CN117760291A - 一种深长内螺纹小径测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种深长内螺纹小径测量装置及方法，包括测量支架、测量探头、测量套筒、测量挡板和内径千分尺，通过将套装有测量套筒和测量挡板的测量探头匹配插入待测零件的螺纹孔内对待测零件进行准确测量操作，可以大批量地快速准确测量所需要的深长内螺纹小径数值，相对现有技术测量方式，大大简化了内螺纹小径测量工作，把测量人员从复杂的操作中解放出来，降低了人员的劳动强度，提高了工作效率。同时，采用本发明装置及方法对深长内螺纹小径进行测量，可大大降低人为因素对测量的影响，使测量可靠性有很大提高，测量结果高度可信，特别有助于降低测量错误的概率。

Description

一种深长内螺纹小径测量装置及方法

技术领域

本发明涉及金属零部件检测及内螺纹测量技术领域，尤其涉及一种深长内螺纹小径测量装置及方法。

背景技术

内螺纹小径测量是内螺纹质量控制的重要环节，在实际使用中，如果内螺纹小径过大，会导致过盈配合，使连接件难以拆卸，同时对于一些特定液压系统，内螺纹小径的尺寸精度和表面质量对油液的流动和密封性能也有重要影响。通过测量内螺纹小径，可以确保内螺纹的尺寸精度和表面质量，从而保证连接的可靠性和稳定性。

现有技术下用于内螺纹小径测量的主要测量工具包括普通卡尺、螺纹通规、螺旋测微计等。其中，普通卡尺是一种常见的测量工具，可以用于测量内螺纹的外径和长度，其操作简便，价格也比较实惠，但不是非常准确。螺纹通规是一种专门用于测量内螺纹的工具，可分为普通螺纹通规和三线螺纹通规，普通螺纹通规适用于常见的内螺纹测量，而三线螺纹通规则适用于精密螺纹的测量。螺旋测微计(千分尺)是一种精密的测量工具，可以用于测量内螺纹的直径、螺距和螺纹间径，具有极高的精度和分辨率，但价格也比较昂贵，使用操作比较复杂。

对于一些特殊的内螺纹小径测量需求，例如大批量零件的常规性检测，以及特殊尺寸结构的内螺纹部件检测，现有的测量工具往往不能满足测量需求。例如，对于具有深孔构造的较小尺寸内孔螺纹的小径公差控制，如果使用普通卡尺，由于卡尺测量刃口部位长度有限，且刃口宽度往往大于零部件螺纹孔的直径，无法深到内孔深处进行测量；如使用三坐标测量机，由于螺纹孔内表面上存在着螺纹沟槽，操作人员无法靠视觉，控制三坐标测量机的球形探头精确地接触到内孔齿顶部位，所以其球形探头无法精准地测量出内螺纹小径的数值；如采用光学方法测量，则由于深孔结构形成盲孔，光无法透射，无法成像，而且孔结构较深情况下无法适用反射光的方法来测量；如采用普通的三点接触式内径千分尺，由于千分尺测量头可以到达的深度不够，且必须手工操作把握千分尺，无法保证测量过程中偏斜、抖动、偏心等对测量结果产生的测量偏差。

在此基础上，对于需要进行大批量检测的情况，人工处理效率难以匹配，对于生产效率和检验成本都会产生极大影响，因此迫切需要一种快捷方便的特殊深孔小尺寸内螺纹小径测量解决方案。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提出一种深长内螺纹小径测量装置及方法，可以大批量地快速准确测量所需要的深长内螺纹小径数值，相对现有技术测量方式，大大简化了内螺纹小径测量工作，把测量人员从复杂的操作中解放出来，降低了人员的劳动强度，提高了工作效率。同时，采用本发明装置及方法对深长内螺纹小径进行测量，可大大降低人为因素对测量的影响，使测量可靠性有很大提高，测量结果高度可信，特别有助于降低测量错误的概率。

为实现以上目的，本发明所采用的技术方案包括：

一种深长内螺纹小径测量装置，其特征在于，包括测量支架、测量探头、测量套筒、测量挡板和内径千分尺；

所述测量支架固定设置于底座，包括贯通的测量腔，所述测量腔直径匹配待测零件外径，所述测量腔两端分别设置有平整的第一基准面和第二基准面；

所述测量探头通过加长连杆连接所述内径千分尺并通过所述内径千分尺控制执行测量操作，所述测量探头和加长连杆外径小于待测零件内径；

所述测量套筒套装于所述加长连杆，所述测量套筒外径匹配待测零件内径；

所述测量挡板固定连接于所述测量套筒靠近所述内径千分尺一端，所述测量挡板外径大于待测零件内径。

进一步地，所述内径千分尺连接于伺服控制器，所述伺服控制器依据测量指令控制内径千分尺执行测量操作。

进一步地，所述测量套筒靠近所述测量探头一端设置有插入斜面，所述插入斜面外径小于待测零件内径。

进一步地，所述测量套筒设置有避空结构，所述避空结构外径小于待测零件内径。

进一步地，所述待测零件匹配插入所述测量腔并通过所述待测零件的第一端面接触抵靠第一基准面进行限位。

进一步地，所述测量挡板接触抵靠所述待测零件的第二端面对测量套筒和测量探头进行限位；

或，所述测量挡板接触抵靠所述第二基准面对测量套筒和测量探头进行限位。

进一步地，所述测量腔两端分别设置有倒角结构。

本发明还涉及一种深长内螺纹小径测量方法，其特征在于，包括使用如权利要求1至7任一项所述的深长内螺纹小径测量装置对待测零件执行测量操作。

进一步地，所述测量方法包括：

S1、将待测零件匹配插入测量支架的测量腔，至待测零件的第一端面接触抵靠第一基准面进行限位；

S2、将套装有测量套筒和测量挡板的测量探头匹配插入待测零件的螺纹孔内，至测量挡板接触抵靠待测零件的第二端面或第二基准面进行限位；

S3、通过内径千分尺控制调整测量探头与待测零件的待测内螺纹匹配接触，获得测量数据。

本发明的有益效果为：

采用本发明所述深长内螺纹小径测量装置及方法，可以大批量地快速准确测量所需要的深长内螺纹小径数值，相对现有技术测量方式，大大简化了内螺纹小径测量工作，把测量人员从复杂的操作中解放出来，降低了人员的劳动强度，提高了工作效率。同时，采用本发明装置及方法对深长内螺纹小径进行测量，可大大降低人为因素对测量的影响，使测量可靠性有很大提高，测量结果高度可信，特别有助于降低测量错误的概率。

附图说明

图1为本发明深长内螺纹小径测量装置优选实施例示意图。

附图编号说明：1-测量支架、11-底座、13-测量腔、14-第一基准面、15-第二基准面、2-测量探头、21-加长连杆、3-测量套筒、31-避空结构、4-测量挡板、5-内径千分尺、6-待测零件。

具体实施方式

为了更清楚的理解本发明的内容，将结合附图和实施例详细说明。

如图1所示本发明深长内螺纹小径测量装置的一种优选实施例的剖面图示意，对应于待测零件6较深位置内螺纹小径进行测量的情况。典型的，待测零件6整体可以为圆柱形，一端具有较大直径的头部结构(台阶面，例如法兰结构)，另一端开孔，且开孔具有深长特征，开孔内加工有内螺纹，使常规的测量工具难以实现连续、稳定、高效率的小径测量。

优选实施例的深长内螺纹小径测量装置包括测量支架1、测量探头2、测量套筒3、测量挡板4和内径千分尺5。其中，测量支架1固定设置于底座11，例如焊接固定连接于底座11，并通过底座11形成固定支撑结构，在测量过程中作为基础结构不产生任何位移。测量支架1对应匹配待测零件6的设置有测量腔13，该测量腔13内径匹配待测零件6外径，使待测零件6的开孔端能够匹配插入测量腔13并形成相对限位，至少保持待测零件6在测试过程中不会产生额外的垂直方向位移。同时，测量腔13两端分别设置有平整的第一基准面14和第二基准面15，在优选实施例中，待测零件6的头部结构的第一端面接触抵靠第一基准面14进行限位，确定待测零件6插入测量腔13的水平基准位置。

优选实施例选用的测量探头2和内径千分尺5可以是现有技术下适用的常规型号工具。为了适配测量较长深孔结构下的内螺纹小径，优选实施例采用加长连杆21连接测量探头2和内径千分尺5，使测量探头2在水平方向上具有更长的测量范围，且测量探头2与加长连杆21的直径均小于待测零件6的深孔结构内径，使测量探头2和加长连杆21能够不受影响的进入待测零件6的深孔内并到达内螺纹位置。

特别的，优选实施例中为了提高内螺纹小径测量效率，还包括有固定连接的测量套筒3和测量挡板4。测量套筒3套装于加长连杆21，且外径匹配待测零件6内径，使测量探头2进入待测零件6深孔时由测量套筒3从深孔内部配合测量腔13从待测零件6外部组合对待测零件6形成限位，同时测量挡板4优选的接触抵靠第二基准面15对测量套筒3和测量探头2进入待测两件深孔的长度进行限位。由此，优选实施例中待测零件6以及测量探头2的位置相对测量支架1得到限位确定，大大提高了多次内螺纹小径测量过程中的测量一致性。为了实现紧密配合，测量套筒3与加长连杆21之间的配合可以采用过盈配合，使测量操作中测量套筒3与测量探头2之间不出现相对滑动位移。同时，为了保证尺寸和形状稳定性，测量套筒3可以优选的采用通过热处理工艺处理的模具钢材料制作；测量套筒3与测量挡板4可以优选的焊接固定连接后再进行精加工整形处理，使测量套筒3与测量挡板4不可拆分，相互位置关系固定。

优选的，为了保证测量套筒3可以顺畅的进入待测零件6深孔内，可以通过加工在测量套筒3上设置避空结构31，防止测量套筒3与待测零件6之间插入拔出过程中阻力太大或出现卡阻现象。

优选的，内径千分尺5可以连接于伺服控制器，并由伺服控制器依据测量指令控制内径千分尺5执行测量操作。例如，可以在内径千分尺5的测量手柄上安装伺服气缸，由工业电脑控制电磁阀，对伺服气缸的动作进行控制，模拟人工的操作过程，完成对待测零件6内螺纹的测量过程。

使用上述优选实施例的深长内螺纹小径测量装置进行测量的典型操作过程包括：

S1、将待测零件6匹配插入测量支架1的测量腔13，至待测零件6的第一端面接触抵靠第一基准面14进行限位。

S2、将套装有测量套筒3和测量挡板4的测量探头2匹配插入待测零件6的螺纹孔内，至测量挡板4接触抵靠待测零件6的第二端面或第二基准面15进行限位。具体的，可以由工业电脑控制伺服气缸操作内径千分尺5手柄，使得测量探头2上三个测量触点处于收缩的状态，将测量探头2深入待测零件6螺纹孔内。

S3、通过内径千分尺5控制调整测量探头2与待测零件6的待测内螺纹匹配接触，获得测量数据。具体的，不断控制放松及收紧内径千分尺5手柄，仔细调整测量位置和角度，保持2-3圈螺纹与测量探头2的三个测头良好接触，从而测得内螺纹小径的数值，排除错误结果，记录正确数据。

优选的，内径千分尺5使用中需要使用标准环对零，例如每测量100件待测零件6进行一次标准环对零校准。

优选的，在实际使用优选实施例进行测量过程中，可以搭配其他自动化零部件输送装置等提高测量的自动化水平。例如，待测零件6装入待测零件6料仓，阶梯式上料机从该料仓中把零件取出，逐步提升到传送带上，首尾相接排列。传送带运行，把零件依次送入零件方向识别选择区域内。在此处，可以安排光学检测机构对传送带上送来的零件进行光学识别，如果是法兰朝后的零件，即判定为方向正确的零件，工业电脑控制传送带继续运行，把此零件送到待测测零件暂存区，等待测测；如果光学设备识别此零件为法兰端朝前，则判定为方向错误零件，则由侧面安装的气缸，将此零件推出传送带，落入滑道后，滑入阶梯式上料机，重新进行上料。

机械手将待测零件6暂存区内的零件夹持住，送到检测区域的测量装置内，进行内螺纹的测量，根据测量结果进行产品合格与否的判定。合格产品的测量结果传输到工业电脑中，保存整理。机械手将合格产品从测量装置内取出，放置到合格产品料仓内；不合格产品也取出，放置到不合格产品的料仓内。

以上所述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，可轻易想到的变化或替换等都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种深长内螺纹小径测量装置，其特征在于，包括测量支架、测量探头、测量套筒、测量挡板和内径千分尺；

所述测量支架固定设置于底座，包括贯通的测量腔，所述测量腔直径匹配待测零件外径，所述测量腔两端分别设置有平整的第一基准面和第二基准面；

所述测量探头通过加长连杆连接所述内径千分尺并通过所述内径千分尺控制执行测量操作，所述测量探头和加长连杆外径小于待测零件内径；

所述测量套筒套装于所述加长连杆，所述测量套筒外径匹配待测零件内径；

所述测量挡板固定连接于所述测量套筒靠近所述内径千分尺一端，所述测量挡板外径大于待测零件内径。

2.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述内径千分尺连接于伺服控制器，所述伺服控制器依据测量指令控制内径千分尺执行测量操作。

3.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述测量套筒靠近所述测量探头一端设置有插入斜面，所述插入斜面外径小于待测零件内径。

4.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述测量套筒设置有避空结构，所述避空结构外径小于待测零件内径。

5.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述待测零件匹配插入所述测量腔并通过所述待测零件的第一端面接触抵靠第一基准面进行限位。

6.如权利要求5所述的测量装置，其特征在于，所述测量挡板接触抵靠所述待测零件的第二端面对测量套筒和测量探头进行限位；

或，所述测量挡板接触抵靠所述第二基准面对测量套筒和测量探头进行限位。

7.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述测量腔两端分别设置有倒角结构。

8.一种深长内螺纹小径测量方法，其特征在于，包括使用如权利要求1至7任一项所述的深长内螺纹小径测量装置对待测零件执行测量操作。

9.如权利要求8所述的测量方法，其特征在于，所述测量方法包括：

S1、将待测零件匹配插入测量支架的测量腔，至待测零件的第一端面接触抵靠第一基准面进行限位；

S2、将套装有测量套筒和测量挡板的测量探头匹配插入待测零件的螺纹孔内，至测量挡板接触抵靠待测零件的第二端面或第二基准面进行限位；

S3、通过内径千分尺控制调整测量探头与待测零件的待测内螺纹匹配接触，获得测量数据。