CN106370070A - 外径量规的校对和定位测量结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种外径量规的校对和定位测量结构，包括尺架，还包括定位测量结构和校对量杆校对结构；所述定位测量结构包括：指示表、指示表测砧、移动测砧和限位测砧；所述校对量杆校对结构包括：移动测砧校对柱、指示表测砧校对柱、校对量杆、移动测砧端校对限位弹簧套、指示表测砧端校对限位弹簧套。本发明适用于25mm以上量程的外径量规，测量力不超过3.5N、测砧为大测量面，能够满足外径千分尺GB/T1216‑2004的核心技术指标，更能够实现弱刚性、低表面硬度工件的快速便捷准确测量。
Description
技术领域
本发明涉及尺寸测量技术领域，具体涉及一种大测量面带指示表外径量规的快速校对和定位测量结构。
背景技术
在机械加工过程中，加工工件外圆柱面的外径在位测量普遍采用外径千分尺或者带表外径量规，其测量原理为比较测量，即通过测微头或者指示表(百分表/千分表)比较测量工件外径与标准校验棒的差值，通过加减换算得出工件外径。在传统标准型、大测量面测砧、量程大于25mm的外径千分尺或者外径量规使用过程中存在一定的不足：
1、市售外径千分尺测量过程中，测量人员通过测微头棘轮的嗒嗒声来判断是否测量到位，每个人旋动测微头对发出棘轮嗒嗒声判断不一，如果工件刚性、表面硬度低，则可能造成不同的测量形变，影响测量精度和测量结果一致性，严重的可能导致工件变形或者表面压痕损伤。
2、传统市售带表外径量规设计为：指示表测头的移动通过带有压紧弹簧(复位)的移动测砧与工件外径接触，移动测砧压紧弹簧的压紧力与指示表的测量力之和通常超过15N，大的可达20N以上，对于刚性、表面硬度低的工件而言，这样的测量力将会造成严重的测量变形和工件表面质量损伤，无法得到可信的测量结果。
3、外径千分尺/带表外径量规在使用过程中需要在轴向、切向两个测量方向进行最大/最小示值循迹。因此，在最大/最小示值循迹过程中测砧不可避免的对工件被测量面造成一定的划痕损伤，对高光洁度表面、表面硬度低的工件而言划痕损伤更为明显。
4、装备有大测量面测砧的外径千分尺、带表外径量规在使用前对零时，需要使用步距规(价格较贵)或者一定尺寸的量块组合进行置零，置零使用过程不便，无法直接快速使用标准的市售外径千分尺校对量杆。
5、外径千分尺/量规测量时，为方便快捷寻找径向最大值，通常设计有直径限位调整测砧，但其直径限位调整测砧的位置与所测直径关系并未明确在尺架上进行标识，需要在测量时临时调整；同时直径限位调整测砧通常为直径较小的圆形测砧，当用于25mm大量程(外径千分尺标准分段)比较测量时，这类直径限位调整测砧的作用无法发挥，还需手动沿圆周方向进行最大直径值循迹。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，为解决传统标准型、大测量面测砧两类外径千分尺/外径量规测量弱刚性、低表面强度工件测量力过大，无法经济快捷对零，频繁最大/最小示值循迹测量，以及循迹规程中测砧划伤工件表面等问题，本发明提供一种带指示表和大测量面的外径量规的快速校对和定位测量结构，通过该结构设计将外径量规测量力显著减少，能够快速校准置零和快速定位测量。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种外径量规的校对和定位测量结构，包括尺架，还包括定位测量结构和校对量杆校对结构；
所述定位测量结构包括：指示表、指示表测砧、移动测砧和限位测砧；所述指示表安装在所述尺架上，所述指示表测砧与所述指示表连接；所述移动测砧安装于所述尺架上；所述限位测砧安装于所述尺架正中的径向导向槽内；
所述校对量杆校对结构包括：移动测砧校对柱、指示表测砧校对柱、校对量杆、移动测砧端校对限位弹簧套、指示表测砧端校对限位弹簧套；所述校对量杆一端与所述移动测砧校对柱连接，所述校对量杆另一端与所述指示表测砧校对柱连接；所述校对量杆一端套接所述移动测砧端校对限位弹簧套，所述校对量杆另一端套接所述指示表测砧端校对限位弹簧套。
更进一步的技术方案是所述移动测砧通过带微调装置的梯形螺纹圆柱杆安装于所述尺架上。
更进一步的技术方案是所述微调装置包括：微调螺母和导向螺钉，所述微调螺母与所述移动测砧连接，所述导向螺钉与所述梯形螺纹圆柱杆连接。
更进一步的技术方案是所述移动测砧包括垂直于尺架和平行于尺架两个位置结构。
更进一步的技术方案是所述限位测砧长度方向平行于所述尺架。
更进一步的技术方案是所述限位测砧带有直径量程刻度。
更进一步的技术方案是在所述移动测砧和指示表测砧的中心位置均设置圆形端面槽，所述圆形端面槽中心分别用于设置移动测砧校对柱和指示表测砧校对柱。
更进一步的技术方案是所述微调装置还包括移动测砧锁紧螺钉，用于锁紧所述移动测砧。
更进一步的技术方案是所述移动测砧校对柱的端面与移动测砧的测量面为同一平面。
更进一步的技术方案是所述指示表测砧为直径大于12毫米的圆形指示表测砧。
与现有技术相比，本发明实施例的有益效果之一是：本发明适用于25mm以上量程的外径量规，测量力不超过3.5N、测砧为大测量面，能够满足外径千分尺GB/T1216-2004的核心技术指标，更能够实现弱刚性、低表面硬度工件的快速便捷准确测量。快速校对结构在装备大测量面测砧的情况下可以采用标准外径千分尺校对量杆进行指示表快速准确校准置零；测量过程中，快速定位测量结构可以一次定位、快速测量，无须在轴向、切向两个测量方向进行最大/最小示值循迹，避免了测砧移动时对工件表面的划伤；测量误差接近指示表的测量精度(小于0.015mm)；不同操作人员多次测量结果重复性优异。
附图说明
图1为本发明一个实施例的整体结构示意图。
图2为本发明一个实施例中快速校对结构示意图。
图3为本发明一个实施例中限位测砧直径量程刻度确定方式示意图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
下面结合附图及实施例对本发明的具体实施方式进行详细描述。
如图1至图3所示，根据本发明的一个实施例，本实施例公开一种外径量规的校对和定位测量结构，它包括尺架1，还包括定位测量结构和校对量杆校对结构；具体的，所述定位测量结构包括：指示表10、指示表测砧8、移动测砧2和限位测砧11；所述指示表10安装在所述尺架1上，并通过指示表锁紧螺钉9锁紧。所述指示表测砧8与所述指示表10连接；所述移动测砧2安装于所述尺架1上，并通过移动测砧锁紧螺钉3锁紧；所述限位测砧2安装于所述尺架正中的径向导向槽内。
具体的，本实施例中定位测量结构具体为低测量力快速定位测量结构，低测量力快速定位测量结构设计为：由带圆形测砧的指示表、大测量面移动测砧及带量程标识的限位测砧组成，都安装于外径量规尺架上。带圆形测砧的指示表替代了原传统市售带表外径量规的压紧弹簧(复位)的移动测砧结构，直接用指示表接触工件进行测量，将外径量规的测量力减少为指示表的测量力。
优选的，大测量面移动测砧通过带微调装置的梯形螺纹圆柱杆安装于尺架上，有垂直和平行尺架两个位置，如图1所示，微调装置包括：微调螺母4和导向螺钉5，测量时移动测砧垂直于尺架，装箱时旋出导向螺钉，移动测砧平行于尺架，以降低盒子高度便于存放，如图1所示，A表示为测量状态；B表示为装箱状态。限位测砧长度方向平行于尺架，带有直径量程刻度，安装于尺架正中的径向导向槽内，可根据不同量程选择位置并锁定。
低测量力快速定位测量结构参数为：
指示表圆形测砧直径选取(指示表量程/2+5～10)mm，指示表量程建议选择10mm、25mm、指示表圆形测砧测量面与定位面平行度小于≤3μm；大测量面移动测砧宽度建议15～20mm，长度依据被测工件圆柱面高度而定，过短不能有效定位，建议20～50mm，移动测砧测量面平面度小于≤4μm、与梯形螺纹圆柱杆轴线垂直度小于≤5μm；梯形螺纹圆柱杆、指示表在尺架两端上的安装孔同轴度小于≤0.015mm。
限位测砧长度选取按照(尺架量程+5～10)mm计算、宽度建议15～20mm；限位测砧上的直径量程刻度标注按照选用的校对量杆、指示表量程来确定不同的刻度线，即当限位测砧面处于校对基准直径(校对量杆长度)和测量直径极限值(校对量杆长度+指示表量程)在垂直于测量方向上的中间位置时，在限位测砧上表面标识一刻度线与尺架径向导向槽的刻线对齐，并在限位测砧表面刻度线做直径量程文字标识。
如图1和图2所示，本实施例中所述校对量杆校对结构包括：移动测砧校对柱12、指示表测砧校对柱13、校对量杆7、移动测砧端校对限位弹簧套6、指示表测砧端校对限位弹簧套14；所述校对量杆7一端与所述移动测砧校对柱12连接，所述校对量杆7另一端与所述指示表测砧校对柱13连接；所述校对量杆7一端套接所述移动测砧端校对限位弹簧套6，所述校对量杆7另一端套接所述指示表测砧端校对限位弹簧套14。
具体的，本实施例中校对量杆校对结构为校对量杆快速校对结构，校对量杆快速校对结构设计为：在大测量面移动测砧、直径大于Φ12mm的指示表圆形测砧中心位置均设置圆形端面槽，圆形端面槽中心为测砧校对柱，移动测砧校对柱的端面与移动测砧的测量面为同一平面。
具体的，测砧校对柱直径与市售校对量杆两端测砧外径相同。设计两个校对限位弹簧套套在校对量杆两端，在指示表校对置零时，各自移动套住移动测砧校对柱、指示表测砧外圆柱面或者指示表测砧校对柱，从而快速定位校准。
如图3所示，具体的，应用本实施例外径量规的校对和定位测量结构的外径量规的具体测量使用方式如下：
测量前，将移动测砧与尺架垂直，并旋入导向螺钉；按照测量直径变化量程选取对应的指示表及其测砧，安装指示表于尺架并固定，安装指示表圆形测砧并旋紧；同时将限位测砧调整到对应的直径量程刻度并固定；根据测量基准直径选取标准校对量杆，在尺架竖直状态下，将两端校对限位弹簧套套在移动测砧校对柱、指示表测砧外圆柱面，调整移动测砧尺架端的微调螺母，使指示表大小针处于一定数值，轻微转动校对量杆，确保指示表指针位置稳定，之后锁紧移动测砧锁紧螺钉，取下校对量杆，完成校准置零。测量时，手动抬升指示表提升杆，将移动测砧、限位测砧与工件外圆柱面紧密贴合，并沿移动测砧、限位测砧之间的45°方向轻微施压，确保各测砧与被测圆柱面的紧密贴合，放松指示表提升杆即可读数。
具体的，若实施例以250～300mm量程(尺架量程50mm)、指示表量程为10/25mm、校对量杆两端测砧直径为Φ8.0mm的外径量规运用为例。除本发明的特有结构及技术参数之外，其他的设计制造标准遵循外径千分尺GB/T1216-2004。实施的具体结构设计及技术参数如下：
低测量力快速定位测量及校对量杆快速校对结构设计总体结构设计见图1，尺架材料推荐采用导热系数小的可锻铸铁，如KTZ60-3，尺架在保证刚性前提下对称镂空，减轻重量，尺架的制作标准按照外径千分尺GB/T1216-2004；指示表选用量程为10mm、25mm，带提升拨杆，如果为机械式指示表宜带表盘锁紧；各测砧采用7Cr17，测量面硬度不小于53.8HRC。
指示表测砧直径选取按照(指示表量程/2+5)mm计算分别为Φ10mm、Φ18mm，指示表测砧测量面与定位面平行度小于≤5μm；由于Φ18mm指示表测砧直径较大，为保证使用校对量杆快速校对，在指示表测砧测量面中心设计Φ7.5mm的测砧校对柱，测砧校对柱端面与测砧测量面为同一平面且平面度小于≤3μm。
大测量面移动测砧宽度20mm、长度40mm，测砧测量面平面度小于≤5μm、与梯形螺纹圆柱杆轴线垂直度小于≤0.01mm；梯形螺纹圆柱杆、指示表在尺架两端上的安装孔同轴度小于≤0.015mm。移动测砧中心位置设计Φ7.5mm的校对柱直径，测砧校对柱端面与测砧测量面为同一平面且平面度小于≤3μm。
校对限位弹簧套为2种类型，套在校对量杆两端，一种套在测砧校对柱外圆柱面、另一种套在不同指示表测砧外圆柱面或者指示表校对柱。
限位测砧结构长度按照(尺架量程+5～10)mm计算为55mm，宽度18mm；限位测砧上的直径量程刻度标注，因选用250mm、275mm校对量杆，以及10mm、25mm指示表，所以一个校对量杆对应两个指示表，由此限位测砧上的直径量程刻度标注共有4种，分别为250-10、250-25、275-10、275-25，各自的刻线标识方法如图3所示，其中15表示为限位测砧某一直径量程刻度线，16表示为测量直径极限值(校对量杆长度+指示表量程)；17表示为校对基准直径(校对量杆长度)。
测量过程中，快速定位测量结构可以一次定位、快速测量，无须在轴向、切向两个测量方向进行最大/最小示值循迹，避免了测砧移动时对工件表面的划伤；测量误差接近指示表的测量精度(小于0.015mm)；不同操作人员多次测量结果重复性优异。
在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一个实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
尽管这里参照发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
Claims (10)
1.一种外径量规的校对和定位测量结构，包括尺架，其特征在于还包括定位测量结构和校对量杆校对结构；
所述定位测量结构包括：指示表、指示表测砧、移动测砧和限位测砧；所述指示表安装在所述尺架上，所述指示表测砧与所述指示表连接；所述移动测砧安装于所述尺架上；所述限位测砧安装于所述尺架正中的径向导向槽内；
所述校对量杆校对结构包括：移动测砧校对柱、指示表测砧校对柱、校对量杆、移动测砧端校对限位弹簧套、指示表测砧端校对限位弹簧套；所述校对量杆一端与所述移动测砧校对柱连接，所述校对量杆另一端与所述指示表测砧校对柱连接；所述校对量杆一端套接所述移动测砧端校对限位弹簧套，所述校对量杆另一端套接所述指示表测砧端校对限位弹簧套。
2.根据权利要求1所述的外径量规的校对和定位测量结构，其特征在于所述的移动测砧通过带微调装置的梯形螺纹圆柱杆安装于所述尺架上。
3.根据权利要求2所述的外径量规的校对和定位测量结构，其特征在于所述的微调装置包括：微调螺母和导向螺钉，所述微调螺母与所述移动测砧连接，所述导向螺钉与所述梯形螺纹圆柱杆连接。
4.根据权利要求2或3所述的外径量规的校对和定位测量结构，其特征在于所述的移动测砧包括垂直于尺架和平行于尺架两个位置结构。
5.根据权利要求1所述的外径量规的校对和定位测量结构，其特征在于所述的限位测砧长度方向平行于所述尺架。
6.根据权利要求1或5所述的外径量规的校对和定位测量结构，其特征在于所述的限位测砧带有直径量程刻度。
7.根据权利要求1所述的外径量规的校对和定位测量结构，其特征在于在所述移动测砧和指示表测砧的中心位置均设置圆形端面槽，所述圆形端面槽中心分别用于设置移动测砧校对柱和指示表测砧校对柱。
8.根据权利要求2或3所述的外径量规的校对和定位测量结构，其特征在于所述的微调装置还包括移动测砧锁紧螺钉，用于锁紧所述移动测砧。
9.根据权利要求1或7所述的外径量规的校对和定位测量结构，其特征在于所述的移动测砧校对柱的端面与移动测砧的测量面为同一平面。
10.根据权利要求1或7所述的外径量规的校对和定位测量结构，其特征在于所述的指示表测砧为直径大于12毫米的圆形指示表测砧。
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