CN112461182A - 一种可调式沟槽深度测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可调式沟槽深度测量装置及测量方法，装置包括测量头组件和校准量块；测量头组件包括机架、镶块、调整块、压紧螺钉和两个测针；机架的测量端的两侧向支撑板之间形成容纳槽，镶块和调整块设在容纳槽内，在两者的相对面上设有相咬合的齿牙，在调整块的侧壁上设有两个同轴的测针安装螺孔，两测针分别通过螺纹连接于两测针安装孔位置；压紧螺钉穿经左侧向支撑板、镶块、调整块和右侧向支撑板，并与左侧向支撑板和调整块形成旋向相反的螺纹连接，校准量块上设有一侧开口的校准凹槽，校准凹槽的上、下校准面之间的距离为校准量块的校准高度。本发明可避让开零件结构对计量器具的干涉部位，从而可对零件待测部位尺寸进行直接计量。

Description

一种可调式沟槽深度测量装置及测量方法

技术领域

本发明属于零件加工测量技术领域，具体涉及一种可调式沟槽深度测量装置及测量方法。

背景技术

目前为获得零件的沟槽内深度尺寸，工程现场通常借助过渡基准，对零件沟槽内深度进行多次计量并进行附加计算。该方法一方面会因引入过渡基准，而造成计量误差；另一方面，受到计量器具的精度和结构限制，往往根据不同零件，配备各种专用计量装置或器具，不仅增加了计量工作的成本，而且不利于计量效率的提升。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种可调式沟槽深度测量装置及测量方法，该测量装置可调整测针位置，从而可避让开零件结构对计量器具的干涉部位，从而可对零件待测部位尺寸进行直接计量，能满足不同零件测量要求；该测量方法易于实现，可获得较高的测量精度。

本发明的上述目的通过如下技术方案来实现：

一种可调式沟槽深度测量装置，其特征在于：包括测量头组件和校准量块；

所述测量头组件包括机架、镶块、调整块、压紧螺钉和两个测针；所述机架由尾端、测量端和两者之间的连接臂构成，尾端上设置有与测量仪器配合安装的销轴，测量端由两平行相对的左、右两侧向支撑板构成，两侧向支撑板之间形成容纳槽，在左侧向支撑板上设置有压紧螺钉连接用螺纹孔，在右侧向支撑板上同轴设置有光孔；所述镶块固定安装在左侧向支撑板的内侧，在镶块的中心制有与左侧向支撑板上的螺纹孔同心的螺钉穿装孔，在镶块的内端面上制有沿圆周方向均布设置的齿牙；所述调整块设置于镶块与右侧向支撑板之间，在调整块与镶块相对的内端面上沿圆周方向均布设置有与镶块上的齿牙能形成咬合的齿牙，在调整块的中心设置有压紧螺钉连接用螺纹孔，调整块上的压紧螺钉连接用螺纹孔的旋向与左侧向支撑板上的压紧螺钉连接用螺纹孔的旋向相反，在调整块的侧壁上位于螺纹孔的两侧设置有两个同轴的测针安装螺孔，所述两测针分别通过螺纹连接于两测针安装孔位置；所述压紧螺钉穿经左侧向支撑板、镶块、调整块和右侧向支撑板，并与左侧向支撑板和调整块形成旋向相反的螺纹连接；在压紧螺钉处于旋紧状态下，镶块上的齿牙和调整块上的齿牙形成咬合连接；

所述校准量块上设置有一侧开口的校准凹槽，校准凹槽的上端面为上校准面，校准凹槽的下端为下校准面，上、下校准面之间的距离为校准量块的校准高度；

在对零件的沟槽进行测试时，所述校准量块与测量头组件配合使用，校准量块用于校准两测针的测头之前的竖向高度。

进一步的：在左侧向支撑板内侧还设置有镶块安装用螺纹孔，所述镶块安装用螺纹孔与左侧向支撑板上的压紧螺钉连接用螺纹孔呈同轴设置，且镶块安装用螺纹孔的直径大于压紧螺钉连接用螺纹孔的直径；所述镶块旋装固定于镶块安装用螺纹孔内。

更进一步的：在镶块上设置有用于插装拆卸工具的径向通孔。

一种可调式沟槽深度测量方法，其特征在于，采用上述的可调式沟槽深度测量装置，包括如下步骤：

步骤一、将测量头组件安装于高度仪的安装板上；

步骤二、将压紧螺钉旋松，以至调整块可与镶块的牙形端面脱开，旋转调整块的位置到合适的角度，使两测针的测量位置不会与待测零件发生干涉，然后旋紧压紧螺钉，固定调整块；

步骤三、用校准量块对测量头组件的两测针的测头之间的距离进行校准：

以下测针的测头与校准量块的下校准面的接触位置为校准的起始位置，上移测量头组件，移动至上测针的测头与校准量块的上校准面的接触位置，该位置为校准的终止位置；获得机架相对校准量块在竖直方向的移动距离，该移动距离由高度仪计量获得；或者以上测针的测头与校准量块的上校准面的接触位置为校准的起始位置，下移测量头组件至下测针的测头与校准量块的下校准面的接触位置，同样测得机架相对校准量块在竖直方向的移动距离；

步骤四、根据校准值计算两测针的测头之间的竖向距离值，见表达式(1)；

X＝X1+X2＝A-a…………………………(1)

其中，X：上、下两测针在竖直方向投影长度，即两测针的测头之间的竖向距离值，X1：上测针在竖直方向投影长度；X2：下测针在竖直方向投影长度；A：校准凹槽的校准数值，该值为定值，即校准量块的上校准面和下校准面之间的竖向距离值；a:机架相对校准量块在竖直方向的移动距离；

步骤五：将测量头组件深入待测零件的沟槽部分，以下测针的测头与零件沟槽的下端面的接触位置为测量的起始位置，上移测量头组件，移动至上测针的测头与零件沟槽的上端面的接触位置，该位置为测量的终止位置；获得机架相对零件在竖直方向的移动距离，该移动距离由高度仪计量获得；或者以上测针的测头与零件沟槽的上端面的接触位置为测量的起始位置，下移测量头组件至下测针的测头与零件沟槽的下端面接触的位置，同样测得机架相对零件在竖直方向的移动距离；

步骤六、获得待测工件沟槽的实际深度数值，见表达式(2)

Y＝X+a’……………………(2)

其中：Y：待测工件沟槽的深度值；a’：机架相对待测工件在竖直方向的移动距离。

本发明具有的优点和积极效果为：

1、本测量装置在压紧螺钉松开的情况下，通过转动调整块，可调整两测针的倾斜角度，这样就可根据不同零件的结构特点，选取适当的倾斜角度，以避让开零件结构对计量器具的干涉部位，实现对零件待测部位尺寸的直接计量，从而满足了不同零件测量要求。

2、本测量装置通过压紧螺钉将镶块和调整块固定在机架的两侧向支撑板之间的凹槽内，具有调整和锁紧方便的优点，有利于提高零件的测量效率。

3、本测量装置中的校准量块用于校准两测针的测头之前的竖向高度，以保证测量的精度。

4、本测量方法包含了测针高度校准和实际测量步骤，实现了对零件沟槽深度的准确测量，具有易于实现，操作方便简单的优点。

附图说明

图1为本发明测量头组件和校准量块配合示意图；

图2是本发明测量头组件安装在测量仪器上的结构示意图；

图3是图1中机架的立体结构示意图；

图4是图1中镶块的立体结构示意图；

图5是图1中调整块的立体结构示意图；

图6是图1中压紧螺钉的立体结构示意图；

图7是本发明测量方法用校准量块对测量头组件的两测针进行校准的参考图；7a、校准初始位；7b、校准终止位；

图8是本发明测量方法进行零件实测的参考图；8a、测量初始位；8b、测量终止位。

具体实施方式

下面结合图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种可调式沟槽深度测量装置，请参见图1-6，其发明点为：包括测量头组件1和校准量块2。

所述测量头组件包括机架1.1、镶块1.3、调整块1.4、压紧螺钉1.2和两个测针1.5。所述机架由尾端1.1.1、测量端和两者之间的连接臂1.1.2构成，尾端上设置有与测量仪器100配合安装的销轴1.1.1a，测量端由两平行相对的左、右两侧向支撑板构成，两侧向支撑板之间形成容纳槽，在左侧向支撑板1.1.3上设置有压紧螺钉连接用螺纹孔1.1.3a，在右侧向支撑板1.1.4上同轴设置有光孔1.1.4a。所述镶块固定安装在左侧向支撑板的内侧，在镶块的中心制有与左侧向支撑板上的螺纹孔同心的螺钉穿装孔1.3.1，在镶块的内端面上制有沿圆周方向均布设置的齿牙1.3.2。所述调整块设置于镶块与右侧向支撑板之间，在调整块与镶块相对的内端面上沿圆周方向均布设置有与镶块上的齿牙能形成咬合的齿牙1.4.2，在调整块的中心设置有压紧螺钉连接用螺纹孔1.4.1，调整块上的压紧螺钉连接用螺纹孔的旋向与左侧向支撑板上的压紧螺钉连接用螺纹孔的旋向相反，在调整块的侧壁上位于螺纹孔的两侧设置有两个同轴的测针安装螺孔1.4.3，所述两测针分别通过螺纹连接于两测针安装孔位置。所述压紧螺钉穿经左侧向支撑板、镶块、调整块和右侧向支撑板，在压紧螺钉的左端部和中部设置有旋向相反的外螺纹(比如，在压紧螺钉的左端部设置左旋螺纹1.2.1，在压紧螺钉的中部设置右旋螺纹1.2.2)，并与左侧向支撑板和调整块形成旋向相反的螺纹连接；在压紧螺钉处于旋紧状态下，镶块上的齿牙和调整块上的齿牙形成咬合连接，实现调整块的固定。

所述校准量块上设置有一侧开口的校准凹槽，校准凹槽的上端面为上校准面，校准凹槽的下端为下校准面，上、下校准面之间的距离为校准量块的校准高度。

在对零件的沟槽进行测试时，所述校准量块与测量头组件配合使用，校准量块用于校准两测针的测头之前的竖向高度。

上述结构中，进一步的：所述镶块优选通过一下方式固定在左侧向支撑板：

在左侧向支撑板内侧还设置有镶块安装用螺纹孔1.1.3b，所述镶块安装用螺纹孔与左侧向支撑板上的压紧螺钉连接用螺纹孔呈同轴设置，且镶块安装用螺纹孔的直径大于压紧螺钉连接用螺纹孔的直径；所述镶块旋装固定于镶块安装用螺纹孔内。采用该方式具有安装和拆卸方便的特点，另外，也可尽量减小测量头组件的整体体积，便于零件上不同深度的沟槽进行测量。更进一步的：在镶块上设置有用于插装拆卸工具的径向通孔1.3.3，通过向径向通孔内插入拆卸杆，方便对镶块进行安装和拆卸。

一种可调式沟槽深度测量方法，其特征在于，采用上述的可调式沟槽深度测量装置，包括如下步骤：

步骤一、将测量头组件安装于高度仪的安装板上；

步骤二、将压紧螺钉旋松，以至调整块可与镶块的牙形端面脱开，旋转调整块的位置到合适的角度，使两测针的测量位置不会与待测零件发生干涉，然后旋紧压紧螺钉，固定调整块；

步骤三、用校准量块对测量头组件的两测针的测头之间的距离进行校准：

以下测针的测头与校准量块的下校准面的接触位置为校准的起始位置，上移测量头组件，移动至上测针的测头与校准量块的上校准面的接触位置，该位置为校准的终止位置；获得机架相对校准量块在竖直方向的移动距离，该移动距离由高度仪计量获得；或者以上测针的测头与校准量块的上校准面的接触位置为校准的起始位置，下移测量头组件至下测针的测头与校准量块的下校准面的接触位置，同样测得机架相对校准量块在竖直方向的移动距离；

步骤四、根据校准值计算两测针的测头之间的竖向距离值，见表达式(1)；

X＝X1+X2＝A-a…………………………(1)

其中，X：上、下两测针在竖直方向投影长度，即两测针的测头之间的竖向距离值，X1：上测针在竖直方向投影长度；X2：下测针在竖直方向投影长度；A：校准凹槽的校准数值，该值为定值，即校准量块的上校准面和下校准面之间的竖向距离值；a:机架相对校准量块在竖直方向的移动距离；

步骤五：将测量头组件深入待测零件的沟槽部分，以下测针的测头与零件沟槽的下端面的接触位置为测量的起始位置，上移测量头组件，移动至上测针的测头与零件沟槽的上端面的接触位置，该位置为测量的终止位置；获得机架相对零件在竖直方向的移动距离，该移动距离由高度仪计量获得；或者以上测针的测头与零件沟槽的上端面的接触位置为测量的起始位置，下移测量头组件至下测针的测头与零件沟槽的下端面接触的位置，同样测得机架相对零件在竖直方向的移动距离；

步骤六、获得待测工件沟槽的实际深度数值，见表达式(2)

Y＝X+a’……………………(2)

其中：Y：待测工件沟槽的深度值；a’：机架相对待测工件在竖直方向的移动距离。

尽管为说明目的公开了本发明的实施例和图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和图所公开的内容。

Claims (4)

1.一种可调式沟槽深度测量装置，其特征在于：包括测量头组件和校准量块；

所述测量头组件包括机架、镶块、调整块、压紧螺钉和两个测针；所述机架由尾端、测量端和两者之间的连接臂构成，尾端上设置有与测量仪器配合安装的销轴，测量端由两平行相对的左、右两侧向支撑板构成，两侧向支撑板之间形成容纳槽，在左侧向支撑板上设置有压紧螺钉连接用螺纹孔，在右侧向支撑板上同轴设置有光孔；所述镶块固定安装在左侧向支撑板的内侧，在镶块的中心制有与左侧向支撑板上的螺纹孔同心的螺钉穿装孔，在镶块的内端面上制有沿圆周方向均布设置的齿牙；所述调整块设置于镶块与右侧向支撑板之间，在调整块与镶块相对的内端面上沿圆周方向均布设置有与镶块上的齿牙能形成咬合的齿牙，在调整块的中心设置有压紧螺钉连接用螺纹孔，调整块上的压紧螺钉连接用螺纹孔的旋向与左侧向支撑板上的压紧螺钉连接用螺纹孔的旋向相反，在调整块的侧壁上位于螺纹孔的两侧设置有两个同轴的测针安装螺孔，所述两测针分别通过螺纹连接于两测针安装孔位置；所述压紧螺钉穿经左侧向支撑板、镶块、调整块和右侧向支撑板，并与左侧向支撑板和调整块形成旋向相反的螺纹连接；在压紧螺钉处于旋紧状态下，镶块上的齿牙和调整块上的齿牙形成咬合连接；

所述校准量块上设置有一侧开口的校准凹槽，校准凹槽的上端面为上校准面，校准凹槽的下端为下校准面，上、下校准面之间的距离为校准量块的校准高度；

在对零件的沟槽进行测试时，所述校准量块与测量头组件配合使用，校准量块用于校准两测针的测头之前的竖向高度。

2.根据权利要求1所述的调式沟槽深度测量装置，其特征在于：在左侧向支撑板内侧还设置有镶块安装用螺纹孔，所述镶块安装用螺纹孔与左侧向支撑板上的压紧螺钉连接用螺纹孔呈同轴设置，且镶块安装用螺纹孔的直径大于压紧螺钉连接用螺纹孔的直径；所述镶块旋装固定于镶块安装用螺纹孔内。

3.根据权利要求2所述的调式沟槽深度测量装置，其特征在于：在镶块上设置有用于插装拆卸工具的径向通孔。

4.一种可调式沟槽深度测量方法，其特征在于，采用权利要求1-3任一所述的可调式沟槽深度测量装置，包括如下步骤：

步骤一、将测量头组件安装于高度仪的安装板上；

步骤二、将压紧螺钉旋松，以至调整块可与镶块的牙形端面脱开，旋转调整块的位置到合适的角度，使两测针的测量位置不会与待测零件发生干涉，然后旋紧压紧螺钉，固定调整块；

步骤三、用校准量块对测量头组件的两测针的测头之间的距离进行校准：

以下测针的测头与校准量块的下校准面的接触位置为校准的起始位置，上移测量头组件，移动至上测针的测头与校准量块的上校准面的接触位置，该位置为校准的终止位置；获得机架相对校准量块在竖直方向的移动距离，该移动距离由高度仪计量获得；或者以上测针的测头与校准量块的上校准面的接触位置为校准的起始位置，下移测量头组件至下测针的测头与校准量块的下校准面的接触位置，同样测得机架相对校准量块在竖直方向的移动距离；

步骤四、根据校准值计算两测针的测头之间的竖向距离值，见表达式(1)；

X＝X1+X2＝A-a…………………………(1)

其中，X：上、下两测针在竖直方向投影长度，即两测针的测头之间的竖向距离值，X1：上测针在竖直方向投影长度；X2：下测针在竖直方向投影长度；A：校准凹槽的校准数值，该值为定值，即校准量块的上校准面和下校准面之间的竖向距离值；a:机架相对校准量块在竖直方向的移动距离；

步骤五：将测量头组件深入待测零件的沟槽部分，以下测针的测头与零件沟槽的下端面的接触位置为测量的起始位置，上移测量头组件，移动至上测针的测头与零件沟槽的上端面的接触位置，该位置为测量的终止位置；获得机架相对零件在竖直方向的移动距离，该移动距离由高度仪计量获得；或者以上测针的测头与零件沟槽的上端面的接触位置为测量的起始位置，下移测量头组件至下测针的测头与零件沟槽的下端面接触的位置，同样测得机架相对零件在竖直方向的移动距离；

步骤六、获得待测工件沟槽的实际深度数值，见表达式(2)

Y＝X+a’……………………(2)

其中：Y：待测工件沟槽的深度值；a’：机架相对待测工件在竖直方向的移动距离。

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