CN110145998A - 一种内圆锥斜角检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于机械加工与测量技术领域，尤其涉及一种内圆锥斜角检测装置，包括主尺，所述主尺的一端固定设置有小圆球，所述主尺上滑动设置有副尺、大圆球和固定架，所述小圆球、大圆球和固定架沿主尺的长度方向依次设置，所述大圆球、副尺和固定架均沿主尺的长度方向滑动，所述副尺靠近小圆球的一端与大圆球固定连接，所述小圆球的直径、大圆球的直径、主尺和副尺均重合，所述固定架与主尺垂直。有益效果：本发明的内圆锥斜角检测装置结构简单可靠，造价低廉，检测和计算过程简便，该检测装置的体积小，使用灵活，便于全部检测的检测。

Description

一种内圆锥斜角检测装置
技术领域
本发明属于机械加工与测量技术领域，尤其涉及一种内圆锥斜角检测装置。
背景技术
随着科技的快速发展，制造业的进步，复杂的零件也越来越多，为了满足零件的功能需求，零件中常出现内圆锥的特征。目前机械加工和检测行业中，检测圆锥角度一般有四种方式：配合法，投影法，直接法和间接法。配合法是采用标准锥度环规与加工出的圆锥体配合测量，用标准锥度塞规与加工出的内圆锥孔配合测量；投影法是将工件剖切后利用投影仪对圆锥面进行放大测量；直接法是利用角度规直接测量锥面与平面的夹角；间接法是将角度测量转换为长度测量，利用三角函数关系计算得到圆锥角度。
其中，配合法的标准锥度环塞规加工周期长，价格高，一般用于大批量产品的检测，对于多品种小批量产品的检测就不够经济。投影法需要将工件破坏进行检测，只能抽取检测产品，不能做到全部检测。直接法测量锥角时，测量杆与圆锥面为线接触，测量结果误差较大。间接法由于是将角度测量转换为长度测量，测量精度较高，同时又不破坏工件，因此在多品种小批量产品的锥度检测中，能够全部检测，检测效果比较好。
间接法测量锥度，如图7和图8所示，需要测量三个长度尺寸：直径D1、直径D2以及两个直径对应圆高度H。利用三角函数关系，锥度:α＝2arctan[(D1-D2)/2H]。直径D1、D2可以利用游标卡尺直接测出，但现有测量仪器无法在精确测量出直径D1和D2的同时测量出高度H尺寸，因此该方法存在一定的局限性。
虽然，现有专利CN200620126298.1中公开了一种锥角测量仪，该锥角测量仪可以测量出直径D1和D2的同时测量出高度H尺寸，但该锥角测量仪的结构比较繁琐，造价比较昂贵，检测过程繁琐，需要多次测量，其计算过程也比较繁琐。
发明内容
为解决现有技术存在的间接法测量内圆锥角度的装置结构复杂，检测过程繁琐的问题，本发明提供一种内圆锥斜角检测装置。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下，一种内圆锥斜角检测装置，包括主尺，所述主尺的一端固定设置有小圆球，所述主尺上滑动设置有副尺、大圆球和固定架，所述小圆球、大圆球和固定架沿主尺的长度方向依次设置，所述大圆球、副尺和固定架均沿主尺的长度方向滑动，所述副尺靠近小圆球的一端与大圆球固定连接，所述小圆球的直径、大圆球的直径、主尺和副尺均重合，所述固定架与主尺垂直。
作为优选，所述主尺上开设有第一导向槽，所述副尺通过所述第一导向槽与主尺滑动连接；所述大圆球上贯穿有通孔，所述大圆球通过所述通孔与主尺滑动连接。
作为优选，所述大圆球上设置有第一安装平面，所述第一安装平面处设置有用于固定连接大圆球和副尺的第一螺栓。第一安装平面的设置便于大圆球上设置第一螺栓，便于大圆球与副尺的固定连接，加工装配简单便捷。
作为优选，所述小圆球上开设有安装孔，所述主尺的一端位于安装孔内，所述小圆球上设置有第二安装平面，所述第二安装平面处设置有用于固定连接小圆球和主尺的第二螺栓。第二安装平面的设置便于小圆球上设置第二螺栓，便于小圆球与主尺的固定连接，加工装配简单便捷。
作为优选，所述固定架上开设有滑槽，所述固定架通过所述滑槽与主尺滑动连接；所述固定架上设置有用于将固定架和副尺锁定在主尺上的锁紧组件。使用该检测装置测量内圆锥孔时，锁紧组件将固定架和副尺锁定在主尺上，避免固定架和副尺沿主尺滑动，便于将该检测装置从内圆锥中取出读数，使得该检测装置数据读取便捷，提高该检测装置的测量精度。
作为优选，所述锁紧组件包括第一锁紧螺钉和第二锁紧螺钉，所述主尺上开设有与第一导向槽连通的第二导向槽，所述第一锁紧螺钉沿第二导向槽滑动，当所述第一锁紧螺钉拧紧定位时，其尾端抵靠在副尺上；当所述第二锁紧螺钉拧紧定位时，其尾端抵靠在主尺上。先拧紧第二锁紧螺钉将固定架锁定在主尺上，再拧紧第一锁紧螺钉将固定架锁定在副尺上，从而实现固定架和副尺均锁定在主尺上，锁紧组件结构简单，便于操作。
进一步地，所述主尺上沿其长度方向设置有主刻度，所述副尺上沿其长度方向依次设置有两组与主刻度配合的副刻度。副刻度与主刻度配合测量，类似于游标卡尺的主尺与副尺配合，提高测量精度；两组副刻度是为了防止副尺超出主尺的刻度量程。
进一步地，所述大圆球靠近固定架的部分切割形成让位平面，所述让位平面与大圆球的滑动方向相垂直。大圆球向固定架运动时，让位平面的设置提高大圆球的运动行程，提高该检测装置的检测范围。
有益效果：本发明的内圆锥斜角检测装置，通过副尺上的副刻度，测量主尺的零刻度到副尺的零刻度的距离为h0；已知大圆球直径D1、小圆球直径D2和主尺的零刻度到小圆球球心的距离h，副刻度的零刻度到大圆球的球心距离为定值h1，则直径D1、直径D2对应圆高度H＝h-h0-h1；再利用反三角函数计算得出内圆锥角度α；则本发明的内圆锥斜角检测装置已知大圆球直径D1、小圆球直径D2，即直径D1和直径D2为定值，同时根据设定的直径D1和直径D2，以及主尺和副尺配合测量出两个直径对应圆高度H，且两组副刻度的设置，使得该检测装置测量精度高，适用范围广；则本发明的内圆锥斜角检测装置结构简单可靠，造价低廉，检测和计算过程简便，该检测装置的体积小，使用灵活，便于全部检测的检测。
附图说明
图1是本发明内圆锥斜角检测装置的立体结构示意图；
图2是本发明内圆锥斜角检测装置的另一角度立体结构示意图；
图3是本发明内圆锥斜角检测装置的小圆球的立体结构示意图；
图4是本发明内圆锥斜角检测装置的大圆球的立体结构示意图；
图5是本发明内圆锥斜角检测装置测量时的立体结构示意图；
图6是本发明内圆锥斜角检测装置测量时的俯视示意图；
图7是图6中A-A位置的剖视示意图；
图8是图6中B-B位置的剖视示意图；
图中：1、主尺，11、第一导向槽，12、第二导向槽，13、主刻度，2、副尺，21、副刻度，3、小圆球，31、安装孔，32、第二安装平面，4、大圆球，41、通孔，42、第一安装平面，43、让位平面，5、第一螺栓，6、第二螺栓，7、固定架，81、第一锁紧螺钉，82、第二锁紧螺钉，9、内圆锥。
具体实施方式
实施例
如图1～4所示，一种内圆锥斜角检测装置，包括主尺1，所述主尺1的一端固定设置有小圆球3，所述主尺1上滑动设置有副尺2、大圆球4和固定架7，所述小圆球3、大圆球4和固定架7沿主尺1的长度方向依次设置，所述大圆球4、副尺2和固定架7均沿主尺1的长度方向滑动，所述副尺2靠近小圆球3的一端与大圆球4固定连接，所述小圆球3的直径、大圆球4的直径、主尺1和副尺2均重合，所述固定架7与主尺1垂直。
为了提高副尺2和大圆球4沿主尺1滑动的稳定性，所述主尺1上开设有第一导向槽11，所述副尺2通过所述第一导向槽11与主尺1滑动连接；所述大圆球4上贯穿有通孔41，所述大圆球4通过所述通孔41与主尺1滑动连接；
为了便于大圆球4和小圆球3的装配，所述大圆球4上设置有第一安装平面42，所述第一安装平面42处设置有用于固定连接大圆球4和副尺2的第一螺栓5；所述小圆球3上开设有安装孔31，所述主尺1的一端位于安装孔31内，所述小圆球3上设置有第二安装平面32，所述第二安装平面32处设置有用于固定连接小圆球3和主尺1的第二螺栓6。
为了方便取出该检测装置进行读数和提高测量精度，所述固定架7上开设有滑槽，所述固定架7通过所述滑槽与主尺1滑动连接；所述固定架7上设置有用于将固定架7和副尺2锁定在主尺1上的锁紧组件。具体地，所述锁紧组件包括第一锁紧螺钉81和第二锁紧螺钉82，所述主尺1上开设有与第一导向槽11连通的第二导向槽12，所述第一锁紧螺钉81沿第二导向槽12滑动，当所述第一锁紧螺钉81拧紧定位时，其尾端抵靠在副尺2上；当所述第二锁紧螺钉82拧紧定位时，其尾端抵靠在主尺1上，第一锁紧螺钉81和第二锁紧螺钉82配合使得主尺1、副尺2和固定架7三个部件相对固定在一起，便于该检测装置测量待检测内圆锥9时，从内圆锥9中取出该检测装置进行读数，有效防止副尺2和固定架7沿主尺1滑动，保证测量精度，且数据的读取简单便捷。
为了提高测量精度，所述主尺1上沿其长度方向设置有主刻度13，主刻度13的零刻度位于远离小圆球3的一端，所述副尺2上沿其长度方向依次设置有两组与主刻度13配合的副刻度21，大圆球4、第二组副刻度21和第一组副刻度21依次设置，两组副刻度21的零刻度均位于远离大圆球4的一端，两组副刻度21是为了防止副尺2超出主尺1的刻度量程。
为了扩大测量范围，所述大圆球4靠近固定架7的部分切割形成让位平面43，所述让位平面43与大圆球4的滑动方向相垂直；针对不同直径的内圆锥9，可以选用直径合适的大圆球4和小圆球3。
如图5～8所示，该检测装置的测量步骤如下：
1).首先将测量装置的小圆球3端放入待检测内圆锥9内，保证小圆球3与内圆锥9面接触；
2).移动大圆球4和副尺2，使大圆球4与内圆锥9表面接触；
3).移动固定架7，使固定架7与内圆锥9的外端面接触；
4).先拧紧第二锁紧螺钉82将固定架7锁定在主尺1上，再拧紧第一锁紧螺钉81将固定架7锁定在副尺2上，从而实现固定架7和副尺2均锁定在主尺1上，避免固定架7和副尺2沿主尺1滑动；
5).从内圆锥9中取出该检测装置，通过副尺2上的副刻度21，如图7所示，此时使用第一组副刻度21(当然根据不同的待检测内圆锥9的深度，选择副尺2上合适的副刻度21)，测量主刻度13的零刻度到第一组副刻度21的零刻度的距离为h0；
6).如图7和图8所示，已知大圆球4直径D1(半径为R1)、小圆球3直径D2(半径为R2)和主尺1的零刻度到小圆球3球心的距离h，第一组副刻度21的零刻度到大圆球4的球心距离为定值h1，则直径D1、直径D2对应圆高度H＝h-h0-h1；
7).根据公式计算内圆锥9角度α，利用计算机求反三角函数，即可得出内圆锥9角度α。

Claims (8)

1.一种内圆锥斜角检测装置，其特征在于：包括主尺(1)，所述主尺(1)的一端固定设置有小圆球(3)，所述主尺(1)上滑动设置有副尺(2)、大圆球(4)和固定架(7)，所述小圆球(3)、大圆球(4)和固定架(7)沿主尺(1)的长度方向依次设置，所述大圆球(4)、副尺(2)和固定架(7)均沿主尺(1)的长度方向滑动，所述副尺(2)靠近小圆球(3)的一端与大圆球(4)固定连接，所述小圆球(3)的直径、大圆球(4)的直径、主尺(1)和副尺(2)均重合，所述固定架(7)与主尺(1)垂直。
2.根据权利要求1所述的内圆锥斜角检测装置，其特征在于：所述主尺(1)上开设有第一导向槽(11)，所述副尺(2)通过所述第一导向槽(11)与主尺(1)滑动连接；所述大圆球(4)上贯穿有通孔(41)，所述大圆球(4)通过所述通孔(41)与主尺(1)滑动连接。
3.根据权利要求2所述的内圆锥斜角检测装置，其特征在于：所述大圆球(4)上设置有第一安装平面(42)，所述第一安装平面(42)处设置有用于固定连接大圆球(4)和副尺(2)的第一螺栓(5)。
4.根据权利要求1或3所述的内圆锥斜角检测装置，其特征在于：所述小圆球(3)上开设有安装孔(31)，所述主尺(1)的一端位于安装孔(31)内，所述小圆球(3)上设置有第二安装平面(32)，所述第二安装平面(32)处设置有用于固定连接小圆球(3)和主尺(1)的第二螺栓(6)。
5.根据权利要求1所述的内圆锥斜角检测装置，其特征在于：所述固定架(7)上开设有滑槽，所述固定架(7)通过所述滑槽与主尺(1)滑动连接；所述固定架(7)上设置有用于将固定架(7)和副尺(2)锁定在主尺(1)上的锁紧组件。
6.根据权利要求5所述的内圆锥斜角检测装置，其特征在于：所述锁紧组件包括第一锁紧螺钉(81)和第二锁紧螺钉(82)，所述主尺(1)上开设有与第一导向槽(11)连通的第二导向槽(12)，所述第一锁紧螺钉(81)沿第二导向槽(12)滑动，当所述第一锁紧螺钉(81)拧紧定位时，其尾端抵靠在副尺(2)上；当所述第二锁紧螺钉(82)拧紧定位时，其尾端抵靠在主尺(1)上。
7.根据权利要求1所述的内圆锥斜角检测装置，其特征在于：所述主尺(1)上沿其长度方向设置有主刻度(13)，所述副尺(2)上沿其长度方向依次设置有两组与主刻度(13)配合的副刻度(21)。
8.根据权利要求1所述的内圆锥斜角检测装置，其特征在于：所述大圆球(4)靠近固定架(7)的部分切割形成让位平面(43)，所述让位平面(43)与大圆球(4)的滑动方向相垂直。
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