CN110657732B - 一种阶梯深孔直径和深度的测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明尤其涉及一种阶梯深孔直径和深度的测量装置，包括主尺、尺架、支撑架、连接件、滑动杆、弹性件和两个检测杆，主尺的底端和两个检测杆的顶端均与连接件转动连接，且其转动轴线与连接件的轴线重合，尺架沿其长度方向开设有相互连通的第一滑槽和第二滑槽，主尺滑动设置在第一滑槽内，连接件滑动设置在第二滑槽内，第二滑槽的两端均具有与连接件配合的限位部；滑动杆固定设置在尺架的底端，检测杆沿其轴向开设有第三滑槽，滑动杆的两端分别与两个检测杆的第三滑槽滑动连接，弹性件用于为滑动杆与第三滑槽滑动连接提供预紧力，滑动杆的轴线和两个检测杆的轴线均位于同一平面内；支撑架沿尺架的长度方向滑动设置，且支撑架与尺架相互垂直设置。

Description

一种阶梯深孔直径和深度的测量装置

技术领域

本发明属于机械加工测量技术领域，尤其涉及一种阶梯深孔直径和深度的测量装置。

背景技术

随着机械制造业的发展，在零件加工过程需要对其尺寸进行检测，由于不同零件检测的尺寸和形状的多样性，因此需要的检测工具也不一样。在检测孔径领域，检测孔直径大部分使用游标卡尺进行检测，但是对于深孔来说，孔深较大，游标卡尺无法准确测量出孔深以及孔的直径，因此达不到检测目的。

现有专利CN201510487115.2公开了一种阶梯孔内径的测量装置，虽然可以测出深孔直径，但是不能同时检测出孔的深度，若要检测出孔深，需要用其他检测工具，过程繁琐，工作量大，效率低。

发明内容

为解决现有技术存在的阶梯深孔的直径和孔深不易测量的问题，本发明提供一种阶梯深孔直径和深度的测量装置。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下，一种阶梯深孔直径和深度的测量装置，包括主尺、尺架、支撑架、连接件、滑动杆、第一锁紧件、第二锁紧件、弹性件和两个检测杆，主尺的底端和两个所述检测杆的顶端均与连接件转动连接，且其转动轴线与连接件的轴线重合，所述尺架沿其长度方向开设有相互连通的第一滑槽和第二滑槽，所述主尺滑动设置在第一滑槽内，所述连接件滑动设置在第二滑槽内，所述第二滑槽的两端均具有与连接件配合的限位部；

所述滑动杆固定设置在尺架的底端，所述检测杆沿其轴向开设有第三滑槽，所述滑动杆的两端分别与两个检测杆的第三滑槽滑动连接，所述弹性件的两端分别与两个所述检测杆固定连接，所述弹性件用于为滑动杆与第三滑槽滑动连接提供预紧力，所述滑动杆的轴线和两个所述检测杆的轴线均位于同一平面内；

所述支撑架沿尺架的长度方向滑动设置，且所述支撑架与尺架相互垂直设置，所述第一锁紧件用于将支撑架锁紧定位在尺架上，所述第二锁紧件用于将主尺锁紧定位在支撑架上。

作为优选，所述第一滑槽的两侧均与外界连通，所述检测杆的顶端位于第一滑槽内，所述检测杆的底端具有第一球头，所述球头的轴线与检测杆的轴线重合。检测杆的顶端位于第一滑槽内，当检测杆转动时，第一滑槽对检测杆起到导向作用，提高检测杆转动的方向精度，提高该测量装置的测量精度；第一球头的设置便于检测杆的底端与阶梯孔的内壁接触，便于后续孔直径的计算，便于该测量装置的操作，提高该测量装置的测量精度。

作为优选，所述第一锁紧件包括第一锁紧螺钉，所述支撑架上开设有与尺架滑动配合的第四滑槽，所述第一锁紧螺钉与支撑架螺纹连接，且当所述第一锁紧螺钉拧紧时，所述第一锁紧螺钉的尾端与尺架接触。第一锁紧螺钉的锁紧定位结构简单可靠，便于操作，成本低。

作为优选，所述第二锁紧件包括第二锁紧螺钉，所述尺架沿其长度方向开设有导向槽，所述第二锁紧螺钉与支撑架螺纹连接，且当所述第二锁紧螺钉拧紧时，所述第二锁紧螺钉的尾端穿过导向槽与主尺接触，所述第一锁紧螺钉和第二锁紧螺钉位于尺架的两侧。第二锁紧螺钉的锁紧定位结构简单可靠，便于操作，成本低。

作为优选，所述弹性件为拉簧，所述检测杆上设置有挂孔，所述拉簧的挂钩挂设在挂孔内。拉簧便于装配，成本低，功能稳定可靠。

进一步地，所述连接件包括转轴，所述主尺的底端和两个所述检测杆的顶端均转动套设在所述转轴上，所述转轴的端部固定设置有限位凸缘，所述限位凸缘位于尺架的外部。限位凸缘的设置，提高连接件沿第二滑槽滑动的可靠性和稳定性。

进一步地，所述滑动杆包括两个滑动子杆，所述滑动子杆的一端与尺架通过螺纹固定连接，所述滑动子杆的另一端具有第二球头，所述第二球头沿第三滑槽滑动设置。滑动杆的结构简单可靠，便于装配，第二球头的设置便于滑动子杆的端部与第三滑槽滑动连接，降低磨损消耗，提高该测量装置的测量精度，延长该测量装置的使用寿命。

进一步地，所述主尺上刻设有第一主刻度，所述尺架上刻设有与第一主刻度配合的第一副刻度；所述尺架上刻设有第二主刻度，所述支撑架上刻设有与第二主刻度配合的第二副刻度。第一副刻度与第一主刻度配合提高测量主尺移动的精度，第二副刻度与第二主刻度配合提高测量支撑架移动的精度，提高该测量装置的测量精度。

有益效果：本发明的阶梯深孔直径和深度的测量装置，同时测量阶梯深孔的孔径和孔深，且具有结构简单、操作便捷、测量高效、便于移动和成本较低的优势；本发明的阶梯深孔直径和深度的测量装置，第一主刻度、第一副刻度、第二主刻度、第二副刻度的设置，以及第一球头和第二球头的设置，提高本测量装置的测量精度，且第一球头和第二球头的设置便于操作该测量装置，减少该测量装置的磨损，延长该测量装置的使用寿命。

附图说明

图1是本发明阶梯深孔直径和深度的测量装置的立体结构示意图；

图2是本发明阶梯深孔直径和深度的测量装置的另一角度立体结构示意图；

图3是图2中隐藏尺架时的立体结构示意图；

图4是图3中A的局部放大示意图；

图5是本发明阶梯深孔直径和深度的测量装置的尺架的立体结构示意图；

图6是本发明的实施例的待测零件的立体结构示意图；

图7是本发明阶梯深孔直径和深度的测量装置与待测零件配合的内部示意图；

图8是本发明阶梯深孔直径和深度的测量装置的初始状态示意图；

图9是本发明阶梯深孔直径和深度的测量装置的测量状态示意图；

图中：1、主尺，2、尺架，21、第一滑槽，22、第二滑槽，23、限位部，24、导向槽，3、支撑架，31、第四滑槽，4、连接件，41、转轴，42、限位凸缘，5、滑动杆，51、滑动子杆，52、第二球头，61、第一锁紧螺钉，71、第二锁紧螺钉，81、拉簧，9、检测杆，91、第三滑槽，92、第一球头，93、挂孔，101、第一主刻度，102、第一副刻度，103、第二主刻度，104、第二副刻度，200、待测零件，201、大孔，202、小孔。

具体实施方式

实施例

如图1～7所示，一种阶梯深孔直径和深度的测量装置，包括主尺1、尺架2、支撑架3、连接件4、滑动杆5、第一锁紧件、第二锁紧件、弹性件和两个检测杆9，主尺1的底端和两个所述检测杆9的顶端均与连接件4转动连接，且其转动轴线与连接件4的轴线重合，所述尺架2沿其长度方向开设有相互连通的第一滑槽21和第二滑槽22，所述主尺1滑动设置在第一滑槽21内，所述连接件4滑动设置在第二滑槽22内，所述第二滑槽22的两端均具有与连接件4配合的限位部23，本实施例的所述连接件4包括转轴41，所述主尺1的底端和两个所述检测杆9的顶端均转动套设在所述转轴41上，所述转轴41的端部固定设置有限位凸缘42，所述限位凸缘42位于尺架2的外部；所述滑动杆5固定设置在尺架2的底端，所述检测杆9沿其轴向开设有第三滑槽91，所述滑动杆5的两端分别与两个检测杆9的第三滑槽91滑动连接，所述弹性件的两端分别与两个所述检测杆9固定连接，所述弹性件用于为滑动杆5与第三滑槽91滑动连接提供预紧力，本实施例的所述弹性件为拉簧81，所述检测杆9上设置有挂孔93，所述拉簧81的挂钩挂设在挂孔93内，所述滑动杆5的轴线和两个所述检测杆9的轴线均位于同一平面内；所述支撑架3沿尺架2的长度方向滑动设置，且所述支撑架3与尺架2相互垂直设置，所述第一锁紧件用于将支撑架3锁紧定位在尺架2上，所述第二锁紧件用于将主尺1锁紧定位在支撑架3上。

为了提高该测量装置的测量精度，如图1和图2所示，所述主尺1上刻设有第一主刻度101，所述尺架2上刻设有与第一主刻度101配合的第一副刻度102；所述尺架2上刻设有第二主刻度103，所述支撑架3上刻设有与第二主刻度103配合的第二副刻度104；如图1、图2、图5和图7所示，所述第一滑槽21的两侧均与外界连通，所述检测杆9的顶端位于第一滑槽21内，所述检测杆9的底端具有第一球头92，所述球头的轴线与检测杆9的轴线重合；如图1～4所示，所述滑动杆5包括两个滑动子杆51，所述滑动子杆51的一端与尺架2通过螺纹固定连接，所述滑动子杆51的另一端具有第二球头52，所述第二球头52沿第三滑槽91滑动设置。

如图1～3所示，为了便于第一锁紧件和第二锁紧件的锁紧定位操作，所述第一锁紧件包括第一锁紧螺钉61，所述支撑架3上开设有与尺架2滑动配合的第四滑槽31，所述第一锁紧螺钉61与支撑架3螺纹连接，且当所述第一锁紧螺钉61拧紧时，所述第一锁紧螺钉61的尾端与尺架2接触；所述第二锁紧件包括第二锁紧螺钉71，所述尺架2沿其长度方向开设有导向槽24，所述第二锁紧螺钉71与支撑架3螺纹连接，且当所述第二锁紧螺钉71拧紧时，所述第二锁紧螺钉71的尾端穿过导向槽24与主尺1接触，所述第一锁紧螺钉61和第二锁紧螺钉71位于尺架2的两侧。

如图6、图7和图9所示，本实施例的待测零件200上开设有阶梯孔，阶梯孔包括依次连接的大孔201和小孔202，待测大孔201的直径为D，待测大孔201的半径为d，待测大孔201的孔深为L。

如图7、图8和图9所示，该测量装置的测量步骤如下：

1).当转轴41与第二滑槽22顶端的限位部23接触时，该测量装置处于初始测量状态，如图8所示，同时，由于拉簧81的拉伸作用，使两个检测杆9收紧，此时，转轴41到滑动杆5的垂直距离为b，第二球头52的球心到主尺1的垂直距离为c，第一球头92的球心到检测杆9的转动轴线的垂直距离为a，第一球头92的半径为r；

2).将检测杆9放置在大孔201内，再向下滑动主尺1，主尺1和滑动杆5配合驱动两个检测杆9张开，当第一球头92接触到大孔201的内壁时，继续向下移动该测量装置，直至第一球头92接触到大孔201的底面；再沿大孔201的径向移动该测量装置，移动过程中主尺1不断上下滑动保证第一球头92始终与大孔201的内壁接触，并观察第一副刻度102与第一主刻度101，当读数最大时记为b’(主尺1驱动转轴41移动的距离)；此时，拧松第一锁紧螺钉61，向下移动支撑架3使支撑架3的底端与大孔201的顶端接触，并观察第二副刻度104与第二主刻度103，其读数记为m(滑动杆5到支撑架3的距离)，再拧紧第一锁紧螺钉61，第一锁紧螺钉61的尾端与尺架2接触将支撑架3锁紧定位在尺架2上，同时拧紧第二锁紧螺钉71，第二锁紧螺钉71的尾端穿过导向槽24与主尺1接触，将主尺1锁紧定位在支撑架3上；

3).根据测得的数值计算：

待测大孔201的直径：D＝2*d＝2*(a*sin(arctanc/(b-b'))+r)；

待测大孔201的孔深：L＝a*cos(acrtanc/(b-b'))+m-(b-b')+r。

若测量阶梯孔的小孔202的孔径和孔深，重复上述步骤即可测得，不再重复赘述。

Claims (5)

1.一种阶梯深孔直径和深度的测量装置，其特征在于：包括主尺(1)、尺架(2)、支撑架(3)、连接件(4)、滑动杆(5)、第一锁紧件、第二锁紧件、弹性件和两个检测杆(9)，主尺(1)的底端和两个所述检测杆(9)的顶端均与连接件(4)转动连接，且其转动轴线与连接件(4)的轴线重合，所述尺架(2)沿其长度方向开设有相互连通的第一滑槽(21)和第二滑槽(22)，所述主尺(1)滑动设置在第一滑槽(21)内，所述连接件(4)滑动设置在第二滑槽(22)内，所述第二滑槽(22)的两端均具有与连接件(4)配合的限位部(23)；所述第一滑槽(21)的两侧均与外界连通，所述检测杆(9)的顶端位于第一滑槽(21)内，所述检测杆(9)的底端具有第一球头(92)，所述球头的轴线与检测杆(9)的轴线重合；

所述滑动杆(5)固定设置在尺架(2)的底端，所述检测杆(9)沿其轴向开设有第三滑槽(91)，所述滑动杆(5)的两端分别与两个检测杆(9)的第三滑槽(91)滑动连接，所述弹性件的两端分别与两个所述检测杆(9)固定连接，所述弹性件用于为滑动杆(5)与第三滑槽(91)滑动连接提供预紧力，所述滑动杆(5)的轴线和两个所述检测杆(9)的轴线均位于同一平面内；

所述支撑架(3)沿尺架(2)的长度方向滑动设置，且所述支撑架(3)与尺架(2)相互垂直设置，所述第一锁紧件用于将支撑架(3)锁紧定位在尺架(2)上，所述第二锁紧件用于将主尺(1)锁紧定位在支撑架(3)上；

所述滑动杆(5)包括两个滑动子杆(51)，所述滑动子杆(51)的一端与尺架(2)通过螺纹固定连接，所述滑动子杆(51)的另一端具有第二球头(52)，所述第二球头(52)沿第三滑槽(91)滑动设置；

所述主尺(1)上刻设有第一主刻度(101)，所述尺架(2)上刻设有与第一主刻度(101)配合的第一副刻度(102)；所述尺架(2)上刻设有第二主刻度(103)，所述支撑架(3)上刻设有与第二主刻度(103)配合的第二副刻度(104)，实现阶梯孔的大孔的孔径和孔深、小孔的孔径和孔深的测量。

2.根据权利要求1所述的阶梯深孔直径和深度的测量装置，其特征在于：所述第一锁紧件包括第一锁紧螺钉(61)，所述支撑架(3)上开设有与尺架(2)滑动配合的第四滑槽(31)，所述第一锁紧螺钉(61)与支撑架(3)螺纹连接，且当所述第一锁紧螺钉(61)拧紧时，所述第一锁紧螺钉(61)的尾端与尺架(2)接触。

3.根据权利要求2所述的阶梯深孔直径和深度的测量装置，其特征在于：所述第二锁紧件包括第二锁紧螺钉(71)，所述尺架(2)沿其长度方向开设有导向槽(24)，所述第二锁紧螺钉(71)与支撑架(3)螺纹连接，且当所述第二锁紧螺钉(71)拧紧时，所述第二锁紧螺钉(71)的尾端穿过导向槽(24)与主尺(1)接触，所述第一锁紧螺钉(61)和第二锁紧螺钉(71)位于尺架(2)的两侧。

4.根据权利要求1所述的阶梯深孔直径和深度的测量装置，其特征在于：所述弹性件为拉簧(81)，所述检测杆(9)上设置有挂孔(93)，所述拉簧(81)的挂钩挂设在挂孔(93)内。

5.根据权利要求1所述的阶梯深孔直径和深度的测量装置，其特征在于：所述连接件(4)包括转轴(41)，所述主尺(1)的底端和两个所述检测杆(9)的顶端均转动套设在所述转轴(41)上，所述转轴(41)的端部固定设置有限位凸缘(42)，所述限位凸缘(42)位于尺架(2)的外部。

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