CN107702614A - 一种千分尺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种千分尺，其解决了现有千分尺精度低，估读导致测量误差的技术问题，其包括固定套筒、微分筒、微调旋钮、刻度尺，微分筒与固定套筒连接，微调旋钮与微分筒连接；固定套筒内设有第一螺杆和第二螺杆，第一螺杆的左端与固定套筒的左端连接，第二螺杆的右端与固定套筒的右端连接，第一螺杆的右端与第二螺杆左端通过紧定螺钉连接；微分筒与第二螺杆的右端连接；第一螺杆、第二螺杆上分别通过螺母连接有第一测爪、第二测爪，刻度尺与固定套筒连接，微分筒的圆周上设有50等分的刻度线，固定套筒上设有水平方向读数刻线；第二螺杆的螺距和第一螺杆的螺距不相等，第二测爪上设有读数刻线。其可用于长度、内径、外径、深度的测量。

Description

一种千分尺

技术领域

本发明涉及一种量具，具体而言，涉及是一种千分尺。

背景技术

千分尺作为一种精密量具，广泛运用于各种需要测量的场合中。参考专利号为201720167847.8的实用新型专利，目前市场上销售的及工厂中使用的千分尺均包括固定套筒及微分筒，在所述套筒上设置有两排刻度，其中上排刻度每一个为1mm，下排刻度的刻线分设在上排刻度的每一个中间，所以上排刻度之间相邻两刻线相差1mm，下排刻度的每一条刻线与其相邻的上牌刻度的刻线之间相差0.5mm，在微分筒的圆周上设置有50等分的刻度线，微分筒每旋转一周即在轴线移动0.5mm，所以微分筒每旋转一格即在轴向移动0.5/50＝0.01mm。在测量的时候，将被测量物体置于测微螺杆与测砧之间，转动微分筒，使得被测物体与测微螺杆和测砧接触，并且调节微调旋钮，避免产生过大压力又可使测量结果精确。调整完毕以后开始读数，首先读固定套筒上的上排刻度，再度下排刻度，若下排刻度线露出则记做0.5mm，若下排刻度线未露出则记做0.0mm；然后再读微分筒上的可动刻度，记做n*0.01mm，将固定套筒上的固定刻度加上微分筒上的可动刻度即是被测物体的最终尺寸，其精度可达到0.01mm，另外在读微分筒上的刻度是需进行估读，最终读数的单位为0.001mm。

然而，由于千分尺中的精密螺杆的螺距不能加工的更小，所以测量精度不能得到提高。且使用千分尺进行估读，存在较大的测量误差。即使现有的千分尺已经能够达到了0.01mm的精度，对于精度在IT7级以上零件的测量，千分尺却无法满足。

发明内容

本发明就是为了解决现有千分尺精度低，存在估读导致测量误差的技术问题，提供一种精度更高、误差更小的千分尺。

本发明的技术方案是，提供一种千分尺，包括固定套筒、微分筒、微调旋钮、刻度尺、紧定螺钉、第一测爪、第一测砧、第二测爪和第二测砧，微分筒与固定套筒连接，微调旋钮与微分筒连接；固定套筒内设有第一螺杆和第二螺杆，第一螺杆的左端通过第一安装座与固定套筒的左端连接，第二螺杆的右端通过第二安装座与固定套筒的右端连接；固定套筒上设有紧定螺钉安装孔，第一螺杆的右端端面上沿轴线方向连接有销子，第二螺杆的左端沿轴线方向设有销孔，第二螺杆的左端沿径向方向设有螺纹孔，螺纹孔与销孔连通；销子插入销孔中，紧定螺钉穿过固定套筒上的紧定螺钉安装孔后与第二螺杆上的螺纹孔进行螺纹连接，紧定螺钉的末端顶靠在销子的侧面；微分筒与第二螺杆的右端连接；固定套筒上连接有锁紧螺钉；

第一测爪通过第一螺母与第一螺杆连接，第一测砧与第一测爪连接，第二测爪通过第二螺母与第二螺杆连接，第二测砧与第二测爪连接；

刻度尺与固定套筒连接，刻度尺在固定套筒上的位置轴向可调；

微分筒的圆周上设有n等分的刻度线，n为自然数；固定套筒上设有水平方向读数刻线；

第二螺杆的螺距和第一螺杆的螺距不相等，存在螺距差；

第二测爪上设有读数刻线。

优选地，微分筒的圆周上设有50等分的刻度线。

优选地，刻度尺上设有扁形槽，通过螺钉穿过扁形槽将刻度尺连接在固定套筒上。

优选地，微调旋钮通过棘轮弹簧机构与微分筒连接，微分筒与固定套筒旋转连接。

优选地，第二螺杆的螺距为M，第一螺杆11的螺距是N，第一螺杆和第二螺杆的螺距差为L，L＝M-N；

微分筒旋转一周，第一测爪和第二测爪的轴向相对移动距离与螺距差L相等，所述微分筒上50等分的刻度线中的一个格表示的测量长度为螺距差除以50；

刻度尺上的刻度线间距为D，刻度尺上的刻度线间距D与第二螺杆的螺距M相等；

销子为圆柱体状，销孔为圆柱形孔。

优选地，千分尺还包括校正杆。

本发明还提供一种应用千分尺的测量方法，包括以下步骤：

(1)准备一个矫正杆，把第一螺杆和第二螺杆之间的紧定螺钉松开，然后旋转微分筒，第二螺杆带动其上的第二测爪向右移动，用手把校正杆放在第一测砧和第二测砧之间，旋转微调旋钮使第二测爪向左移动，使第二测砧与校正杆的右端接触，使校正杆的左端与第一测砧接触，直到测量力合适；然后扭动锁紧螺钉锁紧第二螺杆，这样第一螺杆和第二螺杆相对固定；再然后调整刻度尺在固定套筒上的位置，使刻度尺上的0刻度线对准第二测爪上的读数刻线；再然后松开锁紧螺钉，调整微分筒的0刻度线对准固定套筒上的读数刻线；

(2)把第一螺杆和第二螺杆用紧定螺钉连接好，直接取下校正杆，用手将被测件放在第一测砧和第二测砧之间，旋转微调旋钮使第一测爪和第二测爪轴向移动，使第二测砧与校正杆的右端接触，使校正杆的左端与第一测砧接触，直到测量力合适，然后扭动锁紧螺钉锁紧第二螺杆，然后进行读数得出实际测量值；读数的过程有三种情况：

第一种情况，当第二测爪上的读数刻线位于刻度尺上的0刻度线的右侧时，则实际测量值就是刻度尺上的读数乘以0.05，加上微分筒上的读数乘以0.001，在加上校正杆的长度值；

第二种情况，当第二测爪上的读数刻线位于刻度尺上的0刻度线的左侧时，则实际测量值就是校正杆的长度值减去刻度尺上的读数乘以0.05，再减去微分筒上的读数乘以0.001；

第二种情况，当第二测爪上的读数刻线位于刻度尺上的0刻度线处，则实际测量值就等于校正杆的长度值。

本发明的有益效果是，全新的结构，全新的测量方法，使用灵活，测量范围大，精度可以达到0.002～0.001mm，可以根据螺杆的精度提高相应提高测量精度。测量误差小，可以消除现有技术中由于估读导致的误差。可以用来测量长度、内径、外径以及深度。

本发明进一步的特征和方面，将在以下参考附图的具体实施方式的描述中，得以清楚地记载。

附图说明

图1是千分尺的结构示意图；

图2是图1所示结构的剖视图；

图3是刻度尺上的刻度线与第二测爪上的读数刻线匹配示意图；

图4是千分尺上第一螺杆和第二螺杆连接处的剖视图。

1.套筒，2.固定套筒，3.第一测爪，4.第一测砧，5.刻度尺，6.螺钉，7.锁紧螺钉，8.微分筒，9.微调旋钮，10.第一安装座，11.第一螺杆，12.第二螺杆，13.固定环，14.第二测爪，14-1.读数刻线，15.第二测砧，16.第二安装座，17.紧定螺钉，18.销子。

具体实施方式

以下参照附图，以具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1和2所示，千分尺包括套筒1、固定套筒2、微分筒8、微调旋钮9、第一测爪3、第一测砧4、第二测爪14、第二测砧15、第一螺杆11、第二螺杆12，固定环13与固定套筒2的右端连接，微分筒8与固定环13旋转连接，微调旋钮9通过棘轮弹簧机构与微分筒8连接，第一螺杆11的左端通过第一安装座10与固定套筒2的左端连接，第二螺杆12的右端通过第二安装座16与固定套筒2的右端连接。第一螺杆11、第二螺杆12能够以第一安装座10和第二安装座16为支撑进行旋转。安装座的结构采用公知千分尺中的测量螺杆和固定套筒之间的连接结构。

微分筒8与第二螺杆12的右端连接。结合图4，在固定套筒2的侧面加工一个紧定螺钉安装孔。第一螺杆11的右端与第二螺杆12左端通过紧定螺钉17实现同轴连接，具体结构是，第一螺杆11的右端端面上沿轴线方向连接有销子18，第二螺杆12左端沿轴线方向设有销孔，第二螺杆12的左端沿径向方向设有螺纹孔，螺纹孔与销孔连通；销子18插入销孔中，紧定螺钉17穿过固定套筒2上的紧定螺钉安装孔后与第二螺杆12上的螺纹孔进行螺纹连接，紧定螺钉17的末端顶靠在销子18的侧面，这样，第一螺杆11就与第二螺杆12固定连接在一起了。

销子18是和第一螺杆11是一体的，销子18的形状优选圆柱体。销孔优选为圆柱形孔。

锁紧螺钉7与固定套筒2连接，用于将第二螺杆12和固定套筒2固定在一起，防止第二螺杆12旋转。

微分筒8的圆周上设置有50等分的刻度线，固定套筒2上设置一条水平方向读数刻线，通过螺钉6将刻度尺5安装在固定套筒2上，刻度尺5上开有扁形槽，螺钉6穿过该扁形槽与固定套筒2连接，通过螺钉6可调整刻度尺5的位置。

固定套筒2内安装两个同向精密螺杆，分别是第一螺杆11和第二螺杆12，通过紧定螺钉17将第一螺杆11和第二螺杆12轴向固定连接并保证同轴度，松开该紧定螺钉17，两个精密螺杆就松开。第二螺杆12与微分筒8连在一起，随微分筒8一起转动。

第一测爪3通过第一螺母与第一螺杆11连接，第一测砧4与第一测爪3连接。第二测爪14通过第二螺母与第二螺杆12连接，第二测砧15与第二测爪14连接。第一测爪3、第二测爪14可沿轴向移动。

第二螺杆12的螺距为M，第一螺杆11的螺距是N，两个螺杆的螺距差L＝M-N。微分筒8旋转一周，第一测爪3和第二测爪14的轴向相对移动距离为两个螺杆螺距差L。

结合图3所示，第二测爪14上有读数刻线14-1，和安装在固定套筒2上的刻度尺5配合。

微分筒8上50等分的刻度线中的一个格代表的测量长度为两个螺杆螺距差L/50，比如，螺距差是0.05mm，那么50等分的刻度线中的一个格代表0.001mm。

刻度尺5上的刻度线间距为D，刻度尺5上的刻度线间距D与第二螺杆12的螺距M相等。

需要说明的是，微分筒8的圆周上设置的50等分刻度线只是举例，该刻度线也可以是60等分刻度线、80等分刻度线或100等分等，也就是说，在微分筒8的圆周上设置n等分刻度线，n为自然数。

为了提高测量精度，微分筒8和微调旋钮9连在一起，微调旋钮9内部安装棘轮弹簧机构，微调旋钮9带动棘轮转动，当旋转力大于设定值时，棘轮开始打滑，保持测力的一致性，提高测量精度。此处的微分筒8和微调旋钮9的连接结构，以及棘轮弹簧机构采用公知技术。

以下通过具体的举例对千分尺的工作过程进行说明。

例一：

第一螺杆11的螺距N＝0.45mm，第二螺杆12的螺距M＝0.5mm，螺距差L＝0.05mm。微分筒8旋转一周，第二测爪14的移动位移是0.5mm，第一测爪3的移动位移是0.45mm，第一测爪3和第二测爪14的轴向相对移动距离为0.05mm。微分筒8每旋转一小格，第一测爪3和第二测爪14轴向移动的相对距离为0.05/50＝0.001mm。

刻度尺5上的刻度线间距D＝0.5mm，实际读数时每一格表示0.05mm。刻度线总的格数可以是10-80。

准备一个精密校正杆，精密校正杆作为长度标准。为了增大测量范围，配备几钟长度的多根精密校正杆。

在使用千分尺前对待测物进行测量前，先采用精密校正杆进行校正，首先把第一螺杆11和第二螺杆12之间的紧定螺钉17松开，然后旋转微分筒8，第二螺杆12带动其上的第二测爪14向右移动(此时第一螺杆11不旋转，第一测砧4静止不动)，然后用手把精密校正杆放在第一测砧4和第二测砧15之间，旋转微调旋钮9使第二测爪14向左移动，使第二测砧15与精密校正杆的右端接触，使精密校正杆的左端与第一测砧4接触，直到测量力合适(力度掌握按照公知技术，比如听到咔咔声后转动微调旋钮9一圈左右)，然后扭动锁紧螺钉7锁紧第二螺杆12，这样第一螺杆11和第二螺杆12相对固定；然后松开螺钉6调整刻度尺5在固定套筒2上的位置，使刻度尺5上的0刻度线对准第二测爪14上的读数刻线14-1，拧紧螺钉6固定好刻度尺5。然后松开锁紧螺钉7，调整微分筒8的0刻度线对准固定套筒2上的读数刻线，校正调整完毕。

把第一螺杆11和第二螺杆12用紧定螺钉17连接好，直接取下精密校正杆，然后进行工件测量，用手将被测件放在第一测砧4和第二测砧15之间，旋转微调旋钮9使第一测爪3和第二测爪14轴向移动(向左或向右)，使第二测砧15与精密校正杆的右端接触，使精密校正杆的左端与第一测砧4接触，直到测量力合适，然后扭动锁紧螺钉7锁紧第二螺杆12，然后进行读数得出实际测量值，读数时有三种情况：

第一种情况，当第二测爪14上的读数刻线14-1位于刻度尺5上的0刻度线的右侧时，则实际测量值P就是精密校正杆的长度值a加上刻度尺5上的读数b乘以0.05，再加上微分筒8上的读数c乘以0.001，即P＝a+b*0.05+c*0.001。比如，精密校正杆的长度值是30mm，读数刻线14-1与刻度尺5上0刻度线右侧第二条刻度线对齐，固定套筒2上的水平方向读数刻线与微分筒8上的第5条刻度线对齐，那么实际测量值就是：30+2*0.05+5*0.001＝30.105mm。

第二种情况，当第二测爪14上的读数刻线14-1位于刻度尺5上的0刻度线的左侧时，则实际测量值p就是精密校正杆的长度值a减去刻度尺5上的读数b乘以0.05，再减去微分筒8上的读数c乘以0.001，即P＝a-b*0.05-c*0.001。比如，精密校正杆的长度值是30mm，读数刻线14-1与刻度尺5上0刻度线左侧第二条刻度线对齐，固定套筒2上的水平方向读数刻线与微分筒8上的第5条刻度线对齐，那么实际测量值就是：30-2*0.05-5*0.001＝29.895mm。

第二种情况，当第二测爪14上的读数刻线14-1位于刻度尺5上的0刻度线处，则实际测量值就等于精密校正杆的长度值。

例二：

第一螺杆11的螺距N＝0.4mm，第二螺杆12的螺距M＝0.5mm，螺距差L＝0.1mm。微分筒8旋转一周，第一测爪3和第二测爪14的轴向相对移动距离为0.1mm。微分筒8每旋转一小格，第一测爪3和第二测爪14轴向移动的相对距离为0.1/50＝0.002mm。

刻度尺5上的刻度线间距D＝0.5mm，实际读数时每一格表示0.1mm。

本例的测量方法以及实际测量值的读数计算方法和上述例一相同，不再赘述。

Claims (7)

1.一种千分尺，其特征在于，包括固定套筒、微分筒、微调旋钮、刻度尺、紧定螺钉、第一测爪、第一测砧、第二测爪和第二测砧，微分筒与固定套筒连接，微调旋钮与微分筒连接；固定套筒内设有第一螺杆和第二螺杆，第一螺杆的左端通过第一安装座与固定套筒的左端连接，第二螺杆的右端通过第二安装座与固定套筒的右端连接；所述固定套筒上设有紧定螺钉安装孔，所述第一螺杆的右端端面上沿轴线方向连接有销子，所述第二螺杆的左端沿轴线方向设有销孔，所述第二螺杆的左端沿径向方向设有螺纹孔，所述螺纹孔与销孔连通；所述销子插入销孔中，所述紧定螺钉穿过固定套筒上的紧定螺钉安装孔后与第二螺杆上的螺纹孔进行螺纹连接，所述紧定螺钉的末端顶靠在销子的侧面；微分筒与第二螺杆的右端连接；固定套筒上连接有锁紧螺钉；

所述第一测爪通过第一螺母与第一螺杆连接，第一测砧与第一测爪连接，第二测爪通过第二螺母与第二螺杆连接，第二测砧与第二测爪连接；

所述刻度尺与固定套筒连接，刻度尺在固定套筒上的位置轴向可调；

所述微分筒的圆周上设有n等分的刻度线，n为自然数；所述固定套筒上设有水平方向读数刻线；

所述第二螺杆的螺距和第一螺杆的螺距不相等，存在螺距差；

所述第二测爪上设有读数刻线。

2.根据权利要求1所述的千分尺，其特征在于，所述微分筒的圆周上设有50等分的刻度线。

3.根据权利要求2所述的千分尺，其特征在于，所述刻度尺上设有扁形槽，通过螺钉穿过扁形槽将刻度尺连接在固定套筒上。

4.根据权利要求3所述的千分尺，其特征在于，所述微调旋钮通过棘轮弹簧机构与微分筒连接，所述微分筒与固定套筒旋转连接。

5.根据权利要求4所述的千分尺，其特征在于，所述第二螺杆的螺距为M，第一螺杆11的螺距是N，所述第一螺杆和第二螺杆的螺距差为L，L＝M-N；

所述微分筒旋转一周，第一测爪和第二测爪的轴向相对移动距离与螺距差L相等，所述微分筒上50等分的刻度线中的一个格表示的测量长度为螺距差除以50；

所述刻度尺上的刻度线间距为D，刻度尺上的刻度线间距D与第二螺杆的螺距M相等；

所述销子为圆柱体状，所述销孔为圆柱形孔。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的千分尺，其特征在于，所述千分尺还包括校正杆。

7.一种应用如权利要求5所述的千分尺的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)准备一个矫正杆，把第一螺杆和第二螺杆之间的紧定螺钉松开，然后旋转微分筒，第二螺杆带动其上的第二测爪向右移动，用手把校正杆放在第一测砧和第二测砧之间，旋转微调旋钮使第二测爪向左移动，使第二测砧与校正杆的右端接触，使校正杆的左端与第一测砧接触，直到测量力合适；然后扭动锁紧螺钉锁紧第二螺杆，这样第一螺杆和第二螺杆相对固定；再然后调整刻度尺在固定套筒上的位置，使刻度尺上的0刻度线对准第二测爪上的读数刻线；再然后松开锁紧螺钉，调整微分筒的0刻度线对准固定套筒上的读数刻线；

(2)把第一螺杆和第二螺杆用紧定螺钉连接好，直接取下校正杆，用手将被测件放在第一测砧和第二测砧之间，旋转微调旋钮使第一测爪和第二测爪轴向移动，使第二测砧与校正杆的右端接触，使校正杆的左端与第一测砧接触，直到测量力合适，然后扭动锁紧螺钉锁紧第二螺杆，然后进行读数得出实际测量值；读数的过程有三种情况：

第一种情况，当第二测爪上的读数刻线位于刻度尺上的0刻度线的右侧时，则实际测量值就是刻度尺上的读数乘以0.05，加上微分筒上的读数乘以0.001，在加上校正杆的长度值；

第二种情况，当第二测爪上的读数刻线位于刻度尺上的0刻度线的左侧时，则实际测量值就是校正杆的长度值减去刻度尺上的读数乘以0.05，再减去微分筒上的读数乘以0.001；

第二种情况，当第二测爪上的读数刻线位于刻度尺上的0刻度线处，则实际测量值就等于校正杆的长度值。