CN207515686U - 大口径内圆的测量检具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种大口径内圆的测量检具，包括量具本体和基准环，量具本体包括主体和固定安装于主体上部的测量仪表，还包括滑动块和弹性件，滑动块安装于主体上并沿主体上下滑动，滑动块的上表面与测量仪表的测量头接触；弹性件位于滑动块与主体之间，弹性件的两端分别与滑动块和主体相接；滑动块上固定安装第一测量块，主体的下部固定安装第二测量块和第三测量块，三个测量块位于主体的同一侧，且第二测量块和第三测量块关于第一测量块的中心轴对称。本实用新型采用三点确定圆的原理，保证测量仪表的测量头在直径位置，提高测量的精准度，测量过程中可直接观察表头指针的变动范围，判断该变动范围是否在允许公差内，进而快速确定零件是否合格。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械加工技术领域，具体涉及一种大口径内圆的测量检具。
背景技术
小口径圆零件的测量方法在现实中测量方法很多，测量精度也很高，主要是因为零件体积较小，便于操作。但是对于大口径圆零件，通用测量工具往往测量行程不够，测量重复性不好，精度也差强人意；另外在实际的生产测量过程中，传统的测量工具不能快速有效的捕捉到内圆直径位置，从而导致每次测量数据都有很大的人工误差，测量数据不准确，测量重复性不好；若是使用精密的三坐标测量仪，又需要专门的工序检测，浪费时间，影响生产效率。
迫于实际的测量需求，必须重新设计一种新的检具对现有大口径内圆零件进行实时有效的测量，并且能够实时准确的判断零件是否合格。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的测量大口径零件现有通用测量工具行程不足、测量重复性不好的缺陷，提供一种大口径内圆的测量检具，它结构简单，能实现大口径内圆直径的实时在线检测，即零件在制作过程中能够实时检测合格与否，无需暂停制造过程。
本实用新型为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：
一种大口径内圆的测量检具，包括量具本体和基准环，所述量具本体包括主体和固定安装于所述主体上部的测量仪表，所述量具本体还包括滑动块和弹性件，所述滑动块安装于所述主体上并沿主体上下滑动，所述滑动块的上表面与所述测量仪表的测量头接触；所述弹性件位于滑动块与主体之间，弹性件的两端分别与滑动块和主体相接，滑动块移动时弹性件同步伸缩；所述滑动块上固定安装有第一测量块，所述主体的下部固定安装有第二测量块和第三测量块，所述第一测量块、第二测量块和第三测量块位于主体的同一侧，且第二测量块和第三测量块关于第一测量块的中心轴对称。
上述方案中，所述主体包括上部框体、中部连杆和下部测量块，所述上部框体与下部测量块分别关于所述中部连杆对称；所述测量仪表的测量头以及第一测量块均位于所述中部连杆的中心线上。
上述方案中，所述上部框体的中间设有通腔，所述通腔垂向相对的两个侧壁设置滑槽；所述量具本体还包括锁紧块，所述锁紧块垂向相对的两个侧壁与所述滑槽适配以使所述锁紧块卡置于所述通腔内，并能沿所述滑槽上下滑动；所述滑动块与所述锁紧块固定连接；所述第一测量块固定安装于所述锁紧块的中间。
上述方案中，所述滑动块的下表面设有与所述弹性件适配的卡槽，所述上部框体通腔的下侧面设有与所述弹性件适配的卡槽，所述弹性件的上下两端分别卡置于这两个卡槽内。
上述方案中，所述第二测量块和第三测量块对称固装于所述下部测量块的两端。
上述方案中，所述第二测量块与被测零件圆心的连线与所述中部连杆中心线的夹角为10°～30°。
上述方案中，所述第一测量块、第二测量块和第三测量块的结构及尺寸相同，均包括同轴设置的固定部和接触部，所述固定部为圆柱状，所述接触部为圆片状，所述接触部的直径大于固定部的直径。
上述方案中，所述量具本体还包括仪表支架，所述仪表支架固定安装于所述主体的上部，所述测量仪表固定安装于所述仪表支架上。
上述方案中，所述滑动块上安装有手柄。
本实用新型的大口径内圆的测量检具的测量方法，包括以下步骤：
第一步，在基准环上进行校零，下移所述滑动块以将第一测量块、第二测量块和第三测量块置于基准环内，然后松开滑动块，三个测量块分别与基准环的内壁抵触，然后根据测量件的公差，将测量仪表的变动范围标注出来；
第二步，测量大口径内圆零件，采用相同的方法对被测大口径内圆零件的内径进行测量，此时测量仪表的读数显示为与基准值的差值，实际测量值等于基准值加上测量仪表的读数。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型的大口径内圆的测量检具采用三点确定圆的原理，在测量时使三个测量块分别与被测内圆接触，从而保证测量仪表的测量头在直径位置，提高测量的精准度。
在实际测量过程中可以直接观察表头指针的变动范围，判断该变动范围是否在允许公差内，进而快速确定零件是否合格，达到快速在线检测的目的。本装置结构简单、操作方便，使用本检具能够实时在线检测零部件合格与否，而且精度高，重复误差小，在实际生产中具有重要意义。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型大口径内圆的测量检具的量具本体的立体图；
图2是图1所示的大口径内圆的测量检具的量具本体的另一角度立体图；
图3是图1所示的大口径内圆的测量检具的量具本体的正视图；
图4是图3所示的大口径内圆的测量检具的量具本体的A-A方向的剖视图；
图5是图1所示的大口径内圆的测量检具的量具本体的立体分解图；
图6是图1所示的大口径内圆的测量检具的量具本体在基准环上校验示意图。
图7是图1所示的大口径内圆的测量检具的测量原理示意图；
图8是图7的B处放大图。
图中：100、量具本体；10、主体；11、上部框体；12、中部连杆；13、下部测量块；20、仪表支架；30、滑动块；40、锁紧块；50、测量仪表；51、测量头；60、手柄；71、第一测量块；72、第二测量块；73、第三测量块；721、固定部；722、接触部；80、弹性件；91、第一紧固件；92、第二紧固件；93、第三紧固件；94、第四紧固件；95、第五紧固件；200、基准环。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
如图1-5所示，为本实用新型一较佳实施例的大口径内圆的测量检具，包括量具本体100和基准环200，量具本体100包括主体10和固定安装于主体10上部的测量仪表50，量具本体100还包括滑动块30和弹性件80，滑动块30安装于主体10上并能够沿主体10上下滑动，滑动块30的上表面与测量仪表50的测量头51接触，弹性件80位于滑动块30与主体10之间，弹性件80的两端分别与滑动块30和主体10相接，滑动块30移动时弹性件80同步伸缩；滑动块30上固定安装有第一测量块71，主体10的下部固定安装有第二测量块72和第三测量块73，第一测量块71、第二测量块72和第三测量块73位于主体10的同一侧，且第二测量块72和第三测量块73关于第一测量块71的中心轴对称。
进一步优化，本实施例中，主体10包括上部框体11、中部连杆12和下部测量块13，上部框体11关于中部连杆12对称，下部测量块13关于中部连杆12对称。测量头51以及第一测量块71均位于中部连杆12的中心线上，主体10整体为对称结构，测量头51、弹性件80、上部框体11、中部连杆12和下部测量块13的中心轴重合。
进一步优化，本实施例中，上部框体11呈“回”形，上部框体11的中间设有通腔，通腔垂向相对的两个侧壁设置滑槽；量具本体100还包括锁紧块40，锁紧块40垂向相对的两个侧壁与滑槽适配以使锁紧块40卡置于通腔内，并能沿滑槽上下滑动；滑动块30与锁紧块40通过第三紧固件93固定连接；第一测量块71固定安装于锁紧块40的中间。
进一步优化，本实施例中，滑动块30的下表面设有与弹性件80适配的卡槽，上部框体11通腔的下侧面设有与弹性件80适配的卡槽，弹性件80的上下两端分别卡置于这两个卡槽内。当滑动块30与锁紧块40上下滑动时，弹性件80随之伸缩。优选地，弹性件80为弹簧。
进一步优化，本实施例中，第二测量块72和第三测量块73分别通过第四紧固件94和第五紧固件95对称地固定安装于下部测量块13的两端。可根据被测零件的精度要求设计第二测量块72和第三测量块73之间的距离，此距离越小(即第二测量块72与被测零件圆心的连线与中部连杆12的中心线的夹角)，测量精度越高。
进一步优化，本实施例中，第二测量块72与被测零件圆心的连线与中部连杆12的中心线(即整个装置的对称轴)的夹角(图8中的β角)为10°～30°。这个夹角范围既能保证测量时整个装置在被测零件上安装的稳定性，又能保证精度要求。
进一步优化，本实施例中，第一测量块71、第二测量块72和第三测量块73的结构及尺寸相同，均包括同轴设置的固定部721和接触部722，固定部721为圆柱状，接触部722为圆片状，接触部722的直径大于固定部721的直径。测量时，三个测量块的接触部722与被测圆的内壁接触。
进一步优化，本实施例中，量具本体100还包括仪表支架20，仪表支架20通过第一紧固件91固定安装于主体10的上部，测量仪表50固定安装于仪表支架20上。仪表支架20上设有用于测量头51穿过的孔，测量头51从该孔中穿过后与滑动块30的上表面接触。第二紧固件92用于锁紧测量头51。当滑动块30上下滑动时，测量头51随之伸缩，测量仪表50即可实时测量位移。测量仪表50的量程为10mm，精度为0.01mm。优选地，测量仪表50为百分表。
进一步优化，本实施例中，滑动块30上安装有手柄60。优选地，手柄60水平贯穿滑动块30。设置手柄60的作用在于，方便测量时整个量具本体100的在被测零件上的安装。
如图6所示，本实用新型的大口径内圆的测量检具的测量方法如下：
1、在基准环200上进行校零
使用量具本体100进行测量前先将其在基准环200上进行校零。具体操作时，测量员手握手柄60向下压弹性件80，将第一测量块71、第二测量块72和第三测量块73置于基准环200内，然后松开手柄60，三个测量块的边缘分别与基准环200的内壁抵触，由于三点确定圆，而第二测量块72和第三测量块73关于第一测量块71的中心轴对称，所以能够保证第一测量块71位于基准环200的直径位置。然后根据测量件的公差，将测量仪表50的变动范围标注出来。
2、测量大口径内圆零件
采用相同的方法对被测大口径内圆零件的内径进行测量，此时测量仪表50的读数显示为与基准值的差值。实际测量值等于基准值加上测量仪表50的读数。在实际测量过程中可以直接观察表头指针的变动范围，判断该变动范围是否在允许公差内，进而快速确定零件是否合格，达到快速在线检测的目的。
如图7-8所示，本实用新型的大口径内圆的测量检具的测量原理及精度分析如下：
图示A、B、C三点为测量触点，分别代表第一测量块71、第二测量块72和第三测量块73。测量点A、B关于CP线对称，CP线代表主体10的中心轴。α、β为测量点的夹角，且∠α＝∠β。R1代表基准环200的半径，R2代表被测零件的半径。
由于测量体的直径R2较大，故∠MNG＝∠β，∠MGS≈∠β。测量体的半径增量为NG的长，设为ΔT，测量头51测量值的变化量为ΔL：
ΔL＝ΔT+ΔT*cosβ+ΔT*sinβtanβ＝ΔT*(1+cosβ+sinβtanβ)＝ΔT*(1+1/cosβ)
则：实际测量值L为：L＝基准环尺寸+表头变化量＝2R1+ΔL
测量精度分析：设测量误差为η
则：η＝(测量值-实际值)/实际值＝((2R1+ΔT*(1+cosβ+sinβtanβ))-2R2)/2R2
由以上公式可以看出检具的测量精度与β密切相关，且测量值一直偏大，且∠β越小，测量精度就越高。在实际应用中，R1和R2远远大于ΔT，故测量误差几乎可以不计。例如当∠β＝20°，R1＝100mm，R2＝100.5mm时，测量误差η只有0.016％。可以看出，本实用新型的大口径内圆的测量检具的测量精度很高。在实际使用时，可以根据测量精度来设计β的大小。优选地，β值为10°～30°。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。
Claims (9)
1.一种大口径内圆的测量检具，包括量具本体和基准环，所述量具本体包括主体和固定安装于所述主体上部的测量仪表，其特征在于，所述量具本体还包括滑动块和弹性件，所述滑动块安装于所述主体上并沿主体上下滑动，所述滑动块的上表面与所述测量仪表的测量头接触；所述弹性件位于滑动块与主体之间，弹性件的两端分别与滑动块和主体相接，滑动块移动时弹性件同步伸缩；所述滑动块上固定安装有第一测量块，所述主体的下部固定安装有第二测量块和第三测量块，所述第一测量块、第二测量块和第三测量块位于主体的同一侧，且第二测量块和第三测量块关于第一测量块的中心轴对称。
2.根据权利要求1所述的大口径内圆的测量检具，其特征在于，所述主体包括上部框体、中部连杆和下部测量块，所述上部框体与下部测量块分别关于所述中部连杆对称；所述测量仪表的测量头以及第一测量块均位于所述中部连杆的中心线上。
3.根据权利要求2所述的大口径内圆的测量检具，其特征在于，所述上部框体的中间设有通腔，所述通腔垂向相对的两个侧壁设置滑槽；所述量具本体还包括锁紧块，所述锁紧块垂向相对的两个侧壁与所述滑槽适配以使所述锁紧块卡置于所述通腔内，并能沿所述滑槽上下滑动；所述滑动块与所述锁紧块固定连接；所述第一测量块固定安装于所述锁紧块的中间。
4.根据权利要求3所述的大口径内圆的测量检具，其特征在于，所述滑动块的下表面设有与所述弹性件适配的卡槽，所述上部框体通腔的下侧面设有与所述弹性件适配的卡槽，所述弹性件的上下两端分别卡置于这两个卡槽内。
5.根据权利要求2所述的大口径内圆的测量检具，其特征在于，所述第二测量块和第三测量块对称固装于所述下部测量块的两端。
6.根据权利要求2所述的大口径内圆的测量检具，其特征在于，所述第二测量块与被测零件圆心的连线与所述中部连杆中心线的夹角为10°～30°。
7.根据权利要求1所述的大口径内圆的测量检具，其特征在于，所述量具本体还包括仪表支架，所述仪表支架固定安装于所述主体的上部，所述测量仪表固定安装于所述仪表支架上。
8.根据权利要求1所述的大口径内圆的测量检具，其特征在于，所述第一测量块、第二测量块和第三测量块的结构及尺寸相同，均包括同轴设置的固定部和接触部，所述固定部为圆柱状，所述接触部为圆片状，所述接触部的直径大于固定部的直径。
9.根据权利要求1所述的大口径内圆的测量检具，其特征在于，所述滑动块上安装有手柄。
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| CN107702627A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-02-16 | 武汉中航精冲技术有限公司 | 大口径内圆的测量检具及其测量方法 |
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