CN113916103A - 一种薄壁截顶圆椎体长孔深度精密测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄壁截顶圆椎体长孔深度精密测量装置及测量方法，装置包括量规Ⅰ和标准体Ⅱ；量规Ⅰ中下测板套装在滑动杆下方，滑动杆的中上段插入下导套中，滑动杆与下导套配合轴段铣有槽孔，下导套上的限位螺钉插入槽孔中，上测板套设于下导套上端短轴上，上导套的下段小轴插入设于上测板中间孔内，上导套内设有垫片，垫片上设有弹簧，弹簧另一端与滑动杆连接，衬套过盈配合压入阶梯孔的上方小内径孔中，千分表设于衬套中直至千分表测头与滑动杆上部心轴顶端面接触且指针对准零位；标准体Ⅱ中，校对筒体的底部设有底板，校对筒体的上表面及底板上、下表面均平行，量规Ⅰ放置入标准体Ⅱ中。本发明结构，采用千分表测量准确度高和实用性强。

Description

一种薄壁截顶圆椎体长孔深度精密测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及压力试验装置技术领域，尤其涉及一种薄壁截顶圆椎体长孔深度精密测量装置及测量方法。

背景技术

通常对于口部为外螺纹结构的产品做压力试验时，会利用产品上自带螺纹来固定被测试验产品，不仅能对产品的壁厚或焊缝强度进行检测，而且能同时检测螺纹的强度。但这种利用产品自带螺纹来固定的方式却给试验后产品的拆卸带来了一定的困难。产品爆破后会发生严重变形、撕裂等现象，致使试验结束后不能顺利拆卸试验产品，甚至使整套试验工装报废。另外，现有技术中，一般水压试验结束后，系统只卸压，即取下产品，试验腔中的水虽已卸压但并未排出，产品取出存在一定的阻力，同时随意排水造成工作环境脏乱差。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种薄壁截顶圆椎体长孔深度精密测量装置及测量方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种薄壁截顶圆椎体长孔深度精密测量装置，包括量规Ⅰ和标准体Ⅱ；

所述量规Ⅰ包括下测板、滑动杆、下导套、上导套、垫片、上测板、弹簧、衬套和千分表；所述下测板套装在所述滑动杆下方，所述滑动杆的中上段插入下导套中，所述滑动杆与下导套配合轴段铣有槽孔，所述下导套上位于槽孔位置穿设的限位螺钉插入槽孔中，所述上测板套设于所述下导套上端短轴上，所述上导套的下段小轴插入设于上测板中间孔内，所述上导套内具有阶梯孔，所述阶梯孔的下方大内径孔端面设有垫片，所述垫片上设有弹簧，所述弹簧另一端与滑动杆连接，所述衬套为轴向开槽短而薄的圆管，所述衬套过盈配合压入所述阶梯孔的上方小内径孔中，所述千分表设于衬套中直至千分表测头与滑动杆上部心轴顶端面接触且指针对准零位，所述上导套上穿设的紧定螺钉旋入衬套上，将将千分表轴套处抱紧；

所述标准体Ⅱ包括校对筒体和底板；所述校对筒体为圆筒，所述校对筒体的底部设有底板，所述校对筒体的上表面及底板上、下表面均精磨平行，所述量规Ⅰ放置入标准体Ⅱ中，所述下测板底面与标准体Ⅱ底板上表面贴合，上测板下表面与标准体Ⅱ筒体上表面贴合。

优选的，所述下测板为短阶梯空心轴，所述下测板的中部具有阶梯内孔，所述下测板的轴肩端面开设有小孔与阶梯内孔相连通，所述滑动杆的下部大端轴肩卡设于下测板的阶梯内孔内，所述滑动杆的下部外圆上螺纹连接有两个锁紧螺母将下测板、滑动杆压紧成一体。

优选的，所述滑动杆为多级阶梯长轴，所述滑动杆与下导套配合轴段开设有长环形槽，所述长环形槽上铣有槽孔；所述下导套为短空心阶梯轴；所述滑动杆的中上段间隙配合插入下导套中。

优选的，所述上测板为十字形碟状空心零件，所述上测板具有中心孔，所述上测板的上端面设有凸台，凸台面环向均布有4个光孔，所述下导套的大圆周轴肩端面环形均布有4个沉孔，所述上导套的大圆端面环向均布4个螺纹孔，4个光孔、4个沉孔、4个螺纹孔分别呈一一对应，4个光孔、4个沉孔、4个螺纹孔上分别穿设螺纹连接有螺钉。

优选的，所述上导套为半轴类空心轴，内部具有阶梯孔。

优选的，所述衬套的中部外圆车有一环形槽，所述上导套上穿设的紧定螺钉旋入衬套的环形槽中，将千分表轴套处抱紧。

优选的，所述校对筒体的高度尺寸精度为所测尺寸公差的十分之一，所述校对筒体的高度尺寸的基准尺寸为所测尺寸的最小尺寸；所述校对筒体和底板上螺纹连接有螺钉，螺钉部沉入底板中不露出下表面；所述底板的中间开设有一大圆孔；所述校对筒体的上段圆周上相较于校对筒体中心轴线对称地螺接连接有两个手柄。

一种薄壁截顶圆椎体长孔深度精密测量装置测量方法，包括以下步骤：

(S1)基准零位调整：为保证测试精度误差值，首先手握上导套把量规Ⅰ放入标准体Ⅱ中，下测板底面与标准体Ⅱ底板上表面贴合，上测板下表面与标准体Ⅱ筒体上表面贴合；

先旋松紧定螺钉，调整千分表，使千分表测头与滑动杆小轴端面接触且指针对准零位；然后旋紧滚花螺钉，使衬套将千分表轴抱紧，使千分表、衬套与上导套无相对运动；若取出量规Ⅰ，滑动杆在弹簧力的作用下下移，千分表测量杆在轴套内随着下移，测量头紧紧贴在滑动杆小轴端面，由于限位螺钉的作用，滑动杆可在槽规定的范围内在上导套和下导套内灵活移动；

(S2)开始测量：在确保千分表指针对准零位后，开始测量；

把量规Ⅰ放入被测工件孔中，旋松紧定螺钉，下测板底面与工件内底面贴合，上测板下表面与工件上表面贴合，由于千分表指针对准零位的是按工件的最小尺寸，所测尺寸必定会大于零位尺寸；相对零位来说，固定在滑动杆上的下测板1连同滑动杆下移，千分表测量头随之下移，千分表指针旋转而显示读数，旋紧滚花螺钉，根据指针距零位的偏离量确定工件尺寸是否合格，并可读出记录其真实数据；

(S3)测量结束：当测量结束后，取走工件，放入标准体Ⅱ中，千分表测头复位，指针回归零位。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

(1)设计了一种薄壁截顶圆椎体长孔深度精密测量装置及方法；

(2)把滑动杆的直线位移传递给千分表测量杆，利用千分表上测量杆的直线位移，通过机械传动系统转变为指针在表盘上的角位移，使仅用千分表无法实现的功能得以扩展；

(3)因该测量装置带有千分表能精确测得零件的实际尺寸，可用于工件加工时的尺寸控制和装配时工件尺寸的选择；

(4)该装置结构紧凑、操作及维修方便、工作效率高，可广泛推广用于生产加工、装配和检验中。

附图说明

图1为本发明的量规Ⅰ主视图；

图2为本发明的标准体Ⅱ主视图；

图3为本发明的下测板主视图；

图4为本发明的滑动杆主视图；

图5为本发明的下导套主视图；

图6为本发明的上测板主视图；

图7为本发明的上测板俯视图；

图8为本发明的衬套主视图；

图9为本发明的上导套主视图；

图10为本发明的量规Ⅰ零位校对示意图；

图11为本发明的量规Ⅰ工作示意图。

图中：1、下测板；2、锁紧螺母；3、滑动杆；4、下导套；5、限位螺钉；6、上测板；7、弹簧；8、紧定螺钉；9、千分表；10、衬套；11、上导套；12、垫片；13、连接螺钉；14、校对筒体；15、手柄；16、螺钉；17、底板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

参考图1及图2，薄壁截顶圆椎体长孔深度精密测量装置主要由量规Ⅰ和标准体Ⅱ两大部分组成。

参考图1，量规Ⅰ主要由下测板1、锁紧螺母2、滑动杆3、下导套4、限位螺钉5、上测板6、弹簧7、紧定螺钉8、千分表9、衬套10、上导套11、垫片12、连接螺钉13组成。下测板1套装在滑动杆3上，滑动杆3大端轴肩挡住下测板1往下运动。另一端面通过两锁紧螺母2把下测板1压紧，与滑动杆3紧固成一体。

滑动杆3中上段插入下导套4中，把装在下导套4上的限位螺钉5头部插入滑动杆限位用槽中，使滑动杆3在槽长范围内移动而不会滑落。上测板6套在下导套4上端短轴上，转动上测板6并对齐4个安装孔。然后把弹簧7套装在滑动杆3细长轴上，用垫片12挡住，防止其被压入上导套11孔中。再把上导套11盖住套装在滑动杆3上，下端轴插入上测板6中间孔内，并转动上导套11使其螺纹孔与上测板6光孔对齐，装上4个螺钉拧紧，使上导套11、上测板6、下导套4成为一个整体。再把衬套10压入上导套11孔中，千分表9装入衬套10中，调整好千分表9的位置，将装在上导套11上的紧定螺钉8旋入衬套10的环形槽中，将千分表9轴套处抱紧，使千分表9轴套、衬套10与上导套11无相对运动。

参考图2，标准体Ⅱ主要由校对筒体14、手柄15、螺钉16、底板17组成。校对筒体14为圆管，它的高度尺寸精度较高为所测尺寸公差的十分之一，高度尺寸的基准尺寸为所测尺寸的最小尺寸。校对筒体14及底板17上、下表面均需精磨平行，表面粗糙度要求亦高，以保证量规Ⅰ测量尺寸的准确性。底板17中间有一大圆孔以减小与平台的接触面积。端面均布有4个螺钉装配沉孔。螺钉16把底板17紧固在校对筒体14的底部，螺钉头部沉入底板中不露出下表面，使标准体Ⅱ摆放时平稳。校对筒体14靠上段圆周对称处用螺纹安装有两手柄，以方便搬运。

参考图3，下测板1为短阶梯空心轴，中间为阶梯孔，轴肩端面有小孔与内孔相通，以便使用时下端面与椎体底面贴合时里面空气及时排出而避免被吸住。大轴端外圆有小段锥度与被测圆椎体锥度一致，以便导正量规。

参考图1及图4，滑动杆3为多级阶梯长轴，下测板1套装在滑动杆3上，滑动杆3大端轴肩挡住下测板1往下运动。另一端面通过两锁紧螺母2把下测板1压紧，与滑动杆3紧固成一体。中间较长段外圆靠外螺纹处对称铣两平面供扳手夹持用。与下导套4配合轴段车有长环形槽，以减少滑动杆3上下滑动时与下导套4的摩擦。环形槽上铣有类似键槽一样的槽孔，装配后下导套4该处的限位螺钉5插入槽中，使滑动杆3与下导套4之间的相对运动限制在所需的范围内，也使滑动杆3及其装配部分不会掉出。接挨着的细长轴为弹簧7的心轴，端面与千分表测量点始终接触在一起。

参考图5，下导套4为短空心阶梯轴，滑动杆3中段与下导套4间隙配合套于其中，以保证滑动杆3的相对运动，轴套配合段较长，可防止滑动杆3的晃动。上段光滑短轴外圆与上端面垂直，垂直度和尺寸精度都要求较高，上测板6过渡配合套装在此，该外圆也起着导正上测板6以保证装配精度的作用。大圆周轴肩端面均布有4个沉孔，为连接螺钉13的安装孔。

参考图6及图7，上测板6为十字形碟状空心零件，上端面设计有凸台，以增加中间配合孔处长度，给上、下导套的导正定位留足够尺寸。十字叶片状的设计在保证精准定位下尽量减轻重量。凸台面环向均布有4个螺钉安装用光孔。

参考图8，衬套10类似于涨套，装在上导套11上端的圆孔中。是轴向开槽短而薄的圆管，外径略大于安装处孔的直径，过盈配合压入孔中，其中部外圆车有一环形槽，紧定螺钉8装在上导套11上，其头部伸入槽中起限位和紧固作用。

参考图9，上导套11为半轴类空心轴，里面为阶梯孔，外圆中部直径稍小，以方便手抓握而不易滑落。大圆端面环向均布4个螺纹孔。下段小轴插入上测板内孔过渡配合导正上导套11。

本发明还提供了一种薄壁截顶圆椎体长孔深度精密测量装置测量方法，包括以下步骤：

(S1)基准零位调整：步骤1、参考图10，基准零位调整，保证测试精度误差值；手握上导套11把量规Ⅰ放入标准体Ⅱ中，下测板1底面与标准体Ⅱ底板上表面贴合，上测板6下表面与标准体Ⅱ筒体上表面贴合；

先旋松紧定螺钉8，调整千分表9，使千分表测头与滑动杆3心轴端面接触且指针对准零位；

然后旋紧滚花螺钉8，使衬套10将千分表9轴抱紧，使千分表9、衬套10与上导套11无相对运动；若取出量规Ⅰ，滑动杆3在弹簧力的作用下下移，千分表9测量杆在轴套内随着下移，测量头紧紧贴在滑动杆3心轴端面。由于限位螺钉5的作用，滑动杆3可在槽规定的范围内在上导套11和下导套4内灵活移动；

(S2)开始测量：参考图11，在确保千分表指针对准零位后，开始测量；把量规Ⅰ放入被测工件孔中，旋松紧定螺钉8，使得下测板1底面与工件内底面贴合，上测板6下表面与工件上表面贴合，由于千分表指针对准零位的是按工件的最小尺寸，那所测尺寸必定会大于零位尺寸；相对零位来说，固定在滑动杆3上的下测板1连同滑动杆3下移，千分表9测量头随之下移，千分表9指针旋转而显示读数(再旋紧滚花螺钉8)，根据指针距零位的偏离量确定工件尺寸是否合格，并可读出记录其真实数据；

(S3)测量结束：当测量结束后，取走工件，放入标准体Ⅱ中，千分表测头复位，指针回归零位。

本装置针对薄壁截顶圆椎体长孔深度尺寸的精密测量，特别是截顶圆椎体壁厚较薄、内孔长径比较大、孔深尺寸精度要求较高，且无法用通用量具测量而发明的一套专用深度精密测量装置。该量规采用千分表精密读数，用标准体进行调整对零，再来检验工件。然后根据指针对零位的偏离量确定工件尺寸是否合格。整个装置结构紧凑、操作简便、工作效率高、准确度高和实用性强。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种薄壁截顶圆椎体长孔深度精密测量装置，其特征在于，包括量规Ⅰ和标准体Ⅱ；

所述量规Ⅰ包括下测板、滑动杆、下导套、上导套、垫片、上测板、弹簧、衬套和千分表；所述下测板套装在所述滑动杆下方，所述滑动杆的中上段插入下导套中，所述滑动杆与下导套配合轴段铣有槽孔，所述下导套上位于槽孔位置穿设的限位螺钉插入槽孔中，所述上测板套设于所述下导套上端短轴上，所述上导套的下段小轴插入设于上测板中间孔内，所述上导套内具有阶梯孔，所述阶梯孔的下方大内径孔端面设有垫片，所述垫片上设有弹簧，所述弹簧另一端与滑动杆连接，所述衬套为轴向开槽短而薄的圆管，所述衬套过盈配合压入所述阶梯孔的上方小内径孔中，所述千分表设于衬套中直至千分表测头与滑动杆上部心轴顶端面接触且指针对准零位，所述上导套上穿设的紧定螺钉旋入衬套上，将将千分表轴套处抱紧；

所述标准体Ⅱ包括校对筒体和底板；所述校对筒体为圆筒，所述校对筒体的底部设有底板，所述校对筒体的上表面及底板上、下表面均精磨平行，所述量规Ⅰ放置入标准体Ⅱ中，所述下测板底面与标准体Ⅱ底板上表面贴合，上测板下表面与标准体Ⅱ筒体上表面贴合。

2.根据权利要求1所述的一种薄壁截顶圆椎体长孔深度精密测量装置，其特征在于，所述下测板为短阶梯空心轴，所述下测板的中部具有阶梯内孔，所述下测板的轴肩端面开设有小孔与阶梯内孔相连通，所述滑动杆的下部大端轴肩卡设于下测板的阶梯内孔内，所述滑动杆的下部外圆上螺纹连接有两个锁紧螺母将下测板、滑动杆压紧成一体。

3.根据权利要求2所述的一种薄壁截顶圆椎体长孔深度精密测量装置，其特征在于，所述滑动杆为多级阶梯长轴，所述滑动杆与下导套配合轴段开设有长环形槽，所述长环形槽上铣有槽孔；所述下导套为短空心阶梯轴；所述滑动杆的中上段间隙配合插入下导套中。

4.根据权利要求3所述的一种薄壁截顶圆椎体长孔深度精密测量装置，其特征在于，所述上测板为十字形碟状空心零件，所述上测板具有中心孔，所述上测板的上端面设有凸台，凸台面环向均布有4个光孔，所述下导套的大圆周轴肩端面环形均布有4个沉孔，所述上导套的大圆端面环向均布4个螺纹孔，4个光孔、4个沉孔、4个螺纹孔分别呈一一对应，4个光孔、4个沉孔、4个螺纹孔上分别穿设螺纹连接有螺钉。

5.根据权利要求4所述的一种薄壁截顶圆椎体长孔深度精密测量装置，其特征在于，所述上导套为半轴类空心轴，内部具有阶梯孔。

6.根据权利要求5所述的一种薄壁截顶圆椎体长孔深度精密测量装置，其特征在于，所述衬套的中部外圆车有一环形槽，所述上导套上穿设的紧定螺钉旋入衬套的环形槽中，将千分表轴套处抱紧。

7.根据权利要求6所述的一种薄壁截顶圆椎体长孔深度精密测量装置，其特征在于，所述校对筒体的高度尺寸精度为所测尺寸公差的十分之一，所述校对筒体的高度尺寸的基准尺寸为所测尺寸的最小尺寸；所述校对筒体和底板上螺纹连接有螺钉，螺钉部沉入底板中不露出下表面；所述底板的中间开设有一大圆孔；所述校对筒体的上段圆周上相较于校对筒体中心轴线对称地螺接连接有两个手柄。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的薄壁截顶圆椎体长孔深度精密测量装置测量方法，包括以下步骤：

(S1)基准零位调整：为保证测试精度误差值，首先手握上导套把量规Ⅰ放入标准体Ⅱ中，下测板底面与标准体Ⅱ底板上表面贴合，上测板下表面与标准体Ⅱ筒体上表面贴合；

先旋松紧定螺钉，调整千分表，使千分表测头与滑动杆小轴端面接触且指针对准零位；然后旋紧滚花螺钉，使衬套将千分表轴抱紧，使千分表、衬套与上导套无相对运动；若取出量规Ⅰ，滑动杆在弹簧力的作用下下移，千分表测量杆在轴套内随着下移，测量头紧紧贴在滑动杆小轴端面，由于限位螺钉的作用，滑动杆可在槽规定的范围内在上导套和下导套内灵活移动；

(S2)开始测量：在确保千分表指针对准零位后，开始测量；

把量规Ⅰ放入被测工件孔中，旋松紧定螺钉，下测板底面与工件内底面贴合，上测板下表面与工件上表面贴合，由于千分表指针对准零位的是按工件的最小尺寸，所测尺寸必定会大于零位尺寸；相对零位来说，固定在滑动杆上的下测板1连同滑动杆下移，千分表测量头随之下移，千分表指针旋转而显示读数，旋紧滚花螺钉，根据指针距零位的偏离量确定工件尺寸是否合格，并可读出记录其真实数据；

(S3)测量结束：当测量结束后，取走工件，放入标准体Ⅱ中，千分表测头复位，指针回归零位。

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