CN110514154B - 一种用于锥度孔的气动测量装置及采用其测量锥度孔的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于锥度孔的气动测量装置,包括第一气动测量仪、第二气动测量仪、气动测量头、第一连接头、第二连接头和用于校准第一气动测量仪与第二气动测量仪的标准件;气动测量头通过第一连接头与第一气动测量仪连接,通过第二连接头与第二气动测量仪连接;气动测量头包括定位块、测量头和四个接头,定位块设置在测量头的一侧,测量头上安装有两对喷嘴,两对喷嘴分别为A1‑A2和B1‑B2,两对喷嘴在测量头的轴向上错开设置,四个接头上均开有通气孔,通气孔与喷嘴连通;其中两个接头与第一连接头连接,另外两个接头与第二连接头连接。还公开了采用其测量锥度孔的方法,测量过程简单,气动测量精度高,通过非接触式的测量方法满足孔直径及锥度检测精度的要求。
Description
技术领域
本发明属于锥度孔工装测具领域,特别涉及一种用于锥度孔的气动测量装置及采用其测量锥度孔的方法。
背景技术
如图1所示零件上的锥孔,大端尺寸为小端尺寸为 精度要求高,锥度小,常用的检测方法是定点测具,通过测量规定截面高度上的直径尺寸来确定零件锥度,属于接触式直接测量的方法。但因为零件孔壁上有一层软材料的喷涂层,不能采用接触式测量。因此,必须设计一种专门的测量装置,采用一种非接触式的测量方法,满足孔直径及锥度检测精度的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于锥度孔的气动测量装置及采用其测量锥度孔的方法,能够满足高精度锥度孔直径和锥度的非接触式测量。
本发明是通过以下技术方案来实现:
一种用于锥度孔的气动测量装置,包括第一气动测量仪、第二气动测量仪、气动测量头和用于校准第一气动测量仪与第二气动测量仪的标准件;
气动测量头包括定位块、测量头和四个接头,定位块设置在测量头的一侧,测量头上安装有两对喷嘴,两对喷嘴在测量头的轴向上错开设置;四个接头上均开有通气孔,通气孔与喷嘴对应连通;
四个接头均安装在测量头上,其中两个接头与第一气动测量仪连接,另外两个接头与第二气动测量仪连接。
测量头上开有安装孔,安装孔内安装有手柄。
在第一气动测量仪的气体输出管道上设有第一连接头,在第二气动测量仪的气体输出管道上设有第二连接头,第一连接头与两个接头连接,第二连接头与另外两个接头连接。
进一步,第一连接头和第二连接头均为三通接头。
进一步,四个接头的一端均为波纹端,另一端安装在测量头内。
进一步,四个接头分别为第一接头、第二接头、第三接头和第四接头;在测量头上开有用于安装第一接头的第一孔,用于安装第二接头的第二孔,用于安装第三接头的第三孔及用于安装第四接头的第四孔;
第一对喷嘴记为喷嘴A1和喷嘴A2,第二对喷嘴记为喷嘴B1和喷嘴B2,第一孔与喷嘴B1连通,第二孔与喷嘴B2连通,第三孔与喷嘴A1连通,第四孔与喷嘴A2连通。
进一步,第一接头和第二接头通过软管与第一连接头连接,第三接头和第四接头通过软管与第二连接头连接。
进一步,第一气动测量仪和第二气动测量仪的型号为QFP型浮标式气动测量仪。
进一步,标准件为两个,标准件与被测零件结构相适应,其中一个标准件的内孔尺寸根据被测量尺寸的最大极限尺寸设计,另一个标准件的内孔尺寸根据被测量尺寸的最小极限尺寸设计。
本发明采用所述用于锥度孔的气动测量装置测量锥度孔的方法,包括以下步骤:
1)首先使用标准件对第一气动测量仪和第二气动测量仪进行调整,将第一气动测量仪和第二气动测量仪调整至正确合理的位置,即第一气动测量仪刻度尺的上限刻度值和下限刻度值分别对应被测零件大端尺寸的最大极限尺寸和最小极限尺寸,第二气动测量仪刻度尺的上限刻度值和下限刻度值分别对应被测零件小端尺寸的最大极限尺寸和最小极限尺寸;
2)将气动测量头放入被测孔,调整两个气动测量仪的气体流量压力,将气动测量头在被测孔内旋转一周,观察第一气动测量仪和第二气动测量仪的浮标位置是否落在上限刻度值和下限刻度值内;
第一气动测量仪和第二气动测量仪浮标若均在上限刻度值和下限刻度值范围内,则说明被测孔径合格;若其中一台气动测量仪的浮标不在上限刻度值和下限刻度值范围内,则说明被测孔径不合格。
与现有技术相比,本发明具有以下有益的技术效果:
本发明公开的用于锥度孔的气动测量装置,包括两个气动测量仪和一个气动测量头,气动测量头与两个气动测量仪对应连接,气动测量头包括定位块、测量头和四个接头,定位块用于确定测量截面,测量头上安装有两对喷嘴,两对喷嘴分别测量两个截面直径,可以分别判断被测孔的两个截面直径是否合格,还可以根据测得的两个截面直径的实际值计算锥度孔的锥度值。气动测量仪中的气体流量通过管道进入气动测量头上的接头内,到达喷嘴,当圆锥面与被测孔的间隙变化时,两个气动测量仪的浮标位置均会相应变化,即可在气动测量仪的刻度尺上将被测孔的两个截面尺寸误差表示出来,从而测量出被测孔的两个截面的直径尺寸,并通过直径尺寸实际值计算出孔的锥度值。本发明能够同时测量轴向两个不同的截面,能够实现被测量孔的非接触测量,可以测量硬度较低的非金属材料,避免了定点测具接触式测量划伤零件的问题。
进一步,测量头上还安装有手柄,方便工作人员手持操作。
进一步,气动测量仪采用型号为QFP型浮标式气动测量仪,放大倍数较高,可达10000倍,测量精度高,可达0.002mm,人为误差小,操作简单,读数容易,很容易看出各尺寸是否合格。
进一步,设计两个标准件,其中一个标准件的尺寸根据被测量尺寸的最大极限尺寸设计,另一个标准件的尺寸根据被测量尺寸的最小极限尺寸设计,用以调整两个气动测量仪,使气动测量仪的上下限刻度值调整至正确合理的位置。
本发明还公开了采用所述用于锥度孔的气动测量装置测量锥度孔的方法,测量过程简单,气动测量精度高,解决了不能用定点测具接触式直接测量的问题,通过非接触式的测量方法满足孔直径及锥度检测的要求。
附图说明
图1为被测零件的结构示意图;
图2为本发明的用于锥度孔的气动测量装置的结构示意图;
图3为气动测量头的结构示意图;
图4为喷嘴周向分布位置示意图;
图5为测量头的结构示意图;
图6为图5的A-A剖视图;
图7为最大极限尺寸调整标准件的结构示意图;
图8为最小极限尺寸调整标准件的结构示意图。
其中,1为第一气动测量仪,2为气动测量头,3为第二气动测量仪,4为第一连接头,5为第二连接头,6为标准件;
21为定位块,22为测量头,23为第一接头,24为第二接头,25为第三接头,26为第四接头,27为手柄,28为第一孔,29为第二孔,30为安装孔,31为第三孔,32为第四孔。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明,所述是对本发明的解释而不是限定。
如图2所示,本发明的一种用于锥度孔的气动测量装置,包括第一气动测量仪1、第二气动测量仪3和气动测量头2,在第一气动测量仪1的气体输出管道上设有第一连接头4,在第二气动测量仪3的气体输出管道上设有第二连接头5,气动测量头2通过第一连接头4与第一气动测量仪1连接,通过第二连接头5与第二气动测量仪3连接。
第一连接头4和第二连接头5均为三通接头。
如图3~6所示,气动测量头2包括定位块21、四个接头、测量头22和手柄27。定位块21用于确定测量截面Ⅰ和测量截面Ⅱ的轴向位置,测量时定位块21的右端面紧挨着图1中被测零件的端面C。一般地,测量截面直接选择设计在要求的被测量轴向位置上,但考虑测量头结构尺寸大小及喷嘴位置分布,也可以不选择被测量轴向位置,而通过锥度和直径尺寸换算到其他的轴向位置上;本测量图1所示零件时,测量截面Ⅱ选择在要求的被测量轴向位置上,测量截面Ⅰ的位置进行了换算,测量截面Ⅰ设计在距离定位端面B基准面14.86mm的轴向位置,距离测量截面Ⅱ的轴向位置为5mm,便于锥度计算,偏离要求截面2.16mm,避免与零件结构干涉,同时保持喷嘴位置能完全包容在被测量面内。
四个接头安装在测量头22上,分别为第一接头23、第二接头24、第三接头25和第四接头26,第一接头23和第二接头24通过软管与第一连接头4连接,第三接头25和第四接头26通过软管与第二连接头5连接,四个接头沿轴向均开有一个通气孔,尾部通过波纹端连接三通接头,另一端与测量头22紧密配合接通喷嘴,使气体通向孔壁。
如图5所示,测量头22设计有两对喷嘴A1-A2和B1-B2,喷嘴A1和喷嘴A2对称设置,喷嘴B1和喷嘴B2对称设置,两对喷嘴在测量头22的轴向上错开设置,四个喷嘴沿测量头22的周向均匀分布(周向分布位置如图4所示),A1-A2喷嘴用于测量截面Ⅰ的直径,B1-B2喷嘴用于测量截面Ⅱ的直径。每对喷嘴成180度分布在一个测量截面,两对喷嘴分布在两个不同的测量截面并且成90度分布,两对喷嘴分别测量两个截面直径。
如图5和6所示,在测量头22上开有用于安装第一接头23的第一孔28,用于安装第二接头24的第二孔29,用于安装第三接头25的第三孔31,用于安装第四接头26的第四孔32。第一孔28、第二孔29、第三孔31及第四孔32的侧壁分别通过径向通气孔与喷嘴连接,具体地,第一孔28与喷嘴B1连通,第二孔29与喷嘴B2连通,第三孔31与喷嘴A1连通,第四孔32与喷嘴A2连通。
如图5所示,测量头22的锥度与被测量孔保持一致,设计尺寸时选择截面位置与被测孔一致,测量头22在轴向规定截面上的直径尺寸比被测孔被测截面最小直径分别减小0.01~0.05mm。
如图7所示,以图1中所示零件为例说明用于调整气动测量仪的专用最大极限尺寸调整标准件,其特点是:结构模拟被测量零件,设计有定位端面A基准面,测量截面位置选择与被测零件相同的轴向位置,即被测尺寸D2对应的截面位置距离端面A12.7mm,被测尺寸D1对应的截面与被测尺寸D2对应的截面相距10.16mm;标准件6的尺寸按被测量尺寸的最大极限尺寸设计,分别为D2=66.741mm和D1=66.754mm;标准件6需要冰冷处理,以保持尺寸稳定性。
如附图8所示,以图1中所示零件为例说明用于调整气动测量仪的专用最小极限尺寸调整标准件,其特点是:结构模拟被测量零件,设计有定位端面A基准面,测量截面位置选择与被测零件相同的轴向位置,即被测尺寸D2对应的截面位置距离端面A12.7mm,被测尺寸D1对应的截面与被测尺寸D2对应的截面相距10.16mm;标准件6的尺寸按被测量尺寸的最小极限尺寸设计,分别为D4=66.724mm和D3=66.737mm;标准件6需要冰冷处理,以保持尺寸稳定性。
使用时,用最大极限尺寸标准件对第一气动测量仪1和第二气动测量仪3进行调整,使第一气动测量仪1上限刻度值对应被测零件的大端尺寸的最大极限尺寸,第二气动测量仪3的上限刻度值对应被测零件的小端尺寸的最大极限尺寸;用最小极限尺寸标准件对第一气动测量仪1和第二气动测量仪3进行调整,使第一气动测量仪1下限刻度值对应被测零件的大端尺寸的最小极限尺寸,第二气动测量仪3的下限刻度值对应被测零件的小端尺寸的最小极限尺寸。
将气动测量头2放入被测孔,按照标准件调整量仪时的气体流量压力,对工件进行测量,将气动测量头2在被测孔内旋转一周,观察第一气动测量仪1和第二气动测量仪3的浮标位置是否落在上、下刻度值内;第一气动测量仪1和第二气动测量仪3浮标若均在上下限刻度范围内,则说明被测孔径合格;若其中一台气动测量仪的浮标不在上下限范围内,则说明被测孔径不合格。
如需要被测孔径的实际值,可根据选用的第一气动测量仪1和第二气动测量仪3的放大倍数和刻度值的分辨率,以及浮标偏离上下限刻度值的刻度进行换算,如浮标位置在范围内偏离上限,则用最大极限尺寸减去偏离值,或偏离下限,则用最小极限尺寸加上偏离值。
根据获得的规定截面高度上的孔径实际值,计算被测孔锥度的方法为孔径实际值之差除以截面距离,将该计算锥度与规定锥度相比较,即可判定锥度是否合格。
Claims (10)
1.一种用于锥度孔的气动测量装置,其特征在于,包括第一气动测量仪(1)、第二气动测量仪(3)、气动测量头(2)和用于校准第一气动测量仪(1)与第二气动测量仪(3)的标准件(6);
气动测量头(2)包括定位块(21)、测量头(22)和四个接头,定位块(21)设置在测量头(22)的一侧,测量头(22)上安装有两对喷嘴,两对喷嘴在测量头(22)的轴向上错开设置;四个接头上均开有通气孔,通气孔与喷嘴对应连通;
四个接头均安装在测量头(22)上,其中两个接头与第一气动测量仪(1)连接,另外两个接头与第二气动测量仪(3)连接。
2.根据权利要求1所述的用于锥度孔的气动测量装置,其特征在于,测量头(22)上开有安装孔(30),安装孔(30)内安装有手柄(27)。
3.根据权利要求1所述的用于锥度孔的气动测量装置,其特征在于,在第一气动测量仪(1)的气体输出管道上设有第一连接头(4),在第二气动测量仪(3)的气体输出管道上设有第二连接头(5),第一连接头(4)与两个接头连接,第二连接头(5)与另外两个接头连接。
4.根据权利要求3所述的用于锥度孔的气动测量装置,其特征在于,第一连接头(4)和第二连接头(5)均为三通接头。
5.根据权利要求1所述的用于锥度孔的气动测量装置,其特征在于,四个接头的一端均为波纹端,另一端安装在测量头(22)内。
6.根据权利要求3所述的用于锥度孔的气动测量装置,其特征在于,四个接头分别为第一接头(23)、第二接头(24)、第三接头(25)和第四接头(26);在测量头(22)上开有用于安装第一接头(23)的第一孔(28),用于安装第二接头(24)的第二孔(29),用于安装第三接头(25)的第三孔(31)及用于安装第四接头(26)的第四孔(32);
第一对喷嘴记为喷嘴A1和喷嘴A2,第二对喷嘴记为喷嘴B1和喷嘴B2,第一孔(28)与喷嘴B1连通,第二孔(29)与喷嘴B2连通,第三孔(31)与喷嘴A1连通,第四孔(32)与喷嘴A2连通。
7.根据权利要求6所述的用于锥度孔的气动测量装置,其特征在于,第一接头(23)和第二接头(24)通过软管与第一连接头(4)连接,第三接头(25)和第四接头(26)通过软管与第二连接头(5)连接。
8.根据权利要求1所述的用于锥度孔的气动测量装置,其特征在于,第一气动测量仪(1)和第二气动测量仪(3)的型号为QFP型浮标式气动测量仪。
9.根据权利要求1~8任意一项所述的用于锥度孔的气动测量装置,其特征在于,标准件(6)为两个,标准件(6)与被测零件结构相适应,其中一个标准件(6)的内孔尺寸根据被测量尺寸的最大极限尺寸设计,另一个标准件(6)的内孔尺寸根据被测量尺寸的最小极限尺寸设计。
10.采用权利要求1~9任意一项所述用于锥度孔的气动测量装置测量锥度孔的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)首先使用标准件(6)对第一气动测量仪(1)和第二气动测量仪(3)进行调整,将第一气动测量仪(1)和第二气动测量仪(3)调整至正确合理的位置,即第一气动测量仪(1)刻度尺的上限刻度值和下限刻度值分别对应被测零件大端尺寸的最大极限尺寸和最小极限尺寸,第二气动测量仪(3)刻度尺的上限刻度值和下限刻度值分别对应被测零件小端尺寸的最大极限尺寸和最小极限尺寸;
2)将气动测量头(2)放入被测孔,调整两个气动测量仪的气体流量压力,将气动测量头(2)在被测孔内旋转一周,观察第一气动测量仪(1)和第二气动测量仪(3)的浮标位置是否落在上限刻度值和下限刻度值内;
第一气动测量仪(1)和第二气动测量仪(3)浮标若均在上限刻度值和下限刻度值范围内,则说明被测孔径合格;若其中一台气动测量仪的浮标不在上限刻度值和下限刻度值范围内,则说明被测孔径不合格。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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