CN102967246A - 一种内锥斜度钢球测量检具及其测量方法 - Google Patents
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Abstract
一种内锥斜度钢球测量检具，包括百分表，垫环，大、小球形测头以及配套使用的标准锥度环规，垫环为中间有中心孔的圆柱体，大、小球形测头为中间有通孔的、以球心为对称的球台；大球形测头套在百分表装夹套筒上并通过套在百分表装夹套筒上的垫环、压紧螺母、空心螺栓和螺钉固定在百分表装夹套筒上端；小球形测头套在百分表活动测杆上并通过夹块、螺钉固定在活动测杆上，能随百分表活动测杆上下移动；在进行内锥斜度测量时，将内锥斜度钢球测量检具整体分别置于标准锥度环规内或带有内锥斜度的被测件内部，通过垫环上的百分表比较出标准锥度环规与被测件在大球形测头和小球形测头之间的距离的变量值，通过查表，快速、精确的测量出被测件的内锥斜度。
Description
技术领域
本发明涉及一种测量装置，特别是一种用于测量加工件内锥斜度的测量装置及其用于测量内锥斜度的方法。
背景技术
目前，传统的内锥斜度测量方法有：（1）涂色法：将锥度塞规涂上红丹粉，再与被测内锥相配合，根据其相接触的面积比例判断斜度是否合格；这种方法要求测量者具有一定经验，且不能知道内锥斜度的实际值；（2）工具显微镜测量：通过测量计算锥度大、小端截面直径差值与大、小端截面距离的比值换算出锥度斜度值，此方法成本太高，也较复杂，不适合在车间现场测量。
公开号为CN201047746Y、发明名称为《一种内锥度检测仪》的发明专利公开了一种内锥度测量检具，但该装置还存在以下不足：1、测量精确度不高，由于测头是由壳体和芯子外圆端上锋角构成，从微观上来说，锋角是不规则的圆弧，并且多次使用后，锋角圆弧变大，使得测量误差增大，另由于测头是锋角与斜面接触，不能自动找正也影响测量精度。2、此种检测仪只适合小直径内锥斜度测量，由于壳体和芯子不能做得太大，所以大直径的内锥斜度测量不适合。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可用于检测工作锚板或夹片内锥孔内锥斜度的一种内锥斜度钢球测量检具及其测量方法，该检具能够在生产现场对内锥斜度进行快速、精确的测量，并可给机床调整带来极大便利，避免斜度尺寸超差造成产品批量不合格。
解决上述问题的技术方案是：一种内锥斜度钢球测量检具，包括百分表，配套使用的标准锥度环规，其特征在于，该内锥斜度钢球测量检具还包括垫环，大、小球形测头，压紧螺母，空心螺栓，夹块；
所述的垫环为中间有中心孔的圆柱体；
所述的大、小球形测头为中间有通孔的、以球心为对称的球台；
大球形测头套在百分表 装夹套筒上、并通过套在百分表装夹套筒上的垫环、压紧螺母、空心螺栓和螺钉固定在百分表装夹套筒上端；小球形测头套在百分表活动测杆上并通过夹块、螺钉固定在百分表活动测杆上，能随百分表活动测杆上下移动；
在校准状态下，内锥斜度钢球测量检具整体置于标准锥度环规内，大球形测头与标准锥度环规上端内部接触，小球形测头与标准锥度环规下端内部接触；
在测量状态下，内锥斜度钢球测量检具整体置于带有内锥斜度的被测件内部，大球形测头与带有内锥斜度的被测件上端内部接触，小球形测头与被测件下端内部接触。
其相关的另一技术方案是：一种内锥斜度的测量方法，其特征在于，它是利用本发明所述内锥斜度钢球测量检具对被测件内锥斜度进行准确、快速检测的方法，是将被测件内锥斜度的变化转化为大、小球形测头之间的距离变化来进行内锥斜度的快速检测，即：在校准状态下，将内锥斜度钢球测量检具整体置于标准锥度环规内，大球形测头与标准锥度环规上端内部接触，小球形测头与标准锥度环规下端内部接触；
在测量状态下，内锥斜度钢球测量检具整体置于带有内锥斜度的被测件内部，大球形测头与带有内锥斜度的被测件上端内部接触，小球形测头与被测件下端内部接触；通过垫环上的百分表比较出标准锥度环规在大球形测头和小球形测头之间的距离L1与带有内锥斜度的被测件在大球形测头和小球形测头之间的距离L2的变量值△L2，换算出被测件内锥斜度与标准锥度环规斜度的变化量，从而测出被测件的外锥斜度α；
该量具第一次测量内锥斜度前应将被测件的标准内锥斜度尺寸和公差，即β ±Δβ′通过以下公式换算成大球形测头与小球形测头之间的距离的长度公差ΔL1：
ΔL1=(D1-D2)/2sinβmin-(D1-D2)/ 2sinβmax
使用时预先根据以上公式计算出被测件标准内锥斜度尺寸与百分表指示的对照值；
上式中，ΔL1：在被测件的标准内锥斜度β公差范围即：最大值与最小值之间内，大球形测头与小球形测头之间的距离的变量值；
D1：大球形测头直径；
D2：小球形测头直径；
β：被测件标准内锥斜度；
标准内锥斜度β的取值范围是10 ～20°之间的任意数值；
所述的被测件包括预应力工作锚板或一切标准内锥斜度β的取值范围在10 ～20°之间的圆锥孔。
该方法的具体步骤如下：
A．先将内锥斜度钢球测量检具整体置于标准锥度环规内，大球形测头与标准锥度环规上端内部接触，小球形测头与标准锥度环规下端内部接触；调整百分表零位，根据公式ΔL1=(D1-D2)/2sinβmin-(D1-D2)/ 2sinβmax列出被测件标准内锥斜度尺寸与百分表指示的对照表；
B．将内锥斜度钢球测量检具整体置于带有内锥斜度的被测件内部，大球形测头与带有内锥斜度的被测件上端内部接触，小球形测头与被测件下端内部接触；读取百分表的变量值ΔL2；
C．将变量值ΔL2与对照表比较，得出被测件内锥斜度α数值。
由于采取上述结构，本发明之一种内锥斜度钢球测量检具及其测量方法具有以下有益效果：
1．提高了测量被测件内锥斜度的工作效率以及检测精度：
本发明之内锥斜度钢球测量检具通过端盖板上的百分表显示出标准锥度环规8与带有内锥斜度的被测件9在大球形测头31和小球形测头32之间的距离的变量值，就能换算出被测工件（如工作锚板或夹片）内锥孔的内锥斜度与标准锥度环规斜度的变化量；这样就将复杂的斜度测量转化为简单的长度测量；避免了操作工人多次往返万能工具显微镜测量内锥斜度，提高了工作效率并提高了测量精度。
2．内锥斜度通过百分表显示出来，斜度值直观明了，便于机床的调整，避免批量不合格品的产生，确保了产品质量，降低了生产成本。
3.本发明之内锥斜度钢球测量检具的测量原理是根据双球面间接测量内锥斜度的正弦原理，其球形测头采用高精密的钢球球台制成，在测量过程中是将内锥斜度钢球测量检具整体置于标准锥度环规内或带有内锥斜度的被测件9内部，大球形测头31与标准锥度环规或被测件9上端内部接触，小球形测头32与标准锥度环规或被测件9下端内部接触；通过垫环上的百分表比较出标准锥度环规8在大球形测头31和小球形测头32之间的距离L1与带有内锥斜度的被测件9在大球形测头31和小球形测头32之间的距离L2的变量值△L2，换算出被测件内锥斜度与标准锥度环规斜度的变化量，从而测出被测件的外锥斜度α；由于是球形测头的圆弧面与锥度斜面接触，本检具会自动找正与被测内锥中心线重合，因为球形测头的圆弧精密度高使得任意接触点都符合正弦公式，并且使用标准锥度环规校准本检具的零位，这是本检具能够提高测量精度的主要原因，因此本内锥斜度钢球检具测量内锥斜度具有示值准确可靠、轻巧耐用的优点，特别适合在生产现场的测量，此检具通过选用合适的球形测头或选用大行程的百分表，则可扩大此检具测量内锥斜度的范围。
下面结合附图和实施例对本发明之一种内锥斜度钢球测量检具及其用于测量内锥斜度的方法的技术特征作进一步说明。
附图说明
图1-1～图4：本发明一种内锥斜度钢球测量检具的结构及其安装使用状态参考图：
图1：采用标准锥度环规进行校准状态；
图2：一种标准度数为7°的标准锥度环规；
图3-1～图3-2：大、小球形测头的结构示意图：
图3-1：主视剖视图，图3-2：图3-1的俯视图；
图4：被测件进行测量状态。
图中：
1-百分表，11-装夹套筒，12-活动测杆；
2-垫环，31-大球形测头，32-小球形测头，4-压紧螺母，5-空心螺栓，6-夹块，7-螺钉，8-标准锥度环规，9-被测件。
具体实施方式
实施例一：
一种内锥斜度钢球测量检具，如图1所示，所述内锥斜度钢球测量检具包括百分表1，垫环2，大、小球形测头31、32，压紧螺母4，空心螺栓5，夹块6；配套使用的标准锥度环规8；
所述的垫环2为中间有中心孔的圆柱体；
所述的大、小球形测头31、32为中间有通孔的、以球心为对称的球台（参见图3-1～图3-2）；
大球形测头31套在百分表1 装夹套筒11上、并通过套在百分表1装夹套筒11上的垫环2、压紧螺母4、空心螺栓5和螺钉7固定在百分表1装夹套筒11上端；小球形测头32套在百分表活动测杆12上并通过夹块6、螺钉7固定在百分表活动测杆12上，能随百分表活动测杆12上下移动；
在校准状态下，内锥斜度钢球测量检具整体置于标准锥度环规内，大球形测头31与标准锥度环规8上端内部接触，小球形测头32与标准锥度环规8下端内部接触（参见图1）；
在测量状态下，内锥斜度钢球测量检具整体置于带有内锥斜度的被测件9内部，大球形测头31与带有内锥斜度的被测件9上端内部接触，小球形测头32与被测件9下端内部接触（参见图4）。
实施例二：
一种内锥斜度的测量方法，它是利用实施例一所述的内锥斜度钢球测量检具对被测件内锥斜度进行准确、快速检测的方法，是根据双球面间接测量内锥斜度的正弦原理，将被测件内锥斜度的变化转化为大、小球形测头之间的距离变化来进行内锥斜度的快速检测，即：在校准状态下，将内锥斜度钢球测量检具整体置于标准锥度环规内，大球形测头31与标准锥度环规8上端内部接触，小球形测头32与标准锥度环规8下端内部接触；
在测量状态下，内锥斜度钢球测量检具整体置于带有内锥斜度的被测件9内部，大球形测头31与带有内锥斜度的被测件9上端内部接触，小球形测头32与被测件9下端内部接触；通过垫环上的百分表比较出标准锥度环规8在大球形测头31和小球形测头32之间的距离L1与带有内锥斜度的被测件9在大球形测头31和小球形测头32之间的距离L2的变量值△L2，换算出被测件内锥斜度与标准锥度环规斜度的变化量，从而测出被测件的外锥斜度α；
该量具第一次测量内锥斜度前应将被测件的标准内锥斜度尺寸和公差，即β ±Δβ′通过以下公式换算成大球形测头与小球形测头之间的距离的长度公差ΔL1：
ΔL1=(D1-D2)/2sinβmin-(D1-D2)/ 2sinβmax
使用时预先根据以上公式计算出被测件标准内锥斜度尺寸与百分表指示的对照值；
上式中，ΔL1：在被测件的标准内锥斜度β公差范围即：最大值与最小值之间内，大球形测头与小球形测头之间的距离的变量值；
D1：大球形测头直径；
D2：小球形测头直径；
β：被测件标准内锥斜度；
标准内锥斜度β的取值范围是：β为10 ～20°之间的任意数值；
所述的被测件包括预应力工作锚板或一切标准内锥斜度β的取值范围在：10 ～20°之间的圆锥孔。
该方法的具体步骤如下：
A．先将内锥斜度钢球测量检具整体置于标准锥度环规内，大球形测头31与标准锥度环规8上端内部接触，小球形测头32与标准锥度环规8下端内部接触；调整百分表零位，根据公式ΔL1=(D1-D2)/2sinβmin-(D1-D2)/ 2sinβmax列出被测件标准内锥斜度尺寸与百分表指示的对照表；
B．将内锥斜度钢球测量检具整体置于带有内锥斜度的被测件9内部，大球形测头31与带有内锥斜度的被测件9上端内部接触，小球形测头32与被测件9下端内部接触；读取百分表的变量值ΔL2；
C．将变量值ΔL2与对照表比较，得出被测件9内锥斜度α数值。
下面，以一个被测件的标准斜度为6 o40′，其误差要求为±2′为例来说明本发明一种内锥斜度的测量方法的具体方法以及步骤：
A．先将内锥斜度钢球测量检具整体置于标准度数β为6 o40′的标准锥度环规8内，大球形测头31与标准锥度环规8上端内部接触，小球形测头32与标准锥度环规8下端内部接触；调整百分表零位，根据公式ΔL1=(D1-D2)/2sinβmin-(D1-D2)/ 2sinβmax列出标准度数内锥斜度尺寸与百分表指示的对照表（参见附表一）；
取D1=25.4，D2=20.64，斜度β=6 o40′，根据公式ΔL1=(D1-D2)/2sinβmin-(D1-D2)/ 2sinβmax，计算后可得：
ΔL1=(D1-D2)/2sinβmin-(D1-D2)/ 2sinβmax
=(25.4-20.64)/2sin6o38′-(25.4-20.64)/2sin6 o42′
=0.20(mm)
即±2′=±0.10mm
据此，可列出内锥斜度尺寸与百分表指示的对照表（参见附表一）：
6o42′→+0.10 ，6o41′→+0.05 ， 6 o40′→0 ， 6 o39′→-0.05 ，6 o38′→-0.10；
B：将内锥斜度钢球测量检具整体置于带有内锥斜度α的被测件9内部，读取百分表的变量值ΔL2；
C：将变量值ΔL2与对照表比较，得出被测件9内锥斜度值，完成被测件9内锥斜度α测量。
作为本发明实施例的变换，被测件的标准内锥斜度β检测范围可以增加或减少：即：标准内锥斜度β的取值范围是：β为1o～20°o之间的任意数值；
公式 △L1 = (D1-D2)/2sinβmin-(D1-D2)/ 2sinβmax 中，各变量的意义如下：
△L1：在被测件的标准内锥斜度β公差范围（最大值与最小值之间）内，大球形测头与小球形测头之间的距离的变量值；
β：被测件的标准内锥斜度β的数值；
D1：大球形测头直径；
D2：小球形测头直径；
一般，根据被测件的标准内锥斜度β和内锥大头尺寸，决定采用的内锥斜度钢球测量检具的大、小球形测头D1和D2。
附表一：内锥斜度尺寸与百分表指示的对照表，仅仅根据拟被测件的标准内锥斜度选列出几组数据，但本发明申请《一种内锥斜度钢球测量检具及其测量方法》并不仅仅限于表中所列数据，只要是权利要求书以及说明书已经列出的标准内锥斜度范围内的任何内锥斜度，都可以利用本发明《一种外锥斜度钢球测量检具及其测量方法》进行测量，此处不再赘述。
附表一：当D1=25.40mm、D2=20.64mm、斜度β=30～150时，根据公式△L1 = (D1-D2)/2sinβmin-(D1-D2)/ 2sinβmax ，不同标准锥度内锥斜度尺寸与百分表指示的对照表：
Claims (3)
1.一种内锥斜度钢球测量检具，包括百分表（1），配套使用的标准锥度环规（8），其特征在于，该内锥斜度钢球测量检具还包括垫环（2），大、小球形测头（31、32），压紧螺母（4），空心螺栓（5），夹块（6）；
所述的垫环（2）为中间有中心孔的圆柱体；
所述的大、小球形测头（31、32）为中间有通孔的、以球心为对称的球台；
大球形测头（31）套在百分表（1） 装夹套筒（11）上、并通过套在百分表（1）装夹套筒（11）上的垫环（2）、压紧螺母（4）、空心螺栓（5）和螺钉（7）固定在百分表（1）装夹套筒（11）上端；小球形测头（32）套在百分表活动测杆（12）上并通过夹块（6）、螺钉（7）固定在百分表活动测杆（12）上，能随百分表活动测杆（12）上下移动；
在校准状态下，内锥斜度钢球测量检具整体置于标准锥度环规内，大球形测头（31）与标准锥度环规（8）上端内部接触，小球形测头（32）与标准锥度环规（8）下端内部接触；
在测量状态下，内锥斜度钢球测量检具整体置于带有内锥斜度的被测件（9）内部，大球形测头（31）与带有内锥斜度的被测件（9）上端内部接触，小球形测头（32）与被测件（9）下端内部接触。
2.一种内锥斜度的测量方法，其特征在于，它是利用权利要求1所述的内锥斜度钢球测量检具对被测件内锥斜度进行准确、快速检测的方法，是将被测件内锥斜度的变化转化为大、小球形测头之间的距离变化来进行内锥斜度的快速检测，即：在校准状态下，将内锥斜度钢球测量检具整体置于标准锥度环规内，大球形测头（31）与标准锥度环规（8）上端内部接触，小球形测头（32）与标准锥度环规（8）下端内部接触；
在测量状态下，内锥斜度钢球测量检具整体置于带有内锥斜度的被测件（9）内部，大球形测头（31）与带有内锥斜度的被测件（9）上端内部接触，小球形测头（32）与被测件（9）下端内部接触；通过垫环上的百分表比较出标准锥度环规（8）在大球形测头（31）和小球形测头（32）之间的距离L1与带有内锥斜度的被测件（9）在大球形测头（31）和小球形测头（32）之间的距离L2的变量值△L2，换算出被测件内锥斜度与标准锥度环规斜度的变化量，从而测出被测件的外锥斜度α；
该量具第一次测量内锥斜度前应将被测件的标准内锥斜度尺寸和公差，即β ±Δβ′通过以下公式换算成大球形测头与小球形测头之间的距离的长度公差ΔL1：
ΔL1=(D1-D2)/2sinβmin-(D1-D2)/ 2sinβmax
使用时预先根据以上公式计算出被测件标准内锥斜度尺寸与百分表指示的对照值；
上式中，ΔL1：在被测件的标准内锥斜度β公差范围即：最大值与最小值之间内，大球形测头与小球形测头之间的距离的变量值；
D1：大球形测头直径；
D2：小球形测头直径；
β：被测件标准内锥斜度；
标准内锥斜度β的取值范围是：10 ～20°之间的任意数值；
所述的被测件包括预应力工作锚板或一切标准内锥斜度β的取值范围在：10 ～20°之间的圆锥孔。
3.根据权利要求2所述的一种内锥斜度的测量方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下：
A．先将内锥斜度钢球测量检具整体置于标准锥度环规内，大球形测头（31）与标准锥度环规（8）上端内部接触，小球形测头（32）与标准锥度环规（8）下端内部接触；调整百分表零位，根据公式ΔL1=(D1-D2)/2sinβmin-(D1-D2)/ 2sinβmax列出被测件标准内锥斜度尺寸与百分表指示的对照表；
B．将内锥斜度钢球测量检具整体置于带有内锥斜度的被测件（9）内部，大球形测头（31）与带有内锥斜度的被测件（9）上端内部接触，小球形测头（32）与被测件（9）下端内部接触；读取百分表的变量值ΔL2；
C．将变量值ΔL2与对照表比较，得出被测件（9）内锥斜度α数值。
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| C05 | Deemed withdrawal (patent law before 1993) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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