10、1：15、1：30......等；左右两个测量爪上的止口平台在同一平面上，并与固定套筒轴线平行。进一步地，当左右两个测量爪工件的接触面为球面时，测量爪分为上下两部，下部为基体Ⅳ，上部为测量球体，基体Ⅳ的上部为止口平台，测量球体的主体是球形Sd，其上下面、内侧均被截平，测量球体通过螺钉固定在止口平台上，螺钉的轴心线向内侧与竖直线之间的夹角为β，β约为5°至25°之间；左右两个测量爪上的止口平台在同一平面上，并与固定套筒轴线平行。。进一步地，测量爪还包括调整垫，调整垫设置在测量球体的内侧面与基体Ⅳ之间。使用斜圆柱面型式的测量爪测量锥孔的方法：测量爪上的止口平台紧靠在工件锥孔的外端面上、斜圆柱即测量柱的外侧素线贴在锥孔内壁上，测量柱轴心线及固定套筒轴线所确定的平面通过工件的轴线，测得的最大值即为锥孔孔口的直径；使用球面型式的测量爪测量锥孔的方法：测量爪上的止口平台紧贴工件锥孔的外端面滑动，且测量球的球面Sd两侧贴于锥孔素线；读取千分尺显示的读数K再加上特定值Δ即是锥孔口径，即锥孔口径D＝K+Δ，Δ＝d·[tan(45°+θ/4)-1]-(d-2h)·tan(θ/2)，θ＝2tan-1(C/2)，(C为锥孔的锥度)；其中Δ是一个可事前计算的固定值，与工件实际锥度与测量头结构有关。进一步地，测量球体的球心与其下截面之间的高为h，测量球体的球径为d，θ为锥角，即θ＝2tan-1(C/2)，C为锥孔的锥度；EE＇长为锥孔的口径D，用圆柱形普通校规所校准的测量球体外侧直径G与G＇的距离是K，过测量球体的球心O做直径为d的圆，其与梯形腰相切于F，圆心O与EE＇的距离为h，作直径为d的圆的切线与EE＇平行，A为切点，切线交FE的延长线于H，过E点作AH的垂线EJ，连接OA、OG、OF及OH。H＇与H对称；HH＇为假定直径D1；则∠HEJ＝∠FOG＝θ/2；∠AOH＝∠FOH＝(90°+θ/2)/2＝45°+θ/4；D1＝K-2GO+2AH＝K-d+2OA·tan∠AOH＝K+d·[tan(45°+θ/4)-1]；D＝D1-2JH＝D1-2EJ·tan(θ/2)＝D1-2(d/2-h)·tan(θ/2)＝K+d·[tan(45°+θ/4)-1]-(d-2h)·tan(θ/2)即D＝K+Δ(1)式中Δ＝d·[tan(45°+θ/4)-1]-(d-2h)·tan(θ/2)(2)θ＝2tan-1(C/2)，(C为锥孔的锥度)。本专利技术提出的技术方案是：将锥孔的圆锥误差与直径误差分开检测，即在工件尚有余量时，通过有效途径精确测量出并修正锥度或锥角，直至锥度、圆度合格而保持一定精加工余量后；然后在精加工过程前，用本专利技术千分尺测量大端孔口直径，确定精加工的切削深度，直至孔口直径达到要求。本专利技术千分尺的有益效果是：千分尺质量轻、操作简单、测量范围宽、测量精度高，特别适合于单件小批、高精度、大尺寸锥孔的在线主动测量，大大提高了产品的加工效率和合格率。另外，使用本专利技术的千分尺检测效率高、成本较低。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步说明：图1是本专利技术测量锥孔口径的千分尺的结构示意图；图2是本专利技术凸柱头型式的千分尺测量头；图3是图2的左视图；图4是图2的俯视图；图5是本专利技术镶柱头型式的千分尺测量头；图6是图5的俯视图；图7是本专利技术柱面头型式的千分尺测量头；图8是图7的俯视图；图9是本专利技术球型的千分尺测量头结构图一；图10是图9的俯视图；图11是本专利技术球型的千分尺测量头结构图二；图12是图11的俯视图；图13是本专利技术球型测量头的千分尺的测量计算图；图14是本专利技术柱型的千分尺测量头的加工工装的示意图；图15是图14的俯视图；图16是图14的左视图；图17是本专利技术柱型的千分尺测量头的加工柱头的示意图。具体实施方式实施例1如图1所示，本专利技术一种测量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量锥孔口径的千分尺，其特征是：它包括左右两个测量爪(6)、手柄(7)、锁紧螺钉(8)、固定套筒(10)、微分筒(11)、测力装置(12)、测微螺杆(13)；左边的测量爪(6)为固定测量爪，右边的测量爪(6)为活动测量爪，左右两个测量爪(6)与被测量工件(1)锥孔的接触面即测量面(3)为斜圆柱面或者球面。/n

【技术特征摘要】
1.一种测量锥孔口径的千分尺，其特征是：它包括左右两个测量爪(6)、手柄(7)、锁紧螺钉(8)、固定套筒(10)、微分筒(11)、测力装置(12)、测微螺杆(13)；左边的测量爪(6)为固定测量爪，右边的测量爪(6)为活动测量爪，左右两个测量爪(6)与被测量工件(1)锥孔的接触面即测量面(3)为斜圆柱面或者球面。


2.根据权利要求1所述的千分尺，其特征是：当左右两个测量爪(6)与测量工件的接触面为斜圆柱面时，测量爪(6)可以分为上下两部分，下部为基体Ⅰ(610)，上部为测量杆(611)，基体Ⅰ(610)的上部为止口平台(5)，测量杆(611)为斜圆柱，斜圆柱的轴心线过基体Ⅰ(610)的轴心线、且与基体Ⅰ(610)的轴心线之间的夹角为α，α＝90°+θ/2，θ＝2tan-1(C/2)，C为测量工件锥孔的锥度；测量杆(611)与基体Ⅰ(610为)整体式。


3.根据权利要求1所述的千分尺，其特征是：当左右两个测量爪(6)与测量工件的接触面为斜圆柱面时，测量爪(6)可以分为大小两块，大块为基体Ⅱ(620)、小块为测量体(621)，基体Ⅱ(620)的上部为止口平台(5)且设置有斜圆柱孔，测量体(621)为斜圆柱、其镶嵌在基体Ⅱ(620)的斜圆柱孔内，斜圆柱的轴心线过基体Ⅱ(620)的轴心线，且与基体Ⅱ(620)的轴心线之间的夹角为α，α＝90°+θ/2，θ＝2tan-1(C/2)，C为测量工件锥孔的锥度；测量体(621)与基体Ⅱ(620)为分体式。


4.根据权利要求1所述的千分尺，其特征是：当左右两个测量爪(6)与测量工件的接触面为斜圆柱面时，测量爪(6)可以分为左右两部分，右部为基体Ⅲ(630)，其最右端为直面、其左端的上部为一段斜圆柱，左部为止口平台(5)，其连接在斜圆柱的下面；斜圆柱相对于基体Ⅲ(630)的轴线前后对称；斜圆柱最右侧的外素线与基体Ⅲ(630)的轴心线之间的夹角为α，α＝90°+θ/2，θ＝2tan-1(C/2)，C为工件锥孔的锥度；测量平台(5)与基体Ⅲ(630)为整体式。


5.根据权利要求2、3、4任一所述的千分尺，其特征是：斜圆柱即测量柱的外侧测量角α＝90°+θ/2：式中α为在测量柱轴心线与固定套筒(10)轴线所在平面内测量，即外侧素线与固定套筒(10)轴线在测量外侧的夹角；θ为锥孔的锥角，θ＝2tan-1(C/2)；C为锥孔的锥度如1：5、1：10、1：15、1：30......等；左右两个测量爪上(6)的止口平台(5)在同一平面上，并与固定套筒(10)轴线平行。


6.根据权利要求1所述的千分尺，其特征是：当左右两个测量爪(6)工件的接触面为球面时，测量爪(6)分为上下两部，下部为基体Ⅳ(640)，上部为测量球体(641)，基体Ⅳ(640)的上部为止口平台(5)，测...

【专利技术属性】
技术研发人员：周先宏，肖士喜，贾甫，
申请(专利权)人：泰尔重工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34