CN103673805B - 双向检测千分尺 - Google Patents

Abstract

本发明双向检测千分尺，其特征是在尺身上设置了3个可以对工件的内径、外径方向进行组合测量的测杆和测头，并在左右两边的移动测杆上设置了可以显示内径、外径尺寸的双向刻度值，在最大极限的对工件的内径和外径进行测量的同时具备了检测内径、外径、方槽、圆弧槽、管壁、极限公差等尺寸的功能，该发明为机械制造加工领域提供了一种全新的多功能检测量具。

Description

双向检测千分尺

技术领域

本发明涉及机械制造测量领域的一种千分尺，尤其是同时具有检测内径和外径两方向尺寸功能的双向检测千分尺。

背景技术

在机械制造加工中，由于各类加工件的多样性和特殊性，不同类型的工件所采用的测量工具和测量方法也不相同，比如目前对内径和外径所采用的常规测量量具有游标卡尺，千分尺、内径百分表等，而用内径百分表测量内孔之后再去以外径千分尺核对确实很麻烦，同时也存在多次转移校对的误差。目前根据加工件的形状不同出现了沟槽游标卡尺、螺纹千分尺、齿轮公法线千分尺、壁厚千分尺以及各类数显千分尺等，所有的千分尺量具在检测工件尺寸时，只能满足检测内径尺寸或外径尺寸一个方向的检测功能，不能同时具备检测内径和外径两个方向的尺寸的检测功能。虽然普通游标卡尺具有同时测量内径和外径两方向的检测功能，尤其是双面游标卡尺，但这些普通量具的测量精度不够理想，对测量实际结果产生的误差较大，尤其是作为产品质量的检测环节对精密量具的要求就显得特别重要。目前人们在检测极限公差尺寸时，普遍使用的是一种上下并排的两个测杆组合的极限千分尺，也只是专用于轴类零件的外圆尺寸的检验，不能对内孔尺寸进行测量或检验，一般对工件内径的检测还是依靠专用的内径千分尺或内径百分表或内径塞规进行检测。目前市场上还没有一种千分尺同时具有检测内径尺寸和外径尺寸的功能。本发明人在2011.11.12与潍坊科技学院合作申请的申请号为2011103228533的“一种内径检测千分尺”，虽然也是通过两把并列的千分尺来实现对工件内径极限尺寸的检测，但在使用上还存在受工件形状大小限制的局限性，在其传动零件的结构配合关系上不够精密，所产生的传动误差以及测量功能范围上面都还不够理想，尤其是对外径尺寸的检测更是无法进行；目前市场上其他单方向测量的各种专用量具在检测范围上也过于单调，不够全面，实用上不够经济，尤其在检测工件极限尺寸公差时不够方便、快捷、准确，使用功能上存在一定的局限性，没有将千分尺的传动原理、结构、材料及检测功能发挥应用到最佳效果。

发明内容

为了解决上述千分尺原理应用、材料应用及功能发挥不足的问题，本发明提供一种全新的可以同时实现检测内径和外径两方向尺寸功能的双向检测千分尺。

本发明双向检测千分尺解决上述问题所采用的技术方案是：在尺身上设置了3个内、外径方向测量的测杆和测头，其中间固定测杆位于尺身测量轴线的中间，固定测杆左右两边有2个带有内、外径双刻度值的移动测杆，左右两边的移动测杆的测量轴线与中间固定测杆的测量轴线一致，并通过中间固定测杆中心位置向两边方向直线位移来显示测量值；固定测杆和移动测杆的测头为圆头型，也包括球头型或椭圆头型；固定测杆的测头与移动测杆的测头之间的接触包括球面与球面、球面与平面、锥面与锥面、平面与线、平面与平面、60°凸面与60°凹面、55°凸面与55°凹面、线与线的接触；左右两边移动测杆的形状包括弯头型或直杆型；左右两边移动测杆的弯头型形状还包括可以检测内孔内沟槽的U型弯头形状；左右两边移动测杆的移动方式包括直线位移或旋转位移；固定测杆的固定方式包括一体式或可拆卸式；固定测杆为可拆卸式时的装配平面与左右两边直杆型移动测杆的轴线平面平行且与测头平面垂直；测量值显示方式包括机械传动刻度显示或电子数显数字显示；测杆测头对内、外径方向测量方式包括内径极限公差测量、外径极限公差测量、内径和外径尺寸的组合测量、较大孔径测量、较大外径测量、沟槽测量、圆弧槽测量、壁厚测量，检测范围包括极限公差尺寸以及常规尺寸。

本发明所达到的有益效果是：为机械制造加工测量检测提供了一种全新的新型多用途精密量具，解决了利用一把千分尺就可以对内径、外径尺寸同步检测的难题，尤其在检测工件极限尺寸公差时更加灵活、方便、快捷，准确，使千分尺的传动原理、结构、材料及检测功能得到极佳的发挥，并实现了一尺多用的功能。

附图说明

下面结合附图对本发明的结构特征以及附图名称进一步说明，以便结合具体实施例作清楚的描述。

图1为双向检测千分尺主体结构示意图；

图2为双向检测千分尺主体局部剖视示意图；

图3为双向检测千分尺调节旋钮A-A的剖视图；

图4为双向检测千分尺B-B的剖视图；

图5为双向检测千分尺是传动轴示意图；

图6为双向检测千分尺支撑套筒结构示意图；

图7为双向检测千分尺圆头螺钉示意图；

图8为双向检测千分尺微分筒主视图；

图9为双向检测千分尺微分筒剖视图；

图10为双向检测千分尺调节旋钮剖视示意图；

图11为双向检测千分尺内径极限尺寸下偏差检测示意图；

图12为双向检测千分尺内径极限尺寸上偏差检测示意图；

图13为双向检测千分尺外径极限尺寸下偏差检测示意图；

图14为双向检测千分尺外径极限尺寸上偏差检测示意图；

图15为双向检测千分尺检测内径较大尺寸示意图；

图16为双向检测千分尺检测外径较大尺寸示意图；

图17、图18为双向检测千分尺对同一工件的内、外径尺寸检测示意图；

图19为双向检测千分尺检测管壁尺寸示意图；

图20为双向检测千分尺检测方形沟槽、圆弧沟槽、内孔、外径尺寸示意图；

图21为双向检测千分尺的数显检测千分尺外观示意图。

图1-图21中：尺身1，固定测杆11，固定测杆测头12，隔热板13，隔热板固定螺钉14，数显千分尺调整复位键15，数显千分尺数字显示屏16，锁紧螺杆手柄17；右移动测杆2，右移动测杆测头21，右移动测杆内径刻度值22，右移动测杆外径刻度值23，左移动测杆24，左移动测杆测头25，左移动测杆内径刻度值26，左移动测杆外径刻度值27，塞块28，工艺孔29，移动测杆内螺纹210，圆弧沟槽直壁面211，圆弧沟槽球面212；支撑套筒3，球头定位螺钉螺孔31，支撑套筒与尺身配合圆柱表面32，支撑套筒沟槽33；微分筒4，校准调节孔41，右微分筒刻度值42，微分筒刻度值基准线43，左微分筒刻度值44，左微分筒45，微分筒定位螺丝孔46，微分筒刻度线47；调节旋钮5，内棘轮51，调节旋钮螺纹孔52，调节旋钮与圆头螺钉配合螺纹53，棘轮棒54，弹簧55；圆头螺钉6；传动轴7，螺杆71，棘轮棒安装孔72，传动轴调节旋钮定位沟槽73，储油槽74；球头定位螺钉8，球头定位螺钉圆柱表面81，球头定位螺钉球面82。

下面结合上述附图名称及技术方案对本发明的具体实施应用方法作详细说明。

具体实施方式

参见图1-图21，本发明双向检测千分尺的结构连接关系和传动原理如下：尺身1上的中间位置设有固定测杆11，固定测杆11的最前端设有带圆头的固定测杆测头12，尺身1上的隔热板13，以便消除测量过程的温差；隔热板固定螺钉14固定其隔热板；数显千分尺调整复位键15与数显千分尺数字显示屏16相配合使用，专用于该发明双向数显检测千分尺，其数显结构原理属于公知技术，在此说明书及附图中不再赘述；锁紧螺杆手柄17用于确定极限尺寸数值时锁住刻度所用或在检测过程之后锁住被检测数值所用；右移动测杆2上的右移动测杆测头21与中间固定测杆11上的固定测杆测头12配合使用，或与左移动测杆24上的左移动测杆测头25配合使用；同理，右移动测杆内径刻度值22及右移动测杆外径刻度值23为右移动测杆测头21与中间固定测杆测头12或左移动测杆测头25配合使用测量的数值；左移动测杆内径刻度值26及左移动测杆外径刻度值27也同理与中间的固定测杆测头12或右边的右移动测杆测头21配合使用测量的数值；移动测杆2上的塞块28及工艺孔29主要为移动测杆内螺纹210加工所预备的加工工艺；移动测杆2上的圆弧沟槽直壁面211和圆弧沟槽球面212与球头定位螺钉8上的球头定位螺钉圆柱表面81和球头定位螺钉球面82相配合来对移动测杆2在轴向位移和径向位移的误差进行控制；支撑套筒3上设有球头定位螺钉螺孔31，用来连接球头定位螺钉8；支撑套筒3上的尺身配合圆柱表面32主要用来控制支撑套筒3与尺身1的连接关系；支撑套筒沟槽33用于与微分筒4之间的定位连接；当该发明双向检测千分尺开始校对0刻度时，如果有微量偏差可以通过校准调节孔41进行调节，并以右微分筒刻度值42和微分筒刻度值基准线43为参考基准；左微分筒刻度值44和左微分筒45在使用和检测以及调试中与右微分筒刻度值42及微分筒4使用方法相同，并在一定的测量方法上与右微分筒刻度值42及微分筒4配合使用；微分筒定位螺丝孔46用于安装定位钢珠、弹簧及螺丝钉所用；微分筒刻度线47与微分筒刻度值基准线43配合使用及校对；调节旋钮5上内棘轮51与安装在传动轴7上的棘轮棒54配合使用来控制调节旋钮5对所要检测的工件所旋钮的力度；调节旋钮螺纹孔52也是用于安装定位钢珠、弹簧及螺丝钉所用；调节旋钮与圆头螺钉配合螺纹53用于安装圆头螺钉6；棘轮棒54靠弹簧55作用的弹力在调节旋钮5上的内棘轮51上发挥作用，以此弹簧的弹力来控制调节旋钮5对工件的测力；传动轴7上的螺杆71用来对移动测杆2的连接和传动，棘轮棒安装孔72和传动轴调节旋钮定位沟槽73以及储油槽74主要用于对调节旋钮5上的内棘轮51的润滑和调节作用。

本发明双向检测千分尺主要的结构特征和传动关系是：尺身两边各设置了一套新型传动机构（参见附图2-10），与传统千分尺最大的区别在于，左右两边的测杆虽然也是靠传统的螺杆旋转连接传动，但反映到测杆上的传动却是使测杆直线位移而不是旋转位移，因而使左右两边的测头可以作弯型对工件的内孔进行检测；由于其直线位移的特殊性以及测头巧妙的设计，因此该发明具备了对内径和外径双向检测的功能，从而诞生了一种新型量具及检测工艺方法。

本发明双向检测千分尺检测种类及方法如下：

双向检测千分尺对内径极限尺寸的检测；

参照图11、图12，如所测工件的内孔极限尺寸为34mm，首先将该双向检测千分尺中间的固定测杆测头12的两边分别与左右两边的测头25和21的圆头外侧对常规千分尺或专用内径校验规进行校验，并将两边的尺寸校准至25mm位置，校验基准尺寸时将两边的移动测杆由中间向两边位移进行校准，以便消除传动轴螺纹的间隙误差。然后将左右两边的两组测头的检测尺寸设置成工件待检测的两个极限尺寸，如右边为34.00mm，左边为34.05mm，然后将锁紧螺杆手柄17锁紧。当需要检测内径极限尺寸最小值Dmin（34.00mm)时，将固定测杆测头12的左边和右移动测杆测头21的右边对工件内壁进行接触，以便检测工件的内径极限尺寸最小值Dmin（34.00mm)（如图11），如两测头放进了被检测的内孔中，就说明内孔实际尺寸已满足了极限尺寸的最小值Dmin（34.00mm)；但不代表此时的内孔尺寸的极限尺寸最大值Dmax（34.05mm)符合要求；此时须将刚才设置好的左边一组的极限尺寸最大值Dmax（34.05mm)来对该内孔进行检测，检测时将固定测杆测头12的右边和左移动测杆测头25的左边对工件内壁进行接触（如图12），如果两测头也放进了被检测的内孔中，就说明内孔实际尺寸已超出了极限尺寸最大值Dmax（34.05mm)；如果两测头无法放进被检测的内孔中，则说明该被检测工件的内径极限尺寸已符合公差要求。

双向检测千分尺对外径极限尺寸的检测；

参见图13和图14，如所测工件的外径极限尺寸为9mm，同理，工件的外径极限尺寸检测方法与内径极限尺寸检测方法相同，不同的是方向相反，比如，外径极限尺寸检测前首先将该双向检测千分尺中间的固定测杆测头12的两边分别与左右两边的测头25和21的圆头内侧对常规千分尺标准样棒或其他量块进行校验，并同时检测三个测头相接触后左右两边的移动测杆上的外径刻度值处于0mm位置，校验基准尺寸时将两边的移动测杆由外向中间位移进行校准，以便消除传动轴螺纹的间隙误差。外径极限尺寸是否符合要求，其两组测头的极限尺寸最小值Dmin（9.00mm)和极限尺寸最大值Dmax（9.05mm)在与被测工件的比对方向上与内径极限尺寸检测判断方向相反，即：当极限尺寸最小值Dmin（9.00mm)的一组测头划过了被测工件的外圆最大表面时，则该被测工件的外圆实际尺寸小于极限尺寸最小值Dmin（9.00mm)，为超差工件；如极限尺寸最小值Dmin（9.00mm)的一组测头滑不过了被测工件的外圆最大表面时，则该被测工件的外圆实际尺寸已符合极限尺寸最小值Dmin（9.00mm)的要求，但此时不代表该被测工件的极限尺寸最大值Dmax（9.05mm)也符合要求，因此须将另一组极限尺寸最大值Dmax（9.05mm）测头对工件外圆进行检测，如果此时两测头也滑不过被测工件的外圆最大表面时，则说明此工件的实际尺寸已大于极限尺寸最大值Dmax（9.05mm）。只有当极限尺寸最小值Dmin（9.00mm)的一组测头滑不过了被测工件的外圆最大表面，而极限尺寸最大值Dmax（9.05mm）的一组测头滑过了被测工件的外圆最大表面时，才说明工件的实际尺寸在规定的极限公差尺寸范围内，即为合格品。

双向检测千分尺对较大内径或外径尺寸的测量；

参见图15和图16，当需要对工件较大内径测量时，可以采用左右两边测头相组合的测量方法，即以左移动测杆测头25的左边和右移动测杆测头21的右边去接触工件的内孔内壁，测量前一边测杆在一定的位置固定，以另一边测杆来完成校验、测量工作，校验方法等同于以上的内径检测校验方法，所测得的数值以两边的位移量结合中间的测头直径进行计算。

双向检测千分尺对同一工件的内径和外径尺寸的测量；

参见图17和图18，当工件的内径和外径的实际尺寸在该双向检测千分尺的左右两边测杆的测量范围内时，可以通过定尺的方法对所测量的加工件进行快速的测量或检验。

双向检测千分尺对管件壁厚尺寸的测量；

参见图19，如所测工件的壁厚尺寸为5mm当管类零件的管壁厚度需要测量或检验时，同样可以以中间的固定测杆测头与两边的测杆测头相结合来进行检测。此功能可以直接代替现有的管壁千分尺。同时在一定的范围内还可以对非圆柱形工件的长度、宽度及高度进行测量和检验。

双向检测千分尺对窄型沟槽和圆弧沟槽以及内、外径的测量；

参见图20，由于该双向检测千分尺的测头的特殊性，因此在遇到现有通用外径千分尺无法测量的窄型沟槽d1、圆弧沟槽d3及内孔D1时，该双向检测千分尺则可以在工件的轴线基面方向D2和径向圆周方向d2对上述工件的被测表面进行检测，真正实现了内径、外径双向检测的功能，并达到一尺多用的效果。

参见图21，该双向检测千分尺包括带有数显功能的“双向数显检测千分尺”，其传感器结构及显示原理、方法属于数显千分尺领域公知技术，在不影响本发明机械传动结构或原理的前提下可以兼用各种数字显示方式，包括旋转位移感应显示或直线位移感应显示方式。其任何公知数显方式在本发明双向检测千分尺上的应用都属于本发明的应用范围，也属于本发明申请所保护的范围。

特别说明，该发明双向检测千分尺新型量具及检测技术参照于本发明人以前多项相关专利所作出的重大改进，因此，在其部分结构名称的描述方面参照并引用了部分以前的表述方法，其目的是便于辅助表达和完全呈现本发明的核心变化之处。依据本发明传动原理、结构特征及检测工艺方法所作出的类似改进都属于本发明权利保护的范围。

本发明双向检测千分尺通过巧妙的设计，使一把千分尺同时具备了检测内径、外径、方槽、圆弧槽、管壁、极限公差等尺寸的功能，在满足多类型工件的测量功能的情况下为机械制造加工领域提供了一种全新的量具。该双向检测千分尺对机械制造加工业和量具制造业的发展将起到促进作用。

Claims (6)

1.一种双向检测千分尺，其特征在于：尺身上设置有三个用于内径和外径测量的测杆和测头，其中固定测杆位于尺身测量轴线的中间，左、右各有一个带有内、外径双刻度值的移动测杆；左、右移动测杆的测量轴线与中间固定测杆的测量轴线一致，并能够以中间固定测杆为中心位置向两边方向直线位移；固定测杆的固定方式为一体式或可拆卸式，左、右移动测杆的形状为弯头型或直杆型；可拆卸式的固定测杆的装配平面与直杆型的左、右移动测杆的轴线平面平行，且与测头平面垂直。

2.根据权利要求1所述的双向检测千分尺，其特征在于：固定测杆和移动测杆的测头为球头型或椭圆头型。

3.根据权利要求1所述的双向检测千分尺，其特征在于：固定测杆的测头与移动测杆的测头之间的接触包括球面与球面、球面与平面、锥面与锥面、平面与线、平面与平面、60°凸面与60°凹面、55°凸面与55°凹面、线与线的接触。

4.根据权利要求1所述的双向检测千分尺，其特征在于：弯头型的移动测杆的形状为U型弯头形状，能够检测内孔内沟槽。

5.根据权利要求1所述的双向检测千分尺，其特征在于：直线位移的位移量的显示方式为机械传动刻度显示或电子数显数字显示。

6.根据权利要求1所述的双向检测千分尺，其特征在于：测杆测头对内、外径的测量方式包括内径极限公差测量、外径极限公差测量、内径和外径尺寸的组合测量、较大孔径测量、沟槽测量和壁厚测量，检测尺寸为极限公差尺寸或常规尺寸。