CN111780649B - 一种锥度测量工具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种锥度测量工具，属于机械测量工具领域。本发明包括支撑座、固定座、数显标尺、滚珠丝杠、直线导轨、悬臂、数显千分表和标尺架，数显标尺一端固定在支撑座上，数显标尺用来测量直线行程，滚珠丝杠两端固定安装在支撑座和固定座上，滚珠丝杠上安装有一个悬臂，滚珠丝杠带动悬臂滑动，悬臂下端两侧分别安装一个数显千分表，数显千分表用来测量直径的变化，悬臂上安装数显标尺，数显标尺沿滚珠丝杠滑动，滚珠丝杠两侧各安装一根直线导轨，辅助数显标尺作直线运动，支撑座下端为斜面，用于准确定位车轴直径的位置。本发明将直线尺寸变化与车轴径向尺寸变化结合在一起，快速地读出被测量锥面的锥度变化，实现快速准确测量锥度的效果。

Description

一种锥度测量工具

技术领域

本发明涉及机械测量工具领域，尤其涉及一种锥度测量工具。

背景技术

在车轴生产制造过程中，某些类型轮对的车轴的齿轮座需要加工出一定的锥度，并且对锥度区域的轴向长度具有严格的尺寸要求。锥度要求为1:50，即测量直线行程50mm车轴直径变化为1mm。

轴类表面锥度测量中常见的是采用环塞规法，即加工出一套环塞规作为母规，经过严密测量后，再使用着色法或作为检验一批零件锥度是否合格的依据，但是在具体操作过程中，环塞规法需要人工手持操作，安装染色后进行比对，针对小型零部件操作较为方便。但直径大且锥面较长的锥面给这一类操作带来了困难，且对于不同尺寸的锥面需要制作不同的环塞规来进行检验，操作复杂。除了环塞规法还可以利用三坐标测量仪精密测量轴类表面锥度，但是三坐标测量仪造价高，且需要专业测量人员操作，不利于现场施工。

在中国专利申请文献CN102607378B中，一种外锥度测量仪，本外锥度测量仪包括呈柱状的套筒、沿着套筒内滑动的呈杠状的刻度尺和能紧贴被测工件外锥面的探头组件，所述的刻度尺的前端设于套筒内且与探头组件相铰接，刻度尺的尾部设于套筒一端部外侧且尾部尺身处标有刻度，所述的探头组件与套筒的另一端部之间设有能使探头组件绕着套筒另一端部转动同时还能沿着套筒另一端部滑动的导向结构。探头组件的一端与刻度尺铰接，另一端与套筒端部的导向结构滑动铰接，刻度尺在套筒内滑动可以带动探头组件运动。当刻度尺在套筒内滑动时，导向结构可以引导探头组件张开或收缩，使探头组件与被测工件的外锥面紧密贴合，此时可以顺着套筒读出刻度尺尾部标好的刻度。所述的探头组件包括至少三根测量杠，所述的测量杠上具有与被测工件外锥面相贴合的夹持面。至少三根测量杠，可以较好地定位住被测工件的外锥面；测量杠具有与外锥面相贴合的夹持面，使得定位更加精确，那么测量得到的数据准确性也较高。所述的刻度尺呈圆柱状，每根所述的测量杠铰接在刻度尺轴心线的同一点上。测量杠的一端铰接在刻度尺的轴心线的同一点上，刻度尺移动时，测量杠也随着刻度尺同步移动，而且每根测量杠相对轴心线张开的角度相同，使得每根测量杠可以同步紧贴被测工件的外锥面，定位方便快捷。所述的测量杠有三根，所述的导向结构与测量杠一一对应且周向均匀设置在套筒端部。有三根测量杠，导向结构与测量杠数量相同，也有三个且位置对应，导向结构周向均布在套筒端部，那么三根测量杠紧贴被测工件的外锥面时两两呈120°周向环绕在外锥面上。

在中国专利申请文献CN105066850B中，公开了一种车轴锥度测量装置，包括轴向定位机构、环向定位机构、尺身和测量机构，所述轴向定位机构安装在尺身的一端，所述尺身上设置有导向结构，所述环向定位机构有两个，分别安装在尺身上的导向机构两侧，所述测量装置包括定长基准块、数显千分表、千分表支架、滑座和数显卡尺，所述数显卡尺安装在导向结构的上侧，所述滑座与数显卡尺和尺身滑动联接，所述定长基准块与滑座联接，并可与导向结构配合固定，所述千分表支架与滑座联接，所述数显千分表有两个，分别通过千分表锁紧螺钉与千分表支架的两端联接，两个数显千分表的轴线重合，并垂直于工件轴线，所述轴向定位机构、环向定位机构、测量机构、数显卡尺分别与尺身为可拆卸式联接。所述轴向定位机构包括轴向定位支架和轴向定位块，所述轴向定位支架通过螺栓与尺身固定，所述轴向定位块通过螺栓与轴向定位支架联接。所述环向定位机构包括环向定位架和环向定位块，所述环向定位架通过螺栓与尺身固定，所述环向定位块通过螺栓固定在环向定位架的两端。所述滑座上端设置有盖板。还包括和差数显模块，所述和差数显模块与测量机构通过有线或者无线连接。

现有技术至少存在以下不足：

1.现有技术中环塞规法不适用于大型设备的测量，三坐标测量仪价格昂贵，需要专业人员操作，不利于现场施工。

2.直线运动采用滑槽或导轨，磨损后会导致直线测量误差，测量误差大。

3.需要轴向、环向两个方向的定位，定位结构复杂。

4.直线测量值和直径测量值不能同步进行，需要分别测量，分别读取。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种锥度测量工具，利用斜面支撑定位准确地定位车轴直径位置，将直线尺寸变化与车轴径向尺寸变化结合在一起，快速地读出被测量锥面的锥度变化。本发明通过测量锥面直线尺寸变化范围内车轴直径的变化进行锥度的测量。

本发明提供了一种锥度测量工具，包括支撑座、固定座、安装座、数显标尺、滚珠丝杠、直线导轨、悬臂、数显千分表和标尺架；

所述支撑座位于所述测量工具的一侧，所述固定座位于所述测量工具远离所述支撑座的另一侧，所述支撑座及所述固定座上均有孔；

所述滚珠丝杠穿过所述支撑座上的孔和所述固定座上的孔，所述滚珠丝杠的两个端部分别固定在所述支撑座和所述固定座上；

在所述滚珠丝杠的两侧分别平行安装有一根所述直线导轨，所述直线导轨穿过所述支撑座上的孔和所述固定座上的孔，所述直线导轨的两个端部分别通过螺钉顶紧安装在所述支撑座和所述固定座上；

在所述滚珠丝杆上沿径向方向安装有一个悬臂，所述悬臂相对于所述滚珠丝杠轴对称，所述悬臂的中部下方安装有一个安装座，所述滚珠丝杠的滚珠部分嵌入所述悬臂下方的所述安装座中，所述悬臂沿滚珠丝杠滑动；

所述数显标尺安装在所述支撑座顶部和所述固定座顶部轴向方向，所述数显标尺的端部安装在所述支撑座的顶端中部，位于所述滚珠丝杆固定端的上方，在所述固定座远离所述支撑座的一侧，有一个标尺架，所述数显标尺的尾部固定在所述标尺架上；

所述数显标尺用螺栓的栓接方式固定在所述悬臂上的安装座上，沿所述滚珠丝杠滑动；

在所述悬臂相对于所述滚珠丝杠轴对称的两侧的下端各安装有一个数显千分表。

优选地，所述支撑座下端加工成斜面，用于径向定位。

优选地，两根所述直线导轨固定在所述数显标尺左右两侧，且与所述数显标尺匹配，在径向方向卡住所述数显标尺，用于保证所述数显标尺作直线运动。

优选地，所述支撑座的顶端中部设置一个定位座，所述数显标尺的端部通过螺栓固定安装在所述定位座上。

优选地，所述悬臂上端中部用螺栓安装一个安装板，所述安装板上有定位销，所述数显标尺通过所述定位销定位。

优选地，所述滚珠丝杠由安装在所述支撑座上的手动转轮控制滚珠部分滚动，所述滚珠部分沿所述滚珠丝杠的丝杠滚动，用于带动所述数显标尺运动，进行直线运动行程测量。

优选地，所述悬臂相对于所述滚珠丝杠轴对称的两侧下端分别有一个装卡臂，每个所述数显千分表的量杆通过螺栓安装在所述悬臂下端的所述装卡臂上，通过螺栓调节所述数显千分表装卡松紧。

优选地，所述悬臂上安装的两个所述数显千分表轴线重合且与所述数显标尺的轴线垂直。

优选地，所述滚珠丝杠在所述固定座和所述支撑座之间通过轴承连接。

优选地，在所述标尺架的上部，还有一个定位座，所述数显标尺的尾部通过螺栓固定在所述标尺架上部的所述定位座上。

优选地，所述数显标尺的测量精度为0.01mm，并具有置零功能，可以方便地测量直线行程上的相对尺寸变化数值。

优选地，所述数显千分表的测量精度0.001mm，并具有置零功能，可以方便地测量在直线行程内车轴直径的变化数值。

与现有技术相对比，本发明的有益效果如下：

(1)本发明的锥面测量工具将直线运动与径向运动相结合，使用与数显标尺一起滑动的安装有数显千分表的悬臂结构，通过滚珠丝杠将旋转运动转化为直线运动带动数显标尺，保证数显标尺和数显千分表同步运动，可以快速测量出直线行程和直径的变化，进而快速测量出锥度。

(2)本发明的锥度测量工具可以满足滚珠丝杠长度范围内，悬臂支架可容纳的圆锥体外形的锥度变化，根据不同测量件的尺寸，可以安装不同长度的滚珠丝杠以满足不同的测量需要。

(3)本发明的锥度测量工具用滚珠丝杠和直线导轨共同保证数显标尺的直线运动，使得直线行程测量更准确。

(4)本发明的锥度测量工具中支撑座使用斜面定位，可以快速、准确地找到被测直径位置，定位效率高，定位更精确。

附图说明

图1是本发明锥度测量工具的正视图；

图2是本发明锥度测量工具的俯视图；

图3是本发明锥度测量工具的剖视图；

图4是本发明用于测量车轴时的纵向后视图；

图中，1、标尺架；2、直线导轨；3、数显标尺；4、滚珠丝杠；5、固定座；6、数显千分表；7、悬臂；8、支撑座；9、安装座、10、定位座、11、安装板、12、被测工件、71、装卡臂。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述。

实施例1

本发明提供了一种锥度测量工具，包括支撑座8、固定座5、安装座9、数显标尺3、滚珠丝杠4、直线导轨2、悬臂7、数显千分表6和标尺架1；

所述支撑座8位于所述测量工具的一侧，所述固定座5位于所述测量工具远离所述支撑座8的另一侧，所述支撑座8及所述固定座5上均有孔；

所述滚珠丝杠4穿过所述支撑座8上的孔和所述固定座5上的孔，所述滚珠丝杠4的两个端部分别固定在所述支撑座8和所述固定座5上。

在所述滚珠丝杠4的两侧分别平行安装有一根所述直线导轨2，所述直线导轨2穿过所述支撑座8上的孔和所述固定座5上的孔，所述直线导轨2的两个端部分别通过螺钉顶紧安装在所述支撑座8和所述固定座5上；

在所述滚珠丝杆4上沿径向方向安装有一个悬臂7，所述悬臂7相对于所述滚珠丝杠4轴对称，所述悬臂7的中部下方安装有一个安装座9，所述滚珠丝杠4的滚珠部分嵌入所述悬臂7下方的所述安装座9中，所述悬臂7沿滚珠丝杠4滑动；

所述数显标尺3安装在所述支撑座8顶部和所述固定座5顶部轴向方向，所述数显标尺3的端部安装在所述支撑座8的顶端中部，位于所述滚珠丝杆4固定端的上方，在所述固定座5远离所述支撑座8的一侧，有一个标尺架1，所述数显标尺3的尾部固定在所述标尺架1上；

所述数显标尺3用螺栓的栓接方式固定在所述悬臂7上的安装座9上，沿所述滚珠丝杠4滑动，用于测量直线行程；

在所述悬臂7相对于所述滚珠丝杠4轴对称的两侧的下端各安装有一个数显千分表6，用来测量车轴直径变化。

所述支撑座8下端加工成斜面，用于径向定位。

两根所述直线导轨2固定在所述数显标尺3左右两侧，且与所述数显标尺3匹配，在径向方向卡住所述数显标尺3，用于保证所述数显标尺3作直线运动。

所述支撑座8的顶端中部设置一个定位座10，所述数显标尺3的端部通过螺栓固定安装在所述定位座上。

所述悬臂7上端中部用螺栓安装一个安装板11，所述安装板11上有定位销，所述数显标尺3通过所述定位销定位。

所述滚珠丝杠4由安装在所述支撑座8上的手动转轮控制滚珠部分滚动，所述滚珠部分沿所述滚珠丝杠4的丝杠滚动，用于带动所述数显标尺3运动，进行直线运动行程测量。

所述悬臂7相对于所述滚珠丝杠轴对称的两侧下端分别有一个装卡臂71，每个所述数显千分表3的量杆通过螺栓安装在所述悬臂7下端的所述装卡臂71上，通过螺栓调节所述数显千分表6装卡松紧。

所述悬臂7上安装的两个所述数显千分表6轴线重合且与所述数显标尺3的轴线垂直。

所述滚珠丝杠4在所述固定座5和所述支撑座8之间通过轴承连接。

在所述标尺架1的上部，还有一个定位座10，所述数显标尺3的尾部通过螺栓固定在所述标尺架上部的所述定位座10上。

所述数显标尺3的测量精度为0.01mm，并具有置零功能，可以方便地测量直线行程上的相对尺寸变化数值。

所述数显千分表6的测量精度0.001mm，并具有置零功能，可以方便地测量在直线行程内车轴直径的变化数值。

支撑座8和固定座5一起用于保证在滚珠丝杠4和直线导轨2在同一直线，以确保数显标尺3在直线上运动。

使用数显标尺3测量被测工件在轴向方向尺寸的变化，数显标尺3能够方便的置零，数显标尺3通过螺栓栓接在悬臂7上的安装座9上，而滚珠丝杠的滚珠部分嵌入悬臂7中部下方的安装座内，利用滚珠丝杠4传动的方式，将旋转运动变化为直线运动，滚珠部分滚动带动数显标尺3做直线运动。滚珠丝杠4两端固定在固定座5和支撑座8上，保证滚珠丝杠4与被测车轴平行，同时直线导轨2与滚珠丝杠平行，直线导轨2固定在所述数显标尺3左右两侧，且与所述数显标尺3匹配，在径向方向卡住所述数显标尺3，用于保证所述数显标尺3作直线运动。通过滚珠丝杠4将旋转运动转化为直线运动带动数显标尺3做直线运动，同时，因为悬臂7安装在所述滚珠丝杆4上径向方向，所述悬臂7的中部下方安装有一个安装座9，所述滚珠丝杠4的滚珠部分嵌入所述悬臂7下方的所述安装座9中，所述悬臂7沿滚珠丝杠4滑动，滚珠部分滚动带动悬臂7及悬臂7两侧下端的数显千分表6一起运动，同时带动通过螺栓栓接在悬臂7上的安装座9上的数显标尺3一起运动，保证测量直线行程的数显标尺3与测量直径变化的数显千分尺6同时运动，这样可以在直线行程变化的同时读出直径的变化，即可以直接测量出锥度。

可根据不同项目的需要设置不同长度的滚珠丝杠，测量范围更广，滚珠丝杠的传动效率高，精度高，利用锥面定位的方法定位效率高，定位更精确。

工作时，以测量锥度1:50的车轴为例，将本发明测量工具放置在被测工件12车轴上，此时利用支撑座8加工成斜面的下端的锥面定位使数显千分表3的轴线与被测工件12车轴的轴线对齐，将测量工具靠紧轴肩，在准备测量的一端将数显标尺3及数显千分表6清零，测量人员转动支撑座8上固定安装的手轮，带动滚珠丝杠4的滚珠部分转动，滚珠丝杠4将旋转运动转化为直线运动，因为滚珠部分嵌入悬臂7中部下方的安装座9中，因此滚珠转动带动悬臂7沿滚珠丝杠沿直线滑动，同时因为数显标尺3通过螺栓栓接在所述悬臂上，因此悬臂沿滚珠丝杠直线运动进而带动数显标尺3做直线运动，直线导轨2在数显标尺3左右两侧，且在径向方向卡住数显标尺3，,辅助数显标尺3做直线运动，用于测量直线行程，悬臂7沿滚珠丝杠4运动带动安装在其两侧下端的数显千分尺6运动，测量车轴直径变化，测量人员观察在数显标尺3测量出的直线行程为50mm时数显千分尺6测量出的车轴直径变化是否为1mm，也即锥度为1:50，直接测得锥度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种锥度测量工具，其特征在于，包括支撑座、固定座、安装座、数显标尺、滚珠丝杠、直线导轨、悬臂、数显千分表和标尺架；

所述支撑座位于所述测量工具的一侧，所述固定座位于所述测量工具远离所述支撑座的另一侧，所述支撑座及所述固定座上均有孔；

所述支撑座下端加工成斜面，用于径向定位；

所述滚珠丝杠穿过所述支撑座上的孔和所述固定座上的孔，所述滚珠丝杠的两个端部分别固定在所述支撑座和所述固定座上；

在所述滚珠丝杠的两侧分别平行安装有一根所述直线导轨，所述直线导轨穿过所述支撑座上的孔和所述固定座上的孔，所述直线导轨的两个端部分别通过螺钉顶紧安装在所述支撑座和所述固定座上；

两根所述直线导轨固定在所述数显标尺左右两侧，且与所述数显标尺匹配，在径向方向卡住所述数显标尺，用于保证所述数显标尺作直线运动；

在所述滚珠丝杆上沿径向方向安装有一个悬臂，所述悬臂相对于所述滚珠丝杠轴对称，所述悬臂的中部下方安装有一个安装座，所述滚珠丝杠的滚珠部分嵌入所述悬臂下方的所述安装座中，所述悬臂沿滚珠丝杠滑动；

所述数显标尺安装在所述支撑座顶部和所述固定座顶部轴向方向，所述支撑座的顶端中部设置一个定位座，所述数显标尺的端部通过螺栓固定安装在所述定位座上，位于所述滚珠丝杆固定端的上方；

在所述固定座远离所述支撑座的一侧，有一个标尺架，在所述标尺架的上部，还有一个定位座，所述数显标尺的尾部通过螺栓固定在所述标尺架上部的所述定位座上；

所述数显标尺用螺栓的栓接方式固定在所述悬臂上的安装座上，沿所述滚珠丝杠滑动；

在所述悬臂相对于所述滚珠丝杠轴对称的两侧的下端各安装有一个数显千分表。

2.根据权利要求1所述的锥度测量工具，其特征在于，所述悬臂上端中部用螺栓安装一个安装板，所述安装板上有定位销，所述数显标尺通过所述定位销定位。

3.根据权利要求1所述的锥度测量工具，其特征在于，所述滚珠丝杠由安装在所述支撑座上的手动转轮控制滚珠部分滚动，所述滚珠部分沿所述滚珠丝杠的丝杠滚动，用于带动所述数显标尺运动，进行直线运动行程测量。

4.根据权利要求1所述的锥度测量工具，其特征在于，所述悬臂相对于所述滚珠丝杠轴对称的两侧下端分别有一个装卡臂，每个所述数显千分表的量杆通过螺栓安装在所述悬臂下端的所述装卡臂上，通过螺栓调节所述数显千分表装卡松紧。

5.根据权利要求1所述的锥度测量工具，其特征在于，所述悬臂上安装的两个所述数显千分表轴线重合且与所述数显标尺的轴线垂直。

6.根据权利要求1所述的锥度测量工具，其特征在于，所述滚珠丝杠在所述固定座和所述支撑座之间通过轴承连接。

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