CN103149088A

CN103149088A - 布氏硬度压痕直径测量装置

Info

Publication number: CN103149088A
Application number: CN2013100593106A
Authority: CN
Inventors: 肖飞
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-02-26
Filing date: 2013-02-26
Publication date: 2013-06-12

Abstract

本发明公布了一种布氏硬度压痕直径测量装置，其包括：观测显微镜、试件放置平台、测量读数装置、支撑台；一观测显微镜：其包括目镜、物镜、目镜调节套、镜筒，该目镜、物镜、目镜调节套均固连在镜筒上，镜筒与支撑台固连；一试件放置平台：其包括平台体、电磁铁、电磁铁开关、电池，该电磁铁位于平台体内部，该电池为电磁铁提供工作所需电源；一测量读数装置：其包括固定刻度套筒、微分筒、螺杆、滚珠丝杠；一支撑台：其包括本体、锁紧螺钉、支撑脚，该本体包含两条可供试件放置平台水平滑动的导轨，该本体使用不被电磁铁吸附的材料制成；该布氏硬度压痕直径测量装置成本低，操作简单，测量精度高，方便测量各种大小的试件，且测量过程中无需外接电源或配合计算机使用。

Description

布氏硬度压痕直径测量装置

所属技术领域

本发明涉及尺寸测量技术，具体的说是一种布氏硬度压痕直径装置。

背景技术

布氏硬度是在工程实践中广泛运用的一种金属硬度测量方法。其测量原理是对一定直径的硬质合金球施加试验力压入试件表面，经标准规定保持时间后，卸除试验力，测量试件表面压痕直径，之后通过相关公式计算出对应的布氏硬度值，也可以根据压痕直径查阅备好的布氏硬度表得到硬度值。由此可见，压痕直径测量是布氏硬度测量操作中的关键步骤，并且对最终的测量结果产生直接影响。

传统布氏硬度压痕直径测量装置，其典型结构如图1所示，这类测量装置的尺寸刻度直接出现在视场中。进行测量时，将读数显微镜置于被测试件上，转动读数鼓轮，视场中的测量标线会相应的产生移动。先让标线与压痕一侧相切(如图2)，并记下此时标线所在位置尺寸数值，转动读数鼓轮，使标线再与压痕的另一侧相切(如图3)，再记下此时测量刻线所在位置尺寸数值。两数值相减，则测得压痕的直径。

该类测量装置的缺陷主要表现在以下两个方面：第一，读数显微镜直接置于试件上，在测试人员操作的过程中(如转动读数鼓轮)，可能会造成读数显微镜的移动，从而造成测量误差。第二，若试件较小，没有足够大的面积支撑读数显微镜时，则需要寻找与试件等高的支撑块来支撑读数显微镜以进行测量，这将给测量工作带来极大的不便。

另外，近年来，基于计算机图像处理的测量方法也在实践中得到了一定的运用。其原理是利用工业相机成像，获取压痕图像并通过计算机进行处理、测量，从而得到压痕直径。这种方法有着精度高、避免肉眼读数误差等特点，但其也存在着一定的缺陷。利用该方法测量时，一般需要外接电源并配合计算机使用，从而在一定程度上限制了其使用范围，另外，整套系统成本较高，也使该测量方法的使用受到了一定局限。

发明内容

为了克服现有的布氏硬度压痕直径测量装置的不足。本发明提供一种布氏硬度压痕直径测量装置，该装置操作简单，测量精度高，测量过程中试件不易移动，方便测量各种大小的试件。

本发明进一步的目的在于提供一种无需外接电源或配合计算机使用的布氏硬度压痕直径测量装置。

为了实现上述目的，本发明所述的布氏硬度压痕直径测量装置，其包括：观测显微镜、试件放置平台、测量读数装置、支撑台。

所述观测显微镜：其包括目镜、物镜、目镜调节套、镜筒。该目镜、物镜、目镜调节套均固连在镜筒上，镜筒与支撑台固连。

所述试件放置平台：其包括平台体、电磁铁、电磁铁开关、电池。该电磁铁位于平台体内部，该电池为电磁铁提供工作所需电源。

所述测量读数装置：其包括固定刻度套筒、微分筒、螺杆、滚珠丝杠机构。

所述支撑台：其包括本体、锁紧螺钉、支撑脚。该本体包含两条可供试件放置平台水平滑动的导轨，该支撑脚可以调节高度。

具体的，所述观测显微镜的目镜与物镜同轴，且轴线垂直于所述试件放置平台的平台体上表面。测量时，通过转动目镜调节套可使视场中的压痕轮廓清晰。

所述试件放置平台的电磁铁工作时产生的磁力可确保试件在测量过程中不会移动，或者，在测量不能被电磁铁吸附金属试件时，可确保固定试件的铁制夹具在测量过程中不会移动。

所述测量读数装置的固定刻度套筒带有刻度的，并与支撑台紧密结合成一体。固定刻度套筒外面有一带刻度的活动的微分筒，微分筒尾部的锥孔与螺杆一端的外圆锥面连接。螺杆另一端为滚珠丝杠，滚珠丝杠与试件放置平台的平台体固连。螺杆中间是精度很高的外螺纹，与固定刻度套筒上的内螺纹精密配合，可使螺杆自由旋转而间隙极小。

该螺杆与所述支撑台上的对应装配内孔定心间隙配合。

该微分筒上的刻度将整个圆环面50等分，微分筒旋转一周其在固定刻度套筒上移动的距离为0.5毫米。

所述支撑台的本体使用不被电磁铁吸附的材料，以确保试件放置平台在导轨上顺畅滑动。

所述支撑台的锁紧螺钉可以控制所述试件放置平台的运动状况：当其锁紧时，试件放置平台不能在支撑台的导轨上滑动，当其松开时，试件放置平台可以在支撑台的导轨上滑动。

该锁紧螺钉通过限制所述螺杆的转动从而阻碍试件放置平台的运动。

本发明提供的布氏硬度压痕直径测量装置，由于采用了上述技术方案，使得测量过程中试件不易移动，方便测量各种大小的试件，而且测量过程中无需外接电源或配合计算机使用，扩大了该装置的适用范围。整个装置成本低，操作简单，测量精度高，实用性强。

附图说明

图1是传统布氏硬度压痕直径测量装置结构示意图。

图2是传统布氏硬度压痕直径测量装置测量过程中目镜视场示意图。

图3是传统布氏硬度压痕直径测量装置测量过程中目镜视场示意图。

图4是本发明布氏硬度压痕直径测量装置的结构示意图。

图5是图4的左视图。

图6是图4中位置I的放大图。

图7是本发明测量过程中目镜视场示意图。

图8是本发明测量过程中目镜视场示意图。

图9是本发明测量读数装置读数过程示意图。

其中，1：观测显微镜，11：目镜，12：物镜，13：目镜调节套，14：镜筒，2：试件放置平台，21：平台体，22：电磁铁，23：电磁铁开关，24：电池，3：测量读数装置，31：固定刻度套筒，32：微分筒，33：螺杆，34：滚珠丝杠，4：支撑台，41：本体，42：锁紧螺钉，43：支撑脚，43a：支撑脚，43b：支撑脚，43c：支撑脚。

具体实施方式

如图4所示，一种布氏硬度压痕直径测量装置，它包括：观测显微镜1、试件放置平台2、测量读数装置3、支撑台4。

观测显微镜1：如图4、图5所示，其包括目镜11、物镜12、目镜调节套13和镜筒14，该目镜11、物镜12和目镜调节套13均固连在镜筒14上，该镜筒14固连在该支撑台4上。

试件放置平台2：如图4、图5所示，其包括平台体21，电磁铁22，电磁铁开关23和电池24，该电磁铁22位于该平台体21内部，该电磁铁开关23控制该电磁铁22工作与否，该电池24提供电磁铁22工作所需电源。

测量读数装置3：如图4、图6所示，其包括固定刻度套筒31、微分筒32、螺杆33和滚珠丝杠34。

支撑台4：如图4、图5所示，其包括本体41、锁紧螺钉42和支撑脚43，该本体41包含两条可供试件放置平台2水平滑动的导轨，该支撑脚43可以调节高度。

该目镜11与物镜12同轴，且轴线垂直于平台体21上表面。

该电磁铁22工作时产生的磁力可确保试件在测量过程中不会移动，或者，在测量不能被电磁铁22吸附的金属试件时，可确保固定试件的铁制夹具在测量过程中不会移动。

该固定刻度套筒31带有刻度的，并与所述本体41紧密结合成一体。该固定刻度套筒31外面有一带刻度的活动的微分筒32，该微分筒32尾部的锥孔与螺杆33一端的外圆锥面连接。该螺杆33另一端为滚珠丝杠34，滚珠丝杠34与所述平台体21固连。螺杆33中间是精度很高的外螺纹，与固定刻度套筒31上的内螺纹精密配合，可使螺杆33自由旋转而间隙极小。

该螺杆33与所述本体41上的对应装配内孔定心间隙配合。

该微分筒32上的刻度将整个圆环面50等分，该微分筒33旋转一周其在固定刻度套筒31上水平移动距离为0.5毫米。

该支撑台本体41使用不被电磁铁22吸附的材料制成，如不被磁铁吸附的金属、塑料、陶瓷等。

该锁紧螺钉42可以控制所述试件放置平台2的运动状况：当其锁紧时，试件放置平台2不能在支撑台4上的导轨上滑动，当其松开时，试件放置平台2可以在支撑台4上的导轨上滑动。

该锁紧螺钉42通过限制螺杆33的转动从而阻碍试件放置平台2的运动。

测量前调节支撑脚43的高度，使平台体21上表面保持水平。

测量可被电磁铁22吸附的金属试件时，将被测试件放置于平台体21上表面，打开电磁铁开关23，这时试件被吸附在平台体21上表面而不会移动。调节目镜调节套13，使测量者可以通过目镜11清晰的观察到被测试件的压痕轮廓。转动微分筒32，使试件放置平台2沿着支撑台4上的两条滑轨移动，与此同时，测量者通过目镜11观察，当视场中标线与被测压痕一侧相切时(如图7)，停止转动，锁紧锁紧螺钉42，通过读取固定套筒31和微分筒32上的刻度值，得到此时的位置尺寸d₁。松开锁紧螺钉42，继续转动微分筒32，当视场中标线再与被测压痕另一侧相切时(如图8)，停止转动，通过读取固定套筒31和微分筒32上的刻度值，得到此时的位置尺寸d₂。压痕直径则通过公式d＝|d₁-d₂|求得。

为了测量不能被电磁铁22吸附的金属试件，可采用铁制工装，将被测试件压紧在平台体21上表面，同时打开电磁铁开关23，电磁铁22则会吸附铁制工装，后续测量步骤与测量可被电磁铁22吸附的试件相同。

下面结合图9对本发明的测量读数装置3的读数方法进行说明：首先读取固定刻度套筒31上的数值，再读出微分筒32上的数值，其中微分筒32上的数值需要估读一位，则图9所示的数值应当读作14.393毫米。

Claims

1.一种布氏硬度压痕直径测量装置，其特征在于：它包括：观测显微镜、试件放置平台、测量读数装置、支撑台；

所述观测显微镜：其包括目镜、物镜、目镜调节套、镜筒，该目镜、物镜、目镜调节套均固连在镜筒上，镜筒与支撑台固连；

所述试件放置平台：其包括平台体、电磁铁、电磁铁开关、电池；

所述测量读数装置：其包括固定刻度套筒、微分筒、螺杆、滚珠丝杠；

所述支撑台：其包括本体、锁紧螺钉、支撑脚，该本体包含两条可供试件放置平台水平滑动的导轨，该支撑脚可以调节高度。

2.根据权利要求1所述的布氏硬度压痕直径测量装置，其特征在于：所述电磁铁位于平台体内部，所述电池为该电磁铁提供工作所需电源。

3.根据权利要求2所述的布氏硬度压痕直径测量装置，其特征在于：所述电磁铁工作时产生的磁力可确保试件在测量过程中不会移动，或者在测量不能被该电磁铁吸附金属试件时，可确保固定试件的铁制夹具在测试过程中不会移动。

4.根据权利要求1所述的布氏硬度压痕直径测量装置，其特征在于：所述固定刻度套筒带有刻度的，并与所述本体紧密结合成一体。该固定刻度套筒外面有一带刻度的活动的微分筒，该微分筒尾部的锥孔与所述螺杆一端的外圆锥面连接。该螺杆另一端为所述滚珠丝杠，该滚珠丝杠与所述试件放置平台固连。所述螺杆中间是精度很高的外螺纹，与所述固定刻度套筒上的内螺纹精密配合，可使该螺杆自由旋转而间隙极小。该螺杆与所述本体上的对应装配内孔定心间隙配合。

5.根据权利要求1所述的布氏硬度压痕直径测量装置，其特征在于：所述本体使用不被电磁铁吸附的材料制成，如不被磁铁吸附的金属、塑料、陶瓷等。

6.根据权利要求1所述的布氏硬度压痕直径测量装置，其特征在于：所述锁紧螺钉可以控制所述试件放置平台的运动状况：当其锁紧时，该试件放置平台不能在所述支撑台上的导轨上滑动，当其松开时，该试件放置平台可以在所述支撑台上的导轨上滑动。该锁紧螺钉通过限制所述螺杆的转动从而阻碍所述试件放置平台的运动。