CN204988208U

CN204988208U - 一种高精度大行程螺纹测量仪

Info

Publication number: CN204988208U
Application number: CN201520755730.2U
Authority: CN
Inventors: 张云峰; 程维明; 刘霞; 邵利明; 潘健
Original assignee: Shanghai University of Engineering Science
Current assignee: Shanghai University of Engineering Science
Priority date: 2015-09-27
Filing date: 2015-09-27
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2025-09-27

Abstract

本实用新型公开了一种高精度大行程螺纹测量仪，其包括：X底座和Y底座；在所述X底座上滑动安装有X工作台，在所述X工作台上固定安装有夹持机构，所述夹持机构用于夹持螺纹工件，并使螺纹工件的长度方向平行于X工作台的移动方向；在所述Y底座上滑动安装有Y工作台，在所述Y工作台上固定安装有立柱，在靠近X工作台的立柱侧面上滑动安装有用于探测螺纹工件上螺纹的微位移检测装置；所述X工作台的水平移动方向与Y工作台的水平移动方向相垂直；在所述X底座上、Y底座上及立柱上还分别设有驱动机构及位移检测装置。本实用新型可实现螺纹的高精度、大行程测量。

Description

一种高精度大行程螺纹测量仪

技术领域

本实用新型是涉及一种高精度大行程螺纹测量仪，属于螺纹检测技术领域。

背景技术

螺纹工件是机械领域中最为常用的零部件，能广泛应用于紧固连接、密封、精密定位和传动机构等中。其中，螺纹连接在机器制造工业中有着极其重要的地位，而螺纹参数的精度直接影响螺纹连接的可靠性。因此，螺纹参数的测量是螺纹生产制造或工艺设计中至关重要的事项，尤其是精密螺纹。

传统的螺纹参数测量为显微镜测量法，是利用影像法原则获取螺纹工件的螺纹轮廓图，进而根据螺纹轮廓图计算出螺纹的参数，其测量精度受螺旋升角的影响，对螺纹表面质量要求高。后来的激光干涉仪测量法，仍然受螺纹表面质量和牙型角、外界环境等诸多因素的影响，测量精度不能保证且测量仪成本较高。虽然目前的接触式测量法，具有一次可测出螺纹多个参数，测量精度高、速度快等优点，但存在价格昂贵、测量螺纹行程短(仅为2mm)，且适用测量的螺纹种类有限等缺陷。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的是提供一种高精度大行程螺纹测量仪，以满足螺纹测量需求。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种高精度大行程螺纹测量仪，包括：X底座和Y底座；

在所述X底座上滑动安装有X工作台，在所述X工作台上固定安装有夹持机构，所述夹持机构用于夹持螺纹工件，并使螺纹工件的长度方向平行于X工作台的移动方向；

在所述Y底座上滑动安装有Y工作台，在所述Y工作台上固定安装有立柱，在靠近X工作台的立柱侧面上滑动安装有用于探测螺纹工件上螺纹的微位移检测装置；

所述X工作台的水平移动方向与Y工作台的水平移动方向相垂直；

并且，在所述X底座上还设有用于驱使X工作台水平移动的驱动机构及用于检测X工作台位移情况的位移检测装置；在所述Y底座上还设有用于驱使Y工作台水平移动的驱动机构及用于检测Y工作台位移情况的位移检测装置；在所述立柱上还设有用于驱使微位移检测装置上下移动的驱动机构及用于检测微位移检测装置的位移情况的位移检测装置。

作为一种实施方案，所述X底座和Y底座的横截面均呈“凹”字形，在“凹”字形的X底座和Y底座的两侧顶部均设有导轨和与所述导轨滑动连接的滑块；设置在X底座上的X工作台与X底座上的滑块固定连接，驱使X工作台水平移动的驱动机构设置在X底座上的凹槽内；设置在Y底座上的Y工作台与Y底座上的滑块固定连接，驱使Y工作台水平移动的驱动机构设置在Y底座上的凹槽内。

作为一种实施方案，在靠近X工作台的立柱侧面上固定安装有竖直方向的导轨，在所述导轨上滑动安装有滑块，所述滑块与微位移检测装置固定连接。

作为一种实施方案，所述夹持机构包括两个顶针架和两个顶针，两个顶针架沿着X工作台的移动方向依次固定在X工作台上，在每个顶针架的顶部设有顶针锁紧螺栓，在每个顶针架的底部设有顶针架锁紧螺栓，在每个顶针架的上部还设有供顶针穿入的穿孔。

作为一种实施方案，所述的微位移检测装置包括：箱体、测针、探测杆，以及设置在箱体内部的固定架、移动架、连接板、电容传感器和微位移检测电路；所述测针固定安装在探测杆的一端，所述探测杆的另一端伸入箱体的内部并通过刀口与移动架的底部固接；所述移动架通过连接板与固定架弹性连接；所述探测杆的中部与设置在固定架底部的支撑杆活动连接，所述固定架固定在箱体的内壁上；所述电容传感器固定在位于移动架上方的固定架上，并与微位移检测电路电连接。

作为一种实施方案，所述驱动机构包括电机、丝杠、丝杠座和轴承座，所述丝杠的一端安装在丝杠座上，并与电机的输出轴相连接；所述丝杠的另一端安装在轴承座上；在所述丝杠上还设有用于固接X工作台或Y工作台或微位移检测装置的丝杠螺母。

作为优选方案，所述的位移检测装置选用光栅式线位移测量装置。

作为优选方案，在所述X底座和Y底座的底部均设有能上下调节的支撑脚。

相较于现有技术，本实用新型的有益技术效果在于：

本实用新型所提供的一种高精度大行程螺纹测量仪，不仅可实现螺纹的高精度测量，而且扩大了被测螺纹工件的规格和种类，使可测量的螺纹行程达到200mm，应用范围得到显著提高，具有明显的工业应用价值。

附图说明

图1为实施例提供的一种高精度大行程螺纹测量仪的侧视结构示意图；

图2为实施例提供的一种高精度大行程螺纹测量仪的后视结构示意图；

图3为实施例提供的一种高精度大行程螺纹测量仪的部分结构示意图；

图4为实施例提供的微位移检测装置的结构示意图。

图中标号示意如下：

1、X底座；11、导轨；12、滑块；13、X工作台；14、凹槽；15、支撑脚；2、Y底座；21、导轨；22、滑块；23、Y工作台；24、凹槽；25、支撑脚；3、夹持机构；31、顶针架；32、顶针；33、顶针锁紧螺栓；34、顶针架锁紧螺栓；35、穿孔；4、立柱；41、导轨；42、滑块；43、中空腔体；5、微位移检测装置；51、箱体；52、测针；53、探测杆；54、固定架；55、移动架；56、连接板；561、片簧；57、电容传感器；58、刀口；59、支撑杆；6、驱动机构；61、电机；62、丝杠；63、丝杠座；64、轴承座；65、丝杠螺母；7、位移检测装置；8、螺纹工件。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步清楚、完整地描述。

实施例

结合图1至图3所示：本实施例提供的一种高精度大行程螺纹测量仪，包括：X底座1和Y底座2，所述X底座1和Y底座2的横截面均呈“凹”字形，在“凹”字形的X底座1的两侧顶部均设有导轨11和与所述导轨11滑动连接的滑块12，在所述滑块12上固定连接有X工作台13；在“凹”字形的Y底座2的两侧顶部均设有导轨21和与所述导轨21滑动连接的滑块22，在所述滑块22上固定连接有Y工作台23；所述X工作台13的水平移动方向与Y工作台23的水平移动方向相垂直；

在所述X工作台13上固定安装有夹持机构3，所述夹持机构3包括两个顶针架31和两个顶针32，两个顶针架31沿着X工作台13的移动方向依次固定在X工作台13上，在每个顶针架31的顶部设有顶针锁紧螺栓33，在每个顶针架31的底部设有顶针架锁紧螺栓34，在每个顶针架31的上部还设有供顶针32穿入的穿孔35；所述夹持机构3用于夹持螺纹工件8，并使螺纹工件8的长度方向平行于X工作台13的移动方向。

在所述Y工作台23上固定安装有立柱4，在靠近X工作台13的立柱4侧面上固定安装有竖直方向的导轨41，在所述导轨41上滑动安装有滑块42，在所述滑块42上固定连接有用于探测螺纹工件8上螺纹的微位移检测装置5；

在X底座1上的凹槽14内设有用于驱使X工作台13水平移动的驱动机构6及用于检测X工作台13位移情况的位移检测装置7；在Y底座2上的凹槽24内设有用于驱使Y工作台23水平移动的驱动机构6及用于检测Y工作台位移情况的位移检测装置7；在所述立柱4的中空腔体43内设有用于驱使微位移检测装置5上下移动的驱动机构6及用于检测微位移检测装置5的位移情况的位移检测装置7；

如图3所示：所述驱动机构6包括电机61、丝杠62、丝杠座63和轴承座64，所述丝杠62的一端安装在丝杠座63上，并与电机61的输出轴相连接；所述丝杠62的另一端安装在轴承座64上；在所述丝杠62上还设有用于固接X工作台13或Y工作台23或微位移检测装置5的丝杠螺母65。

如图4所示：所述的微位移检测装置5，包括：箱体51、测针52、探测杆53，以及设置在箱体51内部的固定架54、移动架55、连接板56、电容传感器57和微位移检测电路(图中未示出)；所述测针52固定安装在探测杆53的一端，所述探测杆53的另一端伸入箱体51的内部并通过刀口58与移动架55的底部固接；所述移动架55通过连接板56与固定架54弹性连接(例如：以两个片簧561相抵压，其中一个片簧561固定在连接板56上，另一个片簧561固定在固定架54上)；所述探测杆53的中部与设置在固定架54底部的支撑杆59活动连接，所述固定架54固定在箱体51的内壁上；所述电容传感器57固定在位于移动架55上方的固定架54上，并与微位移检测电路电连接。

作为优选方案，所述的位移检测装置7选用光栅式线位移测量装置。

作为优选方案，在所述X底座1的底部设有能上下调节的支撑脚15，在Y底座2的底部设有能上下调节的支撑脚25。

本实施例所述的高精度大行程螺纹测量仪的工作原理如下：

将螺纹工件8夹持固定在两根顶针32之间，安装在Y底座2上的驱动机构6驱使Y工作台23沿着Y轴水平移动，使得Y工作台23上的立柱4及微位移检测装置5向X工作台13靠近；同时，安装在立柱4中的驱动机构6驱使微位移检测装置5沿Z轴上下移动，使得微位移检测装置5中的测针52与螺纹工件8上的螺纹接触；安装在X工作台13上的驱动机构6驱使X工作台13沿着X轴水平移动，使得夹设在夹持机构3中的螺纹工件8跟随着X工作台13移动；

通过Y工作台23的移动，可使微位移检测装置5的测针52与螺纹工件8上的螺纹接触；通过X工作台13的移动，可使微位移检测装置5的测针52扫描螺纹工件8的整个轮廓；测针52的位移信号，会通过探测杆53带动移动架55上下移动，从而传输给电容传感器57，并由电容传感器57传输给微位移检测电路，从而由微位移检测电路计算输出测针52的位移数据，由输出的所有测针52位移数据可绘制出螺纹工件8的螺纹轮廓图，进而计算出螺纹的各种参数。

所述夹持机构3可针对螺纹工件8的不同规格，通过调节顶针锁紧螺栓33和顶针架锁紧螺栓34进行夹持位置的调节；因此可实现较大行程范围内的螺纹测量。

最后有必要在此指出的是：以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种高精度大行程螺纹测量仪，包括：X底座和Y底座；其特征在于：

2.根据权利要求1所述的高精度大行程螺纹测量仪，其特征在于：所述X底座和Y底座的横截面均呈“凹”字形，在“凹”字形的X底座和Y底座的两侧顶部均设有导轨和与所述导轨滑动连接的滑块；设置在X底座上的X工作台与X底座上的滑块固定连接，驱使X工作台水平移动的驱动机构设置在X底座上的凹槽内；设置在Y底座上的Y工作台与Y底座上的滑块固定连接，驱使Y工作台水平移动的驱动机构设置在Y底座上的凹槽内。

3.根据权利要求1所述的高精度大行程螺纹测量仪，其特征在于：在靠近X工作台的立柱侧面上固定安装有竖直方向的导轨，在所述导轨上滑动安装有滑块，所述滑块与微位移检测装置固定连接。

4.根据权利要求1所述的高精度大行程螺纹测量仪，其特征在于：所述夹持机构包括两个顶针架和两个顶针，两个顶针架沿着X工作台的移动方向依次固定在X工作台上，在每个顶针架的顶部设有顶针锁紧螺栓，在每个顶针架的底部设有顶针架锁紧螺栓，在每个顶针架的上部还设有供顶针穿入的穿孔。

5.根据权利要求1所述的高精度大行程螺纹测量仪，其特征在于：所述的微位移检测装置包括箱体、测针、探测杆，以及设置在箱体内部的固定架、移动架、连接板、电容传感器和微位移检测电路；所述测针固定安装在探测杆的一端，所述探测杆的另一端伸入箱体的内部并通过刀口与移动架的底部固接；所述移动架通过连接板与固定架弹性连接；所述探测杆的中部与设置在固定架底部的支撑杆活动连接，所述固定架固定在箱体的内壁上；所述电容传感器固定在位于移动架上方的固定架上，并与微位移检测电路电连接。

6.根据权利要求1所述的高精度大行程螺纹测量仪，其特征在于：所述驱动机构包括电机、丝杠、丝杠座和轴承座，所述丝杠的一端安装在丝杠座上，并与电机的输出轴相连接；所述丝杠的另一端安装在轴承座上；在所述丝杠上还设有用于固接X工作台或Y工作台或微位移检测装置的丝杠螺母。

7.根据权利要求1所述的高精度大行程螺纹测量仪，其特征在于：所述的位移检测装置选用光栅式线位移测量装置。

8.根据权利要求1所述的高精度大行程螺纹测量仪，其特征在于：在所述X底座和Y底座的底部均设有能上下调节的支撑脚。