CN115922587A - 一种用于测量螺栓轴径向孔对称度的夹具 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于测量螺栓轴径向孔对称度的夹具，涉及测量夹具技术领域，包括定位基座；测量台，所述测量台与所述定位基座平行；定位圆套，所述定位圆套可转动的设置于所述测量台，且所述测量台环绕所述定位圆套周向设置有角度标线；测量芯棒，所述测量芯棒偏心设置于所述定位圆套；角度指针，所述角度指针设置于所述定位圆套的表面，且所述角度指针位于所述定位圆套的中心与所述测量芯棒的中轴线之间的水平连线。本申请用于测量具有“圆柱径向孔”特征零件的孔对称度，相比于常规测量方式测量误差小，测量准备时间短，提高大批量零件的测量效率。

Description

一种用于测量螺栓轴径向孔对称度的夹具

技术领域

本申请涉及测量夹具技术领域，具体涉及一种用于测量螺栓轴径向孔对称度的夹具。

背景技术

随着计算机辅助设计、制造以及自动化加工技术的发展，零件形位公差检测越来越方便，但是对于圆柱径向孔的对称度，尤其是带螺纹的圆柱面，采用三坐标测量机时，虽然测量准确，但操作麻烦，定位和测量比较复杂，在实际生产中，通常采用游标卡尺测量，但使用游标卡尺人为因素影响大，操作不规范，易造成测量结果误差较大，使得产品满足不了使用要求。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种用于测量螺栓轴径向孔对称度的夹具，旨在解决现有技术中使用三坐标测量机测量圆柱径向孔对称度操作复杂，而使用游标卡尺测量不够准确，误差大的问题。

本申请采用的技术方案如下：

一种用于测量螺栓轴径向孔对称度的夹具，包括：

定位基座；

测量台，所述测量台与所述定位基座平行；

定位圆套，所述定位圆套可转动的设置于所述测量台，且所述测量台环绕所述定位圆套周向设置有角度标线；

测量芯棒，所述测量芯棒偏心设置于所述定位圆套上；

角度指针，所述角度指针设置于所述定位圆套的表面，且所述角度指针位于所述定位圆套的中心与所述测量芯棒的中轴线之间的水平连线上。

可选的，所述定位基座包括定位座和定位块，所述定位块设置于所述定位座上。

可选的，所述定位基座设置有卡槽，所述定位块放置于所述卡槽内。

可选的，所述定位块设置有用于放置待测螺栓轴的放置槽。

可选的，所述定位圆套的轴向中心线与所述放置槽的中心线垂直且相交。

可选的，所述定位基座上设置有立架，所述立架设置有用于使所述测量台沿所述立架升降的调节组件。

可选的，所述立架设置有竖向延伸的导向槽，所述测量台设置有延伸至所述导向槽内的导向端。

可选的，所述调节组件包括竖向设置于所述导向槽内的旋转螺杆，所述旋转螺杆与所述导向端螺纹连接，所述旋转螺杆的上下两端与所述立架转动连接。

可选的，所述旋转螺杆的上端贯穿所述立架，且在所述旋转螺杆的上端设置有调节把手。

可选的，所述测量台设置有由上而下贯穿的定位孔，所述定位圆套转动设置于所述定位孔内，且在所述定位圆套的上端面设置有防脱凸肩。

与现有技术相比，本申请的有益效果是：

本申请实施例提出的一种用于测量螺栓轴径向孔对称度的夹具，由于设置了用于放置待测螺栓轴的定位基座以及用于安置测量器具的测量台结构，同时在测量台上设置了可转动的定位圆套，定位圆套上偏心的插接有测量芯棒，同时还在测量台以及定位圆套上配置了可测定位圆套转动角度的角度测量结构，使得在测量时，只需通过前后移动待测螺栓轴，并转动定位圆套使测量芯棒对准插入待测径向孔内，从而根据测量芯棒中心轴线和定位圆套中心连线之间确定的距离L，以及定位圆套转过的角度δ，利用现有的计算公式X＝L*COSδ换算从而获得螺栓轴径向孔的对称度，相较于现有采用三坐标测量机测量时需要经过量前准备、坐标系的建立、测量、分析以及出具报告等过程相比，本方案明显可以提高测量效率，同时，相较于现有使用游标卡尺测量相比，由于游标卡尺在使用过程中主要以人为主导，测量者操作时因人为因素引起的误差较大，而本方案中由于定位圆套被限制于测量台转动，测量芯棒被限制于定位圆套上下滑动，在整个测量过程中，定位圆套和定位芯棒是在测量工具自身的限制下完成测量，不会因人为操作导致定位圆套和定位芯棒出现偏倚，机械误差相较于人为误差，测出的参数准确度高，故本方案测量的结果更加准确，测量精确显著提高。

附图说明

图1为本申请实施例提供的用于测量螺栓轴径向孔对称度的夹具的正视图；

图2为本申请实施例提供的用于测量螺栓轴径向孔对称度的夹具的俯视视图；

图3为本申请实施例提供的用于测量螺栓轴径向孔对称度的夹具的左视图；

图4为本申请实施例提供的用于测量螺栓轴径向孔对称度的夹具的右视图；

图5为本申请实施例提供的用于测量螺栓轴径向孔对称度的夹具中定位圆套、刻度盘以及测量芯棒之间的位置关系图。

附图中标号说明：

100-定位座，101-定位块，102-卡槽，103-放置槽，104-立架，105-导向槽，200-测量台，201-导向端，300-定位圆套，400-角度标线，500-角度指针，600-测量芯棒，700-旋转螺杆，800-调节把手，900-待测螺栓轴。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明，本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

参照附图1-4所示，本申请实施例提供了一种用于测量螺栓轴径向孔对称度的夹具，包括定位基座、测量台200、定位圆套300、测量芯棒600以及角度指针500。其中：定位基座的上表面一侧竖直的设置有立架104，立架104与定位基座一体成型，测量台200则设置于立架104上，测量台200位于定位基座之上，且测量台200与定位基座相互平行，测量台200的中心轴线与定位基座的中心轴线相互平行，且位于同一竖直平面上。测量台200远离立架104的一端自上而下开设有定位孔，定位孔的中心位于测量台200的中心轴线上，定位圆套300可转动的安装于定位孔，并且，定位圆套300自上而下的开设有偏心孔，偏心孔的中心与定位圆套300的中心之间的连线为偏心孔的半径，且长度记为L，同时，测量芯棒600插接于定位孔内。

测量台200环绕定位圆套300周向设置有角度标线400，角度标线400标有角度数值。而角度指针500则设置于定位圆套300的上表面，角度指针500位于定位圆套300的中心与偏心孔中心的连线上，角度指针500随定位圆套300的转动，而指向定位圆套300转过的角度值。

本实施例中，定位基座可以是上下表面均平整的任何形状的板体，当然，为便于操作，且更有利于结构简单和使用方便，优选定位基座为方形板体。在测量时，将待测螺栓轴900放置于定位基座，需要注意的是，待测螺栓的中心轴线需要与定位圆套300的轴向中心线垂直相交。

在一种实施例中，为了较为准确的放置待测螺栓轴900的位置，使待测螺栓的中心轴线需要与定位圆套300的轴向中心线垂直相交，参见图1至图4所示，定位基座包括定位座100和定位块101，其中：定位座100的上表面居中位置处自左往右沿定位基座的长轴中心线开设有卡槽102，卡槽102形状可以为底部平整的U型槽，而定位块101则放置于U型槽内，且定位块101的各侧面与U型槽贴合，使得定位块101不发生侧向移动。在定位块101的上端面开设有由定位块101的上端面向定位块101的下端面凹陷的放置槽103，放置槽103位于定位块101的居中位置，且沿着定位块101的长轴中心线方向延伸，放置槽103形状不限，可以为V型槽，当然也可以是圆弧槽，这样，当把待测螺栓轴900放置于放置槽103后，利用放置槽103自身V型结构或圆弧结构，可以自动调整待测螺栓轴900位于放置槽103的中心，于是，在定位圆套300的轴向中心轴线便往下经过放置槽103的轴向中心轴线，当把待测螺栓轴900放置于定位块101时，待测螺栓的中心轴线便于定位圆套300的轴向中心线垂直相交。

在本实施例中，角度标线400可以采用绘制的方式表现在测量台200上，为便于角度标线400的清晰，可采用较为亮丽的颜色作画，当然也可以预制一个带有角度标线400的圆盘，然后再将带角度标线400的圆盘固定于测量台200，可选的，带标线的圆盘可以采用胶水粘连的方式固定，也可以采用机械方式固定，如在测量台200表面设置环槽，将带标线的圆盘嵌装于环槽内，还可以以简单的螺钉固定方式进行安装固定。

在本实施例中，角度指针500可以采用绘图的方式，在定位圆套300的上表面绘制出一个带箭头的指针图样，同时为便于角度指针500清晰，可采用较为亮丽的颜色作画。当然，角度指针500还可以采用如下方式设置，如在定位圆套300的上表面一体成型凸肩，在角度指针500的非箭头端开设圆孔，再将角度指针500通过圆孔过盈的套装在凸肩上，从而实现了角度指针500固定于定位圆套300的上表面。

由上述内容可知，本申请实施例提供的一种用于测量螺栓轴径向孔对称度的夹具，其工作原理或者使用方式是：

首先，将待测螺栓轴900放置于定位块101表面的放置槽103内，使待测径向孔朝着测量芯棒600的一侧，并尽量将待侧径向孔移动至测量芯棒600的下方；

接着，一只手握住待测螺栓轴900或前或后轻微的移动待测螺栓轴900，另一只手握住测量芯棒600，在不断转动的同时将测量芯棒600往下插，测量芯棒600转动的同时带动定位圆套300也随之转动，此时，角度指针500便会发生偏转，在调整过程中，当测量芯棒600同时经过偏心孔和待测螺栓轴900的待测径向孔时，测量芯棒600便会往下运动插入待测的径向孔内，查看此时角度指针500指向的角度标线400，记录下角度标线400对应的刻度值δ；

最后，参见图5所示，基于偏心孔的中心与定位圆套300的中心之间的距离L，以及角度标线400对应的角度值δ，根据三角函数关系X＝L*COSδ(式1)，从而计算出对称度的实测值，即式1中的X。

需要说明的是，由于一批零件中，出现误差较多的残次品概率相对较低，故本实施例所提供的夹具在测量过程中，可以在极短的时间内便能将测量芯棒600插入待测螺栓轴900的待测径向孔内，当然，也存在测量芯棒600无法插入待测螺栓轴900的待测径向孔的情况，此种情况下，通常即对称度偏差过大，属于不合格产品。

可见的，采用本申请提供的一种用于测量螺栓轴径向孔对称度的夹具，利用偏心孔中心和定位圆套300中心连线的距离L，并结合测量过程中测量芯棒600转过的角度δ，经过公式X＝L*COSδ，从而获得待测螺栓轴表面的径向孔的对称度，实现了快速准确测量螺栓轴径向孔对称度的技术目标，与现有无论是三坐标测量机测量还是游标卡测量相比，本夹具使用更加方便，测量也相对更加准确，故本夹具适用于测量具有“圆柱径向孔”对称度。

当然需要指出的是：为了能够实现测量芯棒600既可以带动定位圆套300转动，又能在自身转动的情况下往下运动，故测量芯棒600插入偏心孔内，与定位圆套300以过渡配合的方式形成连接。

此外，本实施例中，为了检测出定位圆套300转过的角度，亦可在定位圆套300上安装一个角度传感器，用以监测定位圆套300转过的角度，当然，这样会相应增加本夹具的制造成本，且由于角度传感器为电子元器件，相较于本申请的纯机械式结构，本申请的角度指针500和角度标线400制造成本更低，且不易损坏，寿命也就更长。但在此提出设置角度传感器测量定位圆套300转过的角度，只是提供一种可以试行的方案，在此不作过多赘述。

在一种实施例中，为了防止测量芯棒600在往下运动的同时，定位圆套300也被带动往下运动，故参见图1所示，定位圆套300的上端一体成型有防脱凸肩，防脱凸肩的外径大于定位孔的内径，从而使得定位圆套300与防脱凸肩形成T型头状，而定位圆套300的外径刚好与定位孔的内径相同，从而使得定位圆套300可以在定位孔内转动，并且由于防脱凸肩的存在，可以有效的防止测量芯棒600在往下运动的时候，定位圆套300不会往下运动。

当然，在本实施例中，为了防止测量芯棒600在往下运动的同时，定位圆套300不会被带动往下运动，可以将定位孔设置有台阶孔，且台阶孔具有大径段和小径段，大径段在上，小径段在下，而为了使定位圆套300与定位孔适配，故定位圆套300同样为台阶套，且定位圆套的大径段直径和小径段直径与定位孔的大径段直径和小径段的直径相同，定位圆套300能够在定位孔内转动，但定位圆套300受台阶限制，而不会往下掉，从而实现了测量芯棒600在往下运动的同时，定位圆套300可以转动，但不会往下运动。

在一种实施例中，由于待测螺栓轴900直径不同，为了使测量台200的高度能够适应不同直径的待测螺栓轴900，测量台200活动设置于定位基座一侧的立架104上，并且测量台200可以沿立架104在竖直方向上下升降运动。具体来说，参见图3和图4所示，立架104的居中位置之上而下开设有导向槽105，测量台200的面向立架104的一端则一体成型有导向端201，导向端201延伸至导向槽105内，且导向端201的侧端面与导向槽105的内侧槽面相抵接，以限制导向端201及测量台200只可沿导向槽105上下移动，而不能发生转动。

为了实现测量台200的上下移动，故在立架104上安装有用于驱动测量台200上下移动的调节组件。本实施例中，调节组件包括旋转螺杆700，旋转螺杆700竖直的安装于立架104，旋转螺杆700的下端自立架104的上端往下贯穿至导向槽105的底部，而旋转螺杆700的顶端则露出于立架104的上端。导向端201则开设有螺纹孔，旋转螺杆700穿过导向端201的螺纹孔，二者形成螺纹连接，同时，旋转螺杆700与立架104的顶端横梁之间以轴承的方式形成转动连接。于是，通过转动旋转螺杆700，由于导向端201与旋转螺杆700螺纹连接，而导向端201被立架104限制无法转动，因此，在旋转螺杆700转动时，导向端201则只能沿导向槽105上下移动，从而与导向端201一体的测量台200也就随着导向端201一起实现上下移动，从而调整测量台200的高度，以使测量芯棒600能够适用于不同直径的待测螺栓轴900，提高了本夹具的实用性。

在本实施例中，实现旋转螺杆700的转动，其方式多种多样，比如，可以在旋转螺杆700的顶端一体成型调节把手800，调节把手800可以如汽车方向盘一样的轮辐式结构，方便旋转，故通过正反转调节把手800便可转动旋转螺杆700，实现测量台200的上下运动。当然，还可以通过电机带动的方式使旋转螺杆700转动，具体来说，可以在立架104的顶端焊接一支架，将一驱动电机安装于支架，并将驱动电机的输出端通过联轴器与旋转螺杆700进行连接，从而在驱动电机的正反转带动下，便可以实现螺杆的正反转动，从而实现测量台200的升降运动。显然的，采用在旋转螺杆700的顶端一体成型调节把手800，纯机械式的结构使用寿命更长，且夹具的制造成本更低，而采用驱动电机带动的旋转螺杆700转动的方式，虽然更加省力，但夹具的制造成本相应的会更高，且使用寿命相比之下要更短一些，同时考虑到通常一批零件的测量只需调整一次测量台200的高度即可，即实际生产过程中，无需反复调整测量台200的高度，则选用调节把手800转动旋转螺杆700的方案更加合理。

当然，在本实施例中，除了上述以旋转螺杆700带动测量台200上下移动的方式外，亦可采用如下的实施方式，将旋转螺杆700替换为电动推杆，电动推杆又名直线驱动器，主要是由推杆和控制装置等机构组成的一种新型直线执行机构，电动推杆将电动机的旋转运动转变为推杆的直线往复运动的电力驱动装置，且电动推杆设计新颖精致、体积小、精度高、完全同步、自锁性能好、卫生，电机直接驱动，不需要管道的气源、油路等优点，可用于各种简单或复杂的工艺流程中做为执行机械使用，以实现远距离控制、集中控制或自动控制。具体来说，将电动推杆的下端通过螺钉固定的方式固定于立架104顶端横梁的下端面，而电动推杆的输出端则焊接一法兰盘，法兰盘通过螺钉固定导向端201的上端面。于是，通过电动推杆的伸缩带动下，便可以实现测量台200的上下运动。

在本实施例中，除了上述以旋转螺杆700或电动推杆带动测量台200上下移动的方式外，当然也可以采用液压推杆带动，亦可采用如下的实施方式，将旋转螺杆700或电动推杆替换为液压推杆，液压推杆以电动机为动力源，通过双向齿轮泵输出压力油，经油路集成块的控制，至油缸，实现活塞杆的往复运动。而与电动推杆相比，液压推杆具有如下优点：

1、可以带负荷启动，而电动推杆很困难。

2、具有超负荷保护能力，不会损坏电机和机件。

3、同一台电液推杆其推、拉力可无线调速，因而驱动力范围广，这是电动推杆和气无法可比的。

4、在推力和速度相同的情况下，消耗的电能仅有电动推杆的一半。

5、本液压推杆采用全液压传动，动作灵敏、运行平稳，能有效缓冲外来的冲击力，行程制准确气缸和电动推杆是做不到的。

6、液推杆采用机、电、液一体化全封闭结构，工作油路循环于无压的封闭钢筒里体积小、不漏油，便于安装、维修。在恶劣的工作环境下，不吸尘，不进水，内部不锈蚀，使用寿命比气缸电动推杆长久。

故本实施例中采用液压推杆，将液压推杆的下端通过螺钉固定的方式固定于立架104顶端横梁的下端面，而液压推杆的输出端则焊接一法兰盘，法兰盘通过螺钉固定导向端201的上端面。于是，在液压推杆的带动下，便可以实现测量台200的上下运动。

很显然的，无论与使用电动推杆相比，还是与使用液压推杆相比，使用手动式的旋转螺杆700均具有明显优势，原因在于：手动式的旋转螺杆700采用纯机械结构，其结构简单，故障率更低，使用寿命长，且相比较起来制造成本也相对更低一些。

当然，无论采用液压推杆还是电动推杆，为了保证传动的稳定性，故在立架104相对于导向槽105的内侧壁面开设有条形槽，条形槽与导向槽105沿相同方向延伸，而在导向端201的两外端面一体成型有导向块，导向块插置于条形槽内，从而有助于提高测量台200上下移动时的稳定性。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于测量螺栓轴径向孔对称度的夹具，其特征在于，包括：

定位基座；

测量台(200)，所述测量台(200)与所述定位基座平行；

定位圆套(300)，所述定位圆套(300)可转动的设置于所述测量台(200)，且所述测量台(200)环绕所述定位圆套(300)周向设置有角度标线(400)；

测量芯棒(600)，所述测量芯棒(600)偏心设置于所述定位圆套(300)上；

角度指针(500)，所述角度指针(500)设置于所述定位圆套(300)的表面，且所述角度指针(500)位于所述定位圆套(300)的中心与所述测量芯棒(600)的中轴线之间的水平连线上。

2.根据权利要求1所述的用于测量螺栓轴径向孔对称度的夹具，其特征在于，所述定位基座包括定位座(100)和定位块(101)，所述定位块(101)设置于所述定位座(100)上。

3.根据权利要求2所述的用于测量螺栓轴径向孔对称度的夹具，其特征在于，所述定位基座设置有卡槽(102)，所述定位块(101)放置于所述卡槽(102)内。

4.根据权利要求2或3所述的用于测量螺栓轴径向孔对称度的夹具，其特征在于，所述定位块(101)设置有用于放置待测螺栓轴(900)的放置槽(103)。

5.根据权利要求4所述的用于测量螺栓轴径向孔对称度的夹具，其特征在于，所述定位圆套(300)的轴向中心线与所述放置槽(103)的中心线垂直且相交。

6.根据权利要求1所述的用于测量螺栓轴径向孔对称度的夹具，其特征在于，所述定位基座上设置有立架(104)，所述立架(104)设置有用于使所述测量台(200)沿所述立架(104)升降的调节组件。

7.根据权利要求6所述的用于测量螺栓轴径向孔对称度的夹具，其特征在于，所述立架(104)设置有竖向延伸的导向槽(105)，所述测量台(200)设置有延伸至所述导向槽(105)内的导向端(201)。

8.根据权利要求7所述的用于测量螺栓轴径向孔对称度的夹具，其特征在于，所述调节组件包括竖向设置于所述导向槽(105)内的旋转螺杆(700)，所述旋转螺杆(700)与所述导向端(201)螺纹连接，所述旋转螺杆(700)的上下两端与所述立架(104)转动连接。

9.根据权利要求8所述的用于测量螺栓轴径向孔对称度的夹具，其特征在于，所述旋转螺杆(700)的上端贯穿所述立架(104)，且在所述旋转螺杆(700)的上端设置有调节把手(800)。

10.根据权利要求1所述的用于测量螺栓轴径向孔对称度的夹具，其特征在于，所述测量台(200)设置有由上而下贯穿的定位孔，所述定位圆套(300)转动设置于所述定位孔内，且在所述定位圆套(300)的上端面设置有防脱凸肩。

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