CN102840806B - 小尺寸零件长度手工精密修整尺寸控制的方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明所述的涉及一种小尺寸零件长度手工精密修整尺寸控制的方法与装置，使滑台通过导向块沿基座上一个相匹配的导向槽向基座的基准面方向移动；采用千分头作为零件的送进机构，实现零件尺寸修整时的精密控制；侧头锥度与滑台接触面斜度之和为90°，以确保线面接触，采用点、面或线、面接触确保尺寸传递的准确性；如要实现同尺寸传递，则侧头与滑台接触面均为45°，就能够利用等边直角三角形两直角边相等的原理实现垂直方向的尺寸控制；利用弹簧实现回程消隙。还通过百分表数据变化读取修整量，便于实时查看修整尺寸。因此，本发明能够实现零件修整时对工件的精密送进，并实现即时在线测量。

Description

小尺寸零件长度手工精密修整尺寸控制的方法与装置

技术领域

本发明公开了一种采用手工方法达到长度精密修整时尺寸控制的方法与装置，尤其适用于在微小范围内对长度进行修整的场合，属微细送进、机械测量、钳工装配、机械加工等技术领域。

背景技术

目前，对零件长度修整的尺寸控制方法与装置，主要有：一是在数控加工机床上加工，采用伺服控制实现加工量的控制；二是手工调整，采用如契块等，通过调整后再用工具测量实现尺寸控制；三是采用微位移装置，如压电陶瓷电致伸缩器等。

上述的数控加工，虽然能够精确的控制修整量，但所用的设备费用高、体积大，操作过程复杂，加工周期长，且不适应实时加工。特别是在有尺寸匹配的场合，往往要求修整后立即能进行匹配，修整反复次数较多，数控加工不能灵活适用，此时一般需要采用手工的方法对修整量进行精密控制。

而在长度尺寸的手工修整过程中，比较重要的环节是尺寸的测量和对修整量的控制。常用的测量手段是游标卡尺和千分尺，为控制修整量，通常是将零件用虎钳夹持，然后用锉刀等尖锐工具修整，这种方法很难对修整量进行精确控制。

为实现更为精密的控制，市售产品中也有利用压电和电致收缩的原理制成的微位移器，但该仪器相当精密，价格昂贵，常应用于微、纳米级场合。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对小尺寸零件在长度精密修整时尺寸能够实时动态控制的方法与装置，可以实现零件修整时对工件的精密送进，并实现即时在线测量。

为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是提供一种小尺寸零件长度手工精密修整尺寸控制的装置，其中包含一个测量机构，以及与所述测量机构配合设置及使用的一个送进机构；

所述送进机构进一步配合设置有：基座，滑台及千分头；

其中，所述滑台上设置的导向块，嵌入至所述基座上一个相匹配的导向槽内，以使滑台能够沿导向槽向基座的基准面方向移动；

所述滑台还与等待测量及修整的工件固定连接，当所述工件随滑台一起移动至修整位置时，能够使该工件上一个待修整部分位于所述基座的基准面的一侧，而使该工件的其他部分位于所述基准面的另一侧；

所述千分头与基座相连接，该千分头前端的推进杆与一个侧头以过盈方式配合连接，以使该侧头随推进杆同步转动，通过所述侧头与所述滑台的接触面相接触，从而推动滑台及工件进行移动；

所述测量机构进一步包含用以分别测量所述基座的基准面以及所述工件上待修整部分的端面的一个百分表。

所述基座进一步包含水平的顶板和底板，所述顶板和底板之间竖直设置的第一侧板，以及与所述第一侧板间隔布置，并且竖直设置在所述底板其中一端之上的第二侧板。

所述导向槽开设在基座的第一侧板上，并且该导向槽向上延伸并贯穿基座顶板的对应位置；

当滑台沿导向槽向上移动到测量位置或修整位置后，通过设置水平贯穿所述基座的第一侧板及滑台的一个锁紧螺钉，将滑台固定连接到基座上。

所述送进机构还设有压板，将所述工件置于所述滑台上一个相匹配的安装槽后，使所述压板覆盖所述工件及所述安装槽周边的滑台部分，并通过设置一个穿过所述压板及滑台的螺钉，将工件固定连接在滑台上；

在所述基座的顶板上还设有通孔，随滑台上移的工件顶部上的待修整部分，能够进一步从该通孔中穿过并高于基座顶板的顶面设置。

所述千分头前端的推进杆及侧头水平穿过所述基座第二侧板上开设的通孔而位于该第二侧板的一侧，使得所述千分头后端的粗调旋钮及细调旋钮位于该第二侧板的另一侧；并且，通过设置从下方穿入第二侧板的螺钉，将所述千分头与所述基座固定连接；

所述侧头前端的锥度与所述滑台的接触面斜度之和为90°。

优选的，所述侧头前端的锥度与所述滑台的接触面斜度分别为45°。

所述滑台与基座之间设置有实现回程消隙的弹簧，所述滑台中开设有安装孔来放置该弹簧。

所述百分表下部的轴套穿设在一个表架顶部的安装孔处，通过从侧面穿过表架顶部的螺钉实现对百分表的紧固，使得百分表中位于轴套下的测杆及测杆底部的接触球穿过表架顶面悬空设置；而百分表上部的表圈则位于表架的上方，方便操作及读数；当表架置于基座的基准面时，通过接触球测量所述基准面及工件表面。

本发明的另一种方案是提供一种对小尺寸零件长度手工精密修整尺寸控制的方法，使用上述的装置实现，所述方法分为修整前对所述装置的测量机构与送进机构进行组装的步骤A，以及使用该装置对工件的尺寸进行测量及修整的步骤B；

其中，进行工件测量及修整方法的步骤B进一步包含如下步骤：

步骤B1，调节千分头后端的粗调旋钮和精调旋钮，带动千分头前端的推进杆水平运动，进而通过推进杆前端过盈配合的侧头，推动固定连接了所述工件的滑台向上移动；

步骤B2，将基座顶板的顶面作为基准面，与百分表设置的接触球接触后，记录读数；

步骤B3，再将接触球与工件待修整部分的端面接触，记录该读数与前一次读数的差值；

步骤B4，根据两次读数的差值，再次调节千分头的粗调旋钮和精调旋钮，使工件进一步随滑台向上移动，直至工件待修整部分的端面高出基座基准面的高度△h等于所需修整的尺寸；

步骤B5，采用外部工具将工件高出基准面的部分修掉，实现尺寸修整的目的。

工件修整前分别组装测量机构与送进机构的步骤A，进一步包含以下步骤：

步骤A1，将百分表安装到表架上，拧紧穿过表架的螺钉实现对百分表的固定，使得所述百分表底部的接触球穿过表架顶面悬空设置，等待进行后续测量，而使百分表上部的表圈则位于表架的上方，方便操作及读数；

步骤A2，将待修整的工件置于滑台的安装槽中，使所述压板覆盖所述工件及所述安装槽周边的滑台部分后，拧紧穿过所述压板及滑台的螺钉，将工件固定连接在滑台上；

步骤A3，将滑台的导向块与基座上的导向槽啮合，再将消隙用的弹簧置于滑台的安装孔中；移动滑台到达设定位置后，用一个锁紧螺钉将滑台固定连接到基座上；

步骤A4，将侧头用过盈方式与千分头前端的推进杆配合连接；将所述千分头前端的推进杆及侧头水平穿过所述基座第二侧板上开设的通孔而位于该第二侧板的一侧，使得所述千分头后端的粗调旋钮及细调旋钮位于该第二侧板的另一侧；并且，通过从下方穿入第二侧板的螺钉，将所述千分头与所述基座固定连接；

至此完成修整前对整个装置的组装工作。

与现有技术相比，本发明所述的小尺寸零件长度手工精密修整尺寸控制的方法与装置，其优点在于：本发明采用千分头作为零件的送进机构，实现零件尺寸修整时的精密控制；通过百分表数据变化读取修整量，便于实时查看修整尺寸；侧头锥度与滑台接触面斜度之和为90°，以确保线面接触，采用点、面或线、面接触确保尺寸传递的准确性；如要实现同尺寸传递，则侧头与滑台接触面均为45°，就能够利用等边直角三角形两直角边相等的原理实现垂直方向的尺寸控制；利用弹簧实现回程消隙。因此，本发明能够实现零件修整时对工件的精密送进，并实现即时在线测量。

附图说明

图1是本发明所述小尺寸零件长度手工精密修整尺寸控制装置中测量机构的结构示意图；

图2是本发明所述小尺寸零件长度手工精密修整尺寸控制装置中送进机构的结构示意图；

图3是图2所示送进机构的结构分解图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明所述的小尺寸零件长度手工精密修整尺寸控制的装置，包含一测量机构，以及与之配合设置及使用的一送进机构。

如图1所示，所述测量机构包含百分表1、表架2和紧固螺钉3。将百分表1安装到“几”字型的表架2上，使百分表1下部的轴套穿设在表架2顶部的安装孔处，从侧面穿过表架2顶部的螺钉3拧紧后实现对百分表1的紧固，此时百分表1中位于轴套下的测杆及测杆底部的接触球穿过表架2顶面悬空设置，用于后续对工件的测量；而百分表1上部的表圈等则位于表架2的上方，方便操作及读数。

配合参见图2、图3所示，所述的送进机构设有大致为“工”字型的一基座5，该基座5中包含水平的顶板5-3、底板5-4，顶板5-3和底板5-4之间竖直设置的第一侧板5-5，以及与第一侧板5-5间隔一定距离、竖直设置在该底板5-4一端上的第二侧板5-6。

所述的送进机构还设有滑台9、压板7和螺钉8。在所述滑台9上设有的T型的导向块9-2，与所述基座5的第一侧板5-5上沿竖直方向开设的T型的导向槽5-2相匹配，并能够使该导向块9-2嵌入在导向槽5-2内，便于滑块9的上下滑动。在其他的实施例中也可以使用带有V型槽的基座和对应设有V型导向块的滑块来实现类似的作用。滑台9在基座5中使用弹簧13实现回程消隙，在滑台9中沿竖直方向开设有安装孔9-3，将弹簧13置于该安装孔9-3内。

在所述滑台9上开设有安装槽9-1，其与待修整的工件6的形状尺寸相匹配。将工件6置于该安装槽9-1内以后，用压板7从外侧覆盖工件6及安装槽9-1附近的位置，并使用螺钉8穿过压板7及滑台9后，将工件6固定连接在滑台9上。此时，工件6的顶部应当高出滑台9的顶部有一定的距离。T型导向槽5-2向上延伸并贯穿基座5顶板5-3的对应位置。当滑台9沿导向槽5-2向上移动到确定位置后，使得一锁紧螺钉4水平贯穿基座5的第一侧板5-5及滑台9，将滑台9固定到基座5 上。在基座5的顶板5-3上还设有通孔，该通孔的位置与随滑台9上移的工件6位置相对应，使得工件6顶部上高出滑台9的那部分能够进一步从该通孔中穿过，便于后续的测量及修整。

千分头11后端为粗调旋钮11-1及细调旋钮11-2，前端的推进杆11-3与侧头10用过盈方式连接，以确保侧头10与推进杆11-3的同轴度。千分头11的推进杆11-3及侧头10部分水平穿过基座5第二侧板5-6上开设的通孔，使得侧头10前部与滑台9的底部相接触。一螺钉12从下方穿入第二侧板5-6并拧紧后，实现对千分头11的紧固。

调节千分头11的粗调旋钮11-1和精调旋钮11-2时，由于螺旋运动，会带动推进杆11-3向-X方向（图中所示为向左）运动，由于侧头10与推进杆11-3为精密过盈配合，侧头10将保持同步运动，并对滑台9产生+Z方向（向上）的推力，使滑台9向+Z方向（向上）运动，由于工件6固定在滑台9中，将与滑块保持同步运动。

侧头10前端的锥度与滑台9底部的接触面斜度之和为90°，以确保线面接触。优选的，如要实现同尺寸传递，则侧头10与滑台9的接触面，应当分别形成45°的倾斜。

本发明对小尺寸零件长度手工精密修整尺寸控制的方法，分为修整前对上述装置进行安装的准备阶段A，以及使用该装置对工件尺寸进行测量及修整的阶段B。

则所述方法具体包含以下步骤：

步骤A，修整前的安装准备，用以分别组装测量机构与送进机构；

步骤A1，将百分表1安装到表架2上，用螺钉3拧紧；

步骤A2，将待修整的工件6置于滑台9的安装槽9-1中，将工件6用压板7压紧后，以螺钉8紧固；

步骤A3，将滑台9的T型导向块9-2与基座5的T导向槽5-2配合，再将弹簧13置于滑台9的安装孔9-3中；滑台9到达设定位置后，用锁紧螺钉4将其固定到基座5上；

步骤A4，将侧头10用过盈方式与千分头11连接，置于基座5中，再用螺钉12拧紧。

至此完成修整前对整个装置的安装工作。

步骤B，测量及修整方法如下：

步骤B1，调节千分头11的粗调旋钮11-1和精调旋钮11-2，带动推进杆11-3水平运动，进而通过推进杆11-3前端过盈配合的侧头10，推动固定连接了工件6的滑台9向上运动；

步骤B2，基座5顶板5-3的顶面作为基准面5-1，与百分表1的接触球1-1接触，记录读数；

步骤B3，再将接触球1-1与工件6端面接触，记录该读数与前一次读数的差值；

步骤B4，通过调节千分头11的粗调旋钮11-1和精调旋钮11-2，将工件6高出基座5基准面5-1的高度△h调节到所需修整的尺寸；

步骤B5，采用尖锐的工具将工件高出部分修掉，实现尺寸修整的目的。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种小尺寸零件长度手工精密修整尺寸控制的装置，其特征在于，包含一个测量机构，以及与所述测量机构配合设置及使用的一个送进机构；

所述送进机构进一步配合设置有：基座（5），滑台（9）及千分头（11）；

其中，所述滑台（9）上设置的导向块（9-2），嵌入至所述基座（5）上一个相匹配的导向槽（5-2）内，以使滑台（9）能够沿导向槽（5-2）向基座（5）的基准面方向移动；

所述滑台（9）还与等待测量及修整的工件（6）固定连接，当所述工件（6）随滑台（9）一起移动至修整位置时，能够使该工件（6）上一个待修整部分位于所述基座（5）的基准面（5-1）的一侧，而使该工件（6）的其他部分位于所述基准面（5-1）的另一侧；

所述千分头（11）与基座（5）相连接，该千分头（11）前端的推进杆（11-3）与一个侧头（10）以过盈方式配合连接，以使该侧头（10）随推进杆（11-3）同步转动，通过所述侧头（10）与所述滑台（9）的接触面相接触，从而推动滑台（9）及工件（6）进行移动；

所述测量机构进一步包含用以分别测量所述基座（5）的基准面（5-1）以及所述工件（6）上待修整部分的端面的一个百分表（1）。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述基座（5）进一步包含水平的顶板（5-3）和底板（5-4），所述顶板（5-3）和底板（5-4）之间竖直设置的第一侧板（5-5），以及与所述第一侧板（5-5）间隔布置，并且竖直设置在所述底板（5-4）其中一端之上的第二侧板（5-6）。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述导向槽（5-2）开设在基座（5）的第一侧板（5-5）上，并且该导向槽（5-2）向上延伸并贯穿基座（5）顶板（5-3）的对应位置；

当滑台（9）沿导向槽（5-2）向上移动到测量位置或修整位置后，通过设置水平贯穿所述基座（5）的第一侧板（5-5）及滑台（9）的一个锁紧螺钉（4），将滑台（9）固定连接到基座（5） 上。

4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述送进机构还设有压板（7），将所述工件（6）置于所述滑台（9）上一个相匹配的安装槽（9-1）后，使所述压板（7）覆盖所述工件（6）及所述安装槽（9-1）周边的滑台（9）部分，并通过设置一个穿过所述压板（7）及滑台（9）的螺钉（8），将工件（6）固定连接在滑台（9）上；

在所述基座（5）的顶板（5-3）上还设有通孔，随滑台（9）上移的工件（6）顶部上的待修整部分，能够进一步从该通孔中穿过并高于基座（5）顶板（5-3）的顶面设置。

5.如权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述千分头（11）前端的推进杆（11-3）及侧头（10）水平穿过所述基座（5）第二侧板（5-6）上开设的通孔而位于该第二侧板（5-6）的一侧，使得所述千分头（11）后端的粗调旋钮（11-1）及细调旋钮（11-2）位于该第二侧板（5-6）的另一侧；并且，通过设置从下方穿入第二侧板（5-6）的螺钉（12），将所述千分头（11）与所述基座（5）固定连接；所述侧头（10）前端的锥度与所述滑台（9）的接触面斜度之和为90°。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述侧头（10）前端的锥度与滑台（9）的接触面斜度分别为45°。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述滑台（9）与基座（5）之间设置有实现回程消隙的弹簧（13），所述滑台（9）中开设有安装孔（9-3）来放置该弹簧（13）。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述百分表（1）下部的轴套穿设在一个表架（2）顶部的安装孔处，通过从侧面穿过表架（2）顶部的螺钉（3）实现对百分表（1）的紧固，使得百分表（1）中位于轴套下的测杆及测杆底部的接触球穿过表架（2）顶面悬空设置；而百分表（1）上部的表圈则位于表架（2）的上方，方便操作及读数；当表架（2）置于基座（5）的基准面时，通过接触球测量所述基准面（5-1）及工件（6）表面。

9.一种对小尺寸零件长度手工精密修整尺寸控制的方法，使用如权利要求1所述的装置实现，该装置中的所述基座（5）进一步包含水平的顶板（5-3）和底板（5-4），所述顶板（5-3）和底板（5-4）之间竖直设置的第一侧板（5-5），以及与所述第一侧板（5-5）间隔布置，并且竖直设置在所述底板（5-4）其中一端之上的第二侧板（5-6），其特征在于，所述方法分为修整前对所述装置的测量机构与送进机构进行组装的步骤A，以及使用该装置对工件（6）的尺寸进行测量及修整的步骤B；

其中，进行工件测量及修整方法的步骤B进一步包含如下步骤：

步骤B1，调节千分头（11）后端的粗调旋钮（11-1）和精调旋钮（11-2），带动千分头（11）前端的推进杆（11-3）水平运动，进而通过推进杆（11-3）前端过盈配合的侧头（10），推动固定连接了所述工件（6）的滑台（9）向上移动；

步骤B2，将基座（5）顶板（5-3）的顶面作为基准面（5-1），与百分表（1）设置的接触球（1-1）接触后，记录读数；

步骤B3，再将接触球（1-1）与工件（6）待修整部分的端面接触，记录该读数与前一次读数的差值；

步骤B4，根据两次读数的差值，再次调节千分头（11）的粗调旋钮（11-1）和精调旋钮（11-2），使工件（6）进一步随滑台（9）向上移动，直至工件（6）待修整部分的端面高出基座（5）基准面（5-1）的高度△h等于所需修整的尺寸；

步骤B5，采用外部工具将工件（6）高出基准面（5-1）的部分修掉，实现尺寸修整的目的。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，

工件修整前分别组装测量机构与送进机构的步骤A，进一步包含以下步骤：

步骤A1，将百分表（1）安装到表架（2）上，拧紧穿过表架（2）的螺钉（3）实现对百分表（1）的固定，使得所述百分表（1）底部的接触球穿过表架（2）顶面悬空设置，等待进行后续测量，而使百分表（10上部的表圈则位于表架（2）的上方，方便操作及读数；

步骤A2，将待修整的工件（6）置于滑台（9）的安装槽（9-1）中，使所述送进机构设置的压板（7）覆盖所述工件（6）及所述安装槽（9-1）周边的滑台（9）部分后，拧紧穿过所述压板（7）及滑台（9）的螺钉（8），将工件（6）固定连接在滑台（9）上；

步骤A3，将滑台（9）的导向块（9-2）与基座（5）上的导向槽（5-2）啮合，再将消隙用的弹簧（13）置于滑台（9）的安装孔（9-3）中；移动滑台（9）到达设定位置后，用一个锁紧螺钉（4）将滑台（9）固定连接到基座（5）上；

步骤A4，将侧头（10）用过盈方式与千分头（11）前端的推进杆（11-3）配合连接；将所述千分头（11）前端的推进杆（11-3）及侧头（10）水平穿过所述基座（5）第二侧板（5-6）上开设的通孔而位于该第二侧板（5-6）的一侧，使得所述千分头（11）后端的粗调旋钮（11-1）及细调旋钮（11-2）位于该第二侧板（5-6）的另一侧；并且，通过从下方穿入第二侧板（5-6）的螺钉（12），将所述千分头（11）与所述基座（5）固定连接；

至此完成修整前对整个装置的组装工作。