CN101027534B - 带有不作旋转螺纹测杆的螺旋千分尺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种由分开测量主轴所构成的螺旋千分尺。所述的代表螺旋千分尺前部的螺纹测杆以放扭转的方式被固定在一个导向元件内。其后部则构建成一个具有相同直径的螺纹主轴。在此过程中，其被以一种轴向刚性，但可作旋转的方式连接到螺纹测杆。该测量主轴可以被某种采用传统的、刚性的、连续性测量主轴的螺旋千分尺所取代，而且，无需在螺旋千分尺内作任何实质性的设计变动，就能够组成一个不作旋转的测量主轴。

Description

带有不作旋转螺纹测杆的螺旋千分尺

本发明涉及到一种螺旋千分尺，其是专为安装或测量轴向尺寸而设计并使用的。

作为一种外径千分尺，螺旋千分尺，通常用于各种直径或者其他一维距离的精确测量，也就是说，也能够测量螺纹及类似物体的尺寸。在进行这些测量时，外径千分尺一般由两根螺纹测杆组成，并据此来定义它们之间的一个距离。其中至少有一根螺纹测杆是以某种可移动的方式予以支撑的。当通过一个测量系统储存某个距离变量时，可以用一个惯性驱动器来改变这两根螺纹测杆之间的距离。

通常，螺旋千分尺的各个表面被加工成能与平面相贴合，或者能够装备一个装置，用以夹持和拉紧量规的滑片。这些量规滑片，可以是包括球体、刀片或者其他适用于测量特殊工件轮廓的具有特定形状表面的任何物体。例如，进行螺纹测量时，要采用刀刃状的千分尺已为人所熟知，根据这一点，这些刀刃必须要与该特定的螺纹相适合。它们通常用来测量螺纹之间的螺距，并且被搁置在螺纹的齿侧面上。

在这种情况下，在当螺纹测杆在进行轴向调节过程中旋转时，要进行测量是很困难的。

此外，螺纹测杆的旋转可能造成螺纹测杆的表面磨损，特别是当所述的表面与磨料相接触的情况下更是如此。例如，如果将磨料也测量在内的话，当使用旋转的螺纹测杆时就会导致不希望产生的磨损。即使在螺纹测杆表面上所招致的最小的损伤，其也会造成测量误差。

同样的，当对敏感材料或其各个表面进行测量或测试时，旋转的螺纹测杆也会带来诸多不便。例如，螺纹测杆上的任何尖角都可能在拉过的表面上留下划痕，或者肉眼可见的痕迹，或者可能会损伤敏感表面，如在经修饰的表面上、柔软的表面上，以及其他类似的表面上，产生细小的切口，而这，也是无法接受的。

考虑到上述各种情况，本发明旨在提供一种采用不旋转螺纹测杆的螺旋千分尺。

现有的螺旋千分尺，作为生产过程中的一个组成部份，包括一根确定螺纹测杆外部直径的不作旋转的螺纹测杆。在生产各种不同类型的螺旋千分尺过程中，也就是说，在生产那些具有旋转螺纹测杆和那些具有不作旋转螺纹测杆的螺旋千分尺时，需要大量的同样的零部件。因此，本发明的目的就是要寻找一种带有不作旋转的螺纹测杆的螺旋千分尺，同样的理由，这种螺旋千分尺能够合成其他各种传统的采用旋转螺纹测杆的螺旋千分尺系统。

上述目的通过分别具有独立权利要求1，以及所权利要求2所述特征的螺旋千分尺来实现。

本发明的螺旋千分尺包括一根测量主轴，其被分为一根螺纹测杆和一根螺纹主轴。所述的螺纹测杆以一种不作旋转的方式得以支承，但却得到能够进行轴向移动的支撑方式。它们均在轴线方向上得到相继安置，并通过一个连接装置被相互连接在一起。该连接装置能够允许螺纹主轴相对于螺纹测杆进行旋转，当然，这个相对的运动将螺纹测杆在轴线方向上牢牢地连接到螺纹主轴上。所述的螺纹测杆和螺纹主轴均具有同等的外部直径，因此，这一整套组件就能够被某种传统的、连续性配置的、且能够进行旋转的测量主轴所取代。与其他各种传统设计的螺旋千分尺的唯一变化在于，这是一种带有抗扭转保护的千分尺，必须配置可进行轴向移动的螺纹测杆。例如，这种抗扭转保护，可以是在螺纹测杆上径向安置的一个螺纹销，所述的第一个带有顶端的螺纹销，延伸到螺纹测杆上开设的纵向凹槽内。但是，测量主轴，以及分配给该测量主轴的测量系统的驱动器，可能完全保持不作任何变动。即使是螺旋千分尺基座的外形，除了那个容纳那个用于抗扭转保护的接受孔之外，其他也可能仍然保持不变。总而言之，若在维持未使用这个接受孔的情况下，也就是说，当不使用(采用旋转的测量主轴时)，或者当所述的接受孔被某种填料柱塞封堵的情况下，还是可能使用完全相同的基座的。

参考本发明的一个特别实施例，在螺纹测杆的连接装置上设置了一个轴向螺纹孔，而螺纹主轴上设有一个环形槽。靠那个螺纹主轴相对应的部分就拥有一个直径，其应当小到足以将与其所匹配的部件装入所述的螺纹孔。在该环形槽内安置了一个螺纹套筒，所述的螺纹套筒是通过螺纹拧入螺纹孔的，因此，就将螺纹测杆固定在螺纹主轴上。也可以采用另一种效果不太优化的实施例，其安排可以是倒过来的，也就是说，在螺纹主轴上设有一个螺纹孔，而在螺纹测杆的延伸段上设置了环形槽。

可以在最后再将该螺纹套筒安装在环形槽上。参考第一个实施例，所述的螺纹套筒被设计成一个部件，并设置了一个侧向切口，这样，也许就能够将其从螺纹测杆或者测量主轴的圆柱体截面上滑过去了。所述的圆柱体截面相当于所述的环形槽的末端。在这样做的过程中，可能切口的宽度要大致符合上述圆柱体截面的直径，或者可以稍小一些。这样，螺纹套筒就能得以实现锁定与环形槽接合的结果。无论怎样，该螺纹套筒被安置在所述的环形槽内，而且，比较理想的是，在径向和轴向上都留下足够的间隙。该螺纹套筒可以采用金属材料或塑料材料制作。另一种方法是，可以采用两块相互匹配的贝壳状的半片组合成一个螺纹套筒(还是采用金属材料或塑料组成)，并将它们沿着纵向结合处组装在一起。合拢来，这两块纵向分割开的两半片螺纹套筒就能够安置在环形槽内，然后，再拧入螺纹测杆(或者测量主轴)的螺纹孔内。这两块半片螺纹套筒可以分开加工，也可以是整片加工后的同一螺纹套筒的两个部分。所述的这两个部分是由同一个零件相互分割开来的。例如，可以沿着预先指定的共有线将前分割开来。这些共有线的测定，可以采用名义上的各个共有点，也就是说，预制好各个反差弱的位置，由于它们有粗糙度，这样就能够确保该螺纹套筒这两个半片相互战斗机确切定位。

此外，另一种方法是，该螺纹套筒可以由具有某种外形轮廓的一个平面元件组成，将所述的平面元件围绕着上述环形槽的末端弯曲而成。同样的，还可以选择采用弹性材料来制作这个螺纹套筒，例如弹性的塑料材料等。在这种情况下，该螺纹套筒仍然可以制作成具有一个侧向切口的整片式套筒。该切口也许要比环形槽末端的直径略窄一些。也还可以将其设定成具有弹簧作用的构件，那么该切口就可缩小到一条纵向延伸的分割线，在这种情况下，螺纹套筒相对的两个切口面相互间紧靠在一起。

最好在螺纹套筒上安置一个逆向螺母，朝着带有螺纹孔的螺纹测杆端面方向将其拧紧。考虑到在安装位置相反的情况下，螺纹孔是设置在测量主轴内的，那么逆向螺母就应当朝着测量主轴的方向拧紧。通过对螺纹套筒在螺纹孔内的位置进行适当的调节，并采用拧紧逆向螺母的方式将其固定的方法，有可能实现让螺纹测杆紧紧靠着螺纹主轴，所述的紧靠是指两者之间几乎已经没有任何间隙了。在这种情况下，螺纹主轴仍然能够维持相对于螺纹测杆进行自由地转动。

最好能够在螺纹测杆上设置一个轴向孔，在该轴向孔内设有与螺纹套筒相对应的螺纹。反过来，该轴向孔最好能够设置成直通孔，这样，所述的轴向孔就可以一直贯通到螺纹测杆的暴露端面，并能够接受在该区域的各种不同的量规滑块杆。如果量规滑块是直接或者间接地与测量主轴的延伸段相接触的话，确实有助于提高螺旋千分尺的精度。通过下述的方法，就能够获得这种接触，例如，一直延伸至直通孔的那个受到螺纹主轴影响的延伸段，具有一个相应的正面基准参考表面，其作用可能相当于一个量规滑块杆的止动块。介绍一个更加复杂的实施例，在量规滑块杆潜在平面的两个端面和测量主轴的延伸段之间，没有实现直接的接触，但通过一个中间的物体，却可能形成它们之间的非直接接触，如通过一个球体。也许该球体会被推入所述的直通孔，其某一侧，将形成与螺纹主轴延伸段表面紧紧相靠的局面，而它的另一侧，则紧靠在量规滑块杆的表面。为了明确地定义该球体在该直通孔中的位置，有利于支承，所述的直通孔可以紧靠着环状轴肩，或者换句话来说，将其在轴线方向牢牢地固定住。理想的是，该阶进式直通孔在朝着其螺纹孔的方向上具有一个更大的直径，而在其量规滑块处的直径则更小一些。在这种情况下，螺纹主轴延伸段的端面就会压在球体上得到牢固的支承，并通过环形轴肩其在轴线方向上得到进一步的固定。这样，反过来，也有利于将螺纹主轴无间隙地定置在螺纹测杆上。

通过所附的相关的权利要求的说明，结合附图，将使本发明实施例的各种进一步优点揭示得更加清楚。这些附图揭示了本发明某个优选实施例。在附图中，

图1是本发明螺旋千分尺所揭示的包括一个螺旋千分尺的外形侧视图；

图2是图1所揭示的螺旋千分尺的外形剖视图，沿图1中A-A方向剖开；

图3是螺杆的透视分解图，所显示的是带有连接装置的螺纹测杆的局部视图；

图4是局部剖视分解图，所显示的是带有螺纹主轴的测量主轴，以及螺纹测杆和连接装置；

图5是测量主轴的纵向剖视图；

图6是测量主轴的截面视图，所显示的是测量主轴在与所述主轴的连接装置所在区域的结构。

图1显示了螺旋千分尺的外形，其包括一个托架形的基座2，带有螺纹测杆4的螺旋千分尺3，与其处于同一轴线且处于相对位置的是逆向一螺纹测杆5。该逆向螺纹测杆5和螺纹测杆4被支承在基座2的两条相对的悬臂上，所述的两条悬臂确定了嘴样开口之间的距离。尽管逆向一螺纹测杆5被刚性地附着于基座2，但螺纹测杆4则能够沿其轴线方向予以调节。通过一个装置6，能够启动一个惯性驱动器进行调节。通常情况下，这些装置包括一个小直径的圆柱形滚花手柄7，以及一个直径较大的，同样是圆柱形的滚花手柄8。依据手柄7或8的转动方向，螺纹测杆4可以朝着离开逆向一螺纹测杆5的方向移动，或者可以朝着逆向一螺纹测杆5的方向向前移动。通过一个施压一行程装置，手柄8作用于那个惯性驱动装置，例如，这个施压一行程装置可以采用一个相配的棘轮。

此外，基座2还支承着一个带有显示器11的测量装置9，可将该显示器设计成一种液晶显示屏(LCD)，用来以数字的、高精度的方式指示螺纹测杆4的轴向移动。控制元件12、13、14，以及测量装置9，都被安置在由基座2支承的壳体15上，可用来进行零位调整，以及在各种不同的长度单位之间进行转换。

正如图2所示，螺旋千分尺3包含了一个测量主轴16，该测量主轴由螺纹测杆4，以及螺纹主轴17组成。它们都经由一个连接装置18而被连接在一起。有关连接装置18的情况，将会在后续部分予以详细阐述。螺纹主轴17在螺旋千分尺3内得到可以转动的支承，并能够在螺旋千分尺内进行轴向移动。所述的螺纹主轴拥有一个圆柱形的基本形状，在其后部的端面上设有一个圆锥形的延伸段19，手柄7、8都安装在该延伸段19上。此外，在其紧靠延伸段19的端面上，设有一段外螺纹21。该段外螺纹21与设置在管状增设部分23上的内螺纹相啮合，管状增设部分23被固定在所述的基座2上。因此，当其被转动时，螺纹主轴17就会朝纵向移动，进入管状增设部分23。

如果要记录下螺纹主轴17的轴向移动量，就需要配置测量装置9。所述的测量装置与一个套筒26相连，该套筒配置了一个法览4，位于螺纹主轴17的圆滑的圆柱体区域25上。从图5可以清楚地看到，该套筒开有一个纵向延伸的凹槽27，该凹槽被设置在所述的套筒的内侧，而且里面设有一个承担滑块作用的螺纹销顶部28，该螺纹销被径向旋入螺纹主轴17的螺纹孔29内(参见图2)。在此过程中，就将套筒26以防扭转的方式连接到螺纹主轴17上。角度传感器32的半合部分31被由法兰24支承，所述的半部分合31处被定位于直接面对着属于角度传感器32的第二个半合部分33的正对面处，所述的半合部分33设置成固定状态。半合部分31、33两者之间的相对扭曲，会受到一个电子监测器和分析电路的探测，并会被转换成纵向尺寸数值，在显示屏11上予以指示。

正如图4和图5所揭示的，螺纹测杆4具有一个经优化的筒形外形。该螺纹测杆具有一个圆柱状的外形，并配置了一个孔34，该孔经优化设计成为一个阶梯式直通孔。在直通孔34面对螺纹主轴17的一侧，设置有一段内螺纹35。所述的直通孔34通常被用于连接螺纹测杆4和螺纹主轴17，因此，其实质上是连接装置18的一个组成部份。在图4中，可以特别清晰地看到这段内螺纹。

螺纹主轴17有一个延伸段36，该延伸段与所述的主轴同一轴线，一直延续进入直通孔34，并安置在直通孔34内，且里面带有间隙。延伸段36设置有一个平面37，它的圆柱形所形成的表面带有间隙地位于直通孔34内。延伸段36的直径明显小于螺纹主轴17的横截面25，并直接与25区域相邻接，也就是，实际上，在延伸段36的起始处，一条宽宽的环形槽38上设置了一个相适应的圆柱形末端39。所述的环形槽38通常用来固定螺纹套筒41，该螺纹套筒也是连接装置18的一个组成部份。上述的螺纹套筒41设有一段外螺纹42，其与内螺纹35相匹配，这样，当所述的套筒被安置在环形槽38内时，就能够将螺纹测杆4拧在螺纹套筒41上面了。

该螺纹套筒41上有一段内径，其略大于环形槽末端直径38。此外，所述的螺纹套筒41也略短于环形槽38的轴向延伸长度，也就是说，略短于环形槽38的两个环形侧面之间的距离。螺纹套筒41设有一个侧向切口43，该切口的宽度应足够大到能够允许将螺纹套筒41横向安置在环形槽38内。图6的图解已经阐明这一切。因此，切口43的宽度与末端直径39相适应。在优选的实施例中，该切口的宽度略小于末端直径39，这样，当将其安置在环形槽38内时，螺纹套筒41就能够锁定咬合。如果需要避免此类的咬合效应，那么该切口43也许应当制作得更宽一些。

连接装置18最佳的组成还应当包括一个逆向螺母44，其应当与螺纹套筒41相匹配。逆向螺母44上设有一段外径，其尺寸略小于横截面25。在逆向螺母44的外部圆周上设有一个或多个面45、46，这样，在需要时就能够在上面放置工具，将逆向螺母44朝着螺纹测杆4的方向拧紧。

在螺纹测杆4的外侧，开有一个纵向延伸凹槽47，螺纹销48的顶端就伸入该槽内。这个螺纹销起到了一个防扭曲的保护作用，所以，螺纹测杆4就能够沿着轴线方向移动。正如图2所示，其当然是不作旋转地位于在基座2内，或者座落在相应的导向座49内。

如图5所示，一个球体51被安置在直通孔34中，紧靠着它的是延伸段36的一侧端面37，而反过来，其被搁置在一个轴肩52上，该轴肩是因直通孔34缩小的内径而产生的。球体51是被按压入直通孔34当中去的。

螺纹测杆4还带有一个量规滑块53，该滑块带有一个圆柱形销杆54。采用最小的间隙将圆柱形销杆54装入直通孔34内。该圆柱形销杆带有一个经优化的平面55，其紧靠在球体51上。这样，球体51就能够传递量规滑块53和螺纹主轴17之间的精确的轴线移动位置。在此过程中，量规滑块53与螺纹测杆4的端面处于不相邻的位置。

参考图2所示的螺旋千分尺外形1的实施例，详细介绍本发明。这是一个带有一个平面封闭形螺纹测杆4和一个逆向螺纹测杆5的螺旋千分尺3。相应的导向滑块56，插在螺纹测杆4内，紧靠着螺纹测杆4的端面。它的销杆并未与球体51相接触。

螺纹主轴16是按以下的步骤安装的：

首先，在螺纹主轴17上配置上螺纹套筒41，所述的螺纹套筒被安置在环形槽38上。然后，以防扭转的方式支承该螺纹套筒41，并拧入逆向螺母44。随后，再在螺纹套筒44上旋入螺纹测杆4，直至螺纹主轴17以最小的间隙顶住螺纹测杆4。并使螺纹主轴以最小的间隙位于螺纹套筒41和球体51的中间。在这种情况下，再将逆向螺母44拧紧。因此，就可获得一个就拥有外形全部都是圆柱体的轮廓会持续不变的直径尺寸的测量主轴16。由此，其前部的防扭转部件就由螺纹测杆4组成，而其后部的可旋转部件则由螺纹主轴17组成。当其运行时，螺纹测杆4是不作旋转的，被螺纹销48固定住了，而这样，也就可以利用纵向槽凹槽47形成一个抗扭曲的保护。配置了测量装置9，以及螺纹驱动装置的螺旋千分尺具有一根旋转的测量主轴。根据本发明，该测量主轴16已被分开了，必要时，可以采用一个连续的刚性的测量主轴予以替换。在这种情况下，为了将螺旋千分尺转换成具有旋转主轴的螺纹千分尺，只要拆除螺纹销48就行了。

本发明的螺旋千分尺包括一根被分开的测量主轴16，相对于所述的螺旋千分尺的前部，螺纹测杆4以防扭转的方式被固定在一个导向元件内。后部区域配置成一个具有相同直径的螺纹主轴。在这种情况下，其以一种轴向刚性但可旋转的方式被连接到螺纹测杆4。该测量主轴16也可以被替换为一种采用传统的、刚性的、连续型的测量主轴的螺旋千分尺。而且，其结果是，无需在螺旋千分尺内作任何实质性的设计变动，就能够组成一个不作旋转的测量主轴。

Claims (20)

1.一种螺旋千分尺(3)，包括：

一根测量主轴(16)，分为一根不作旋转的并轴向移动的被支撑的螺纹测杆(4)和一根带螺纹的主轴(17)，该螺纹主轴通过一个联接装置(18)转动地连接在螺纹测杆(4)上，

所述的螺纹主轴(17)或者螺纹测杆(4)设有一个带内螺纹(35)的轴向孔(34)，而螺纹测杆(4)或者螺纹主轴(17)上设有一条环形槽(38)，环形槽内安装一个带有侧向切口(43)的螺纹套筒(41)，所述的套筒被旋在内螺纹(35)内。

2.根据权利要求1所述的螺旋千分尺，其特征在于所述的螺纹测杆(4)和螺纹主轴(17)具有完全相同的外径，且相继被安置在同一轴线上，在轴线方向上相邻接。

3.根据权利要求2所述的螺旋千分尺，其特征在于所述的螺纹主轴(17)与一个防扭矩螺纹(22)相啮合，以一种相对于框架(22)轴向不可移动的方式得以支承。

4.根据权利要求1或2所述的螺旋千分尺，其特征在于所述的螺纹主轴(17)与一个用于检测螺纹主轴(17)旋转的测量装置(9)相连接。

5.根据权利要求2所述的螺旋千分尺，其特征在于所述的螺纹测杆(4)上开有一个轴向孔。

6.根据权利要求5所述的螺旋千分尺，其特征在于所述的轴向孔(34)是一个带有轴肩(52)的直通孔。

7.根据权利要求6所述的螺旋千分尺，其特征在于在所述的直通孔(34)内安置了一个球体(51)，且由所述的轴肩(52)予以支撑。 

8.根据权利要求7所述的螺旋千分尺，其特征在于所述的球体(51)形成了一个基准面，以进行各种千分尺滑块(53)的调换。

9.根据权利要求5所述的螺旋千分尺，其特征在于所述的轴向孔(34)在其面向螺纹主轴(17)的端面上，带有一段内螺纹(35)。

10.根据权利要求2所述的螺旋千分尺，其特征在于所述的螺纹主轴(17)，在毗邻螺纹测杆(4)处，设有一段外径与螺纹测杆(4)相适应。

11.根据权利要求5所述的螺旋千分尺，其特征在于所述的螺纹主轴(17)有一个轴向延伸段(36)，该延伸段一直延长至轴向孔(34)。

12.根据权利要求11所述的螺旋千分尺，其特征在于所述的轴向延伸段(34)紧靠一个球体(51)。

13.根据权利要求11所述的螺旋千分尺，其特征在于在所述的轴向延伸段(34)上设置了环形槽(38)。

14.根据权利要求2所述的螺旋千分尺，其特征在于所述螺纹套筒(41)的侧向切口(43)所具有的宽度，足以允许将螺纹套筒(41)横向放置在环形槽(38)内。

15.根据权利要求14所述的螺旋千分尺，其特征在于所述的侧向切口(43)，若按其圆周方向进行测量，其拥有的宽度尺寸与环形槽(38)的内径完全相等。

16.根据权利要求14所述的螺旋千分尺，其特征在于所述的侧向切口(43)，若按其圆周方向进行测量，其拥有的宽度略小于环形槽(38)的内径，以便能够锁定螺纹套筒(41)与环形槽(38)的咬合。

17.根据权利要求2所述的螺旋千分尺，其特征在于所述的螺纹套筒(41)在其轴线方向上被分开。

18.根据权利要求2所述的螺旋千分尺，其特征在于所述的螺纹套筒(41)上设有一个逆向螺母(44)。

19.一种螺旋千分尺标准组件系统，包括：

一根第一测量主轴(16)，带有不作旋转而被支撑的螺纹测杆(4)，且与一根螺纹主轴(17)毗连，该螺纹主轴通过一个联接装置(18)转动地连接在螺纹测杆(4)上，

所述的螺纹主轴(17)或者螺纹测杆(4)设有一个带内螺纹(35)的轴向孔(34)，而螺纹测杆(4)或者螺纹主轴(17)上设有一条环形槽(38)，环形槽内安装一个带有侧向切口(43)的螺纹套筒(41)，所述的螺纹套筒被旋在内螺纹(35)内；

一根带有螺纹测杆(4)的第二测量主轴与螺纹主轴(17)以刚性方式相互连接；而且

在一个基座(2)上，安置了一个用于检测测量主轴旋转的测量系统，其具有一个直通孔，能够选择性地接受所述第一和第二两根测量主轴中的任意一根。

20.根据权利要求19所述的螺旋千分尺标准组件系统，其特征在于所述的螺纹测杆(4)，得以不作旋转的支撑，螺纹主轴(17)与螺纹测杆(4)的外径完全相同，且相继被安置在同一轴线上，在轴线方向上相邻接。 

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