一种几何公差检测试验教具的制作方法

本发明涉及教学器械领域，特别涉及一种几何公差检测试验教具。

背景技术：

零件在加工过程中由于受各种因素的影响，其几何要素不可避免地会产生形状误差和位置误差。如在车削圆柱表面时，刀具的运动轨迹若与工件的选择轴线不平行，会使完工零件表面产生圆柱度误差；铣轴上的键槽时，若铣刀杆轴线的运动轨迹相对于零件的轴线有偏离或倾斜，则会使加工出的键槽产生对程度误差等。而零件的圆柱度误差会影响圆柱度结合要素的配合均匀性；齿轮轴线的平行度误差会影响齿轮的内盒精度和承载能力；键槽的对称度误差会使键的安装困难和安装后的受力情况恶化，等等。因此，对零件的形状和位置精度进行合理的设计，规定适当的形状和位置公差是十分重要的。但是，目前的教学中，几何公差的认知与教学大多数是文字上的表述或者是少量的通过触摸或肉眼观察的方式进行，在现有实体教具中不太见到，特别是能够体现几何公差变动导致工程效果实时变化的教具，这种教学方式不能让学生直观的感受到几何公差不同而带来不同的变化，造成学生印象较浅，教学效果不好的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种几何公差检测试验教具。本发明可以直观的表现出几何公差所带来的不同工程效果，使几何公差教学变得更加方便，极大的提高教学效果。

本发明的技术方案：一种几何公差检测试验教具，包括教具箱，教具箱内的一端设有演示水盒，演示水盒上的两侧分别对称穿设有多个穿板宝塔接头，穿板宝塔接头之间经管道连接演示器具；所述教具箱内的另一端设有圆柱管检测模块，所述的圆柱管检测模块包括设置在教具箱底板上的圆柱左支撑板，圆柱左支撑板的一侧设有第一微动平台，第一微动平台的上端设有第一平面支撑板，第一平面支撑板经第一阻尼铰链连接有圆柱右支撑板；所述圆柱左支撑板和圆柱右支撑板上之间设有多个中空的待检测透明管，待检测透明管的一端设有导管连接塞；所述待检测透明管内还设有测试圆柱。

上述的几何公差检测试验教具，所述的教具箱内还设有球阀固定座，球阀固定座内开设有球阀通道，球阀通道的一段为直线端，另一段为弯曲端；所述球阀通道的直线端内设有快插球阀。

前述的几何公差检测试验教具，所述的演示器具包括一根卡套管和一根卡套瘪管，卡套管和卡套瘪管分别连接有卡套接头，卡套接头经管道与穿板宝塔接头连接；所述演示水盒的侧面设有连接块，连接块上设有弹性管卡，弹性管卡上嵌设有三通快插；所述三通快插的一端连接与卡套管连接的穿板宝塔接头，一端连接快插球阀，一端连接待检测透明管。

前述的几何公差检测试验教具，所述的待检测透明管包括一根直孔管和一根弯孔管。

前述的几何公差检测试验教具，所述演示水盒的侧面底端设有出水口。

前述的几何公差检测试验教具，所述的演示器具包括与管道连接的快插螺纹接头，快插螺纹接头螺纹旋合有法兰，法兰之间设有粗糙度及平面度测试板。

前述的几何公差检测试验教具，所述的演示器具包括两个分别与管道连接的快插螺纹接头，一个快插螺纹接头螺纹旋合有圆锥凸台体，另一个快插螺纹接头螺纹旋合有圆锥凹槽体；所述圆锥凸台体和圆锥凹槽体相配合。

前述的几何公差检测试验教具，所述教具箱内还设有等离子体放电模块；所述的等离子体放电模块包括设置在教具箱底板上的第二微动平台，第二微动平台的上端设有第二平面支撑板，第二平面支撑板经第二阻尼铰链连接有固定板，固定板上设有第一聚四氟固定座，第一聚四氟固定座上设有圆柱型的内电极；所述第二微动平台的一侧还设有一对支撑架板，支撑架板之间经第二聚四氟固定座连接有圆管型的外电极；所述内电极设置在外电极的内部；所述内电极还连接有用于供电的高压包。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过在教具箱内设置演示水盒，利用演示水盒两侧的穿板宝塔接头连接演示器具；然后在演示水盒内放置水后对演示器具进行通气，通过气体是否在水中形成的气泡进行观察在不同几何公差配合情况下的效果，进一步地，其演示器具是一根卡套管和一根卡套瘪管，卡套管和卡套瘪管分别连接卡套接头，卡套接头再经管道与穿板宝塔接头连接；卡套接头由接头体、卡套、螺母三部分组成，当卡套和螺母套在卡套管上插入接头体后，旋紧螺母时，卡套前端外侧与接头体锥面贴合，内刃均匀地咬入卡套管，形成有效密封；而当卡套和螺母套在卡套瘪管上插入接头体后，由于卡套瘪管本身存在凹瘪的缺陷，其在卡套插入的位置圆度或者圆柱度就会形成偏差，从而造成漏气的现象，因而在水中可以通过气泡进行呈现，进而展示圆度和圆柱度误差过大所带来的效果。再进一步地，本发明还可以将演示器具设置成快插螺纹接头螺纹旋合法兰这种结构，通过在法兰之间设置粗糙度及平面度测试板，进而检测粗度或平面度在好或不好两者情况下的是否漏气的问题，进一步地提高演示效果。本发明还可以将演示器具设置成圆锥凸台体和圆锥凹槽体配合，圆锥面的素线直线度、横截面圆度公差或者面轮廓度公差不好都会造成密封不住，通过观察是否有水泡判断漏气情况，进一步地增加演示的多样性。

2、本发明通过在教具箱内的另一端设有圆柱管检测模块，圆柱管检测模块中的圆柱左支撑板以及第一微动平台上设置的圆柱右支撑板之间连接中空的待检测透明管，通过第一微动平台可以改变圆柱右支撑板与圆柱左支撑板的同轴度，同轴度稍大，待检测透明管便不能安装上去，因而方便学生亲自体会，特别是眼睛是很难看出是否同轴度以及偏离程度所带来的影响；本发明也可以通过第一阻尼铰链改变圆柱右支撑板的角度，进而改变圆柱右支撑板与圆柱左支撑板的的平行度，平行度稍大，待检测透明管便不能安装上去，因而方便学生亲自体会，特别是眼睛是很难看出是否平行度以及偏离程度所带来的影响。进一步地，本发明还可以通过待检测透明管的一端的导管连接塞与外端送气管连接，然后在待检测透明管内设置测试圆柱，其中待检测透明管包括一根直孔管和一根弯孔管，弯孔管为小程度弯管，若测试圆柱的圆柱外径基本等于弯孔管或直孔管内径，如果测试圆柱够短则能放入弯孔管中，但是不能被导管连接塞进来的气体能推动推动，而在直孔管中的测试圆柱则能被导管连接塞进来的气体能推动，从而通过弯孔管的弯曲度所带来的几何公差的变化，特别是眼睛是很难看出是否弯曲度以及偏离程度所带来的影响。

3、本发明还通过设置球阀固定座，球阀固定座内设置的球阀通道中有一段为直线端，另一段为弯曲端，然后在球阀通道的直线端内设置快插球阀，进而可以让学生推动快插球阀，演示直线度不好会有什么后果，进一步地提高几何公差教学效果。本发明通过设置快插球阀，在进行直孔管的测试圆柱的试验时，若气体无法通过直孔管，会形成较大的气体压力造成安全隐患，因而利用快插球阀进行排气，提高安全性。

4、本发明还通过设置等离子体放电模块，利用等离子体放电模块中的第二微动平台可以改变内电极与外电极同轴（偏心）情况，可以得到不同偏离状态下放电情况，从而进行观察，便于学生理解。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的演示水盒结构示意图；

图3是本发明的圆柱管检测模块结构示意图；

图4是本发明的球阀固定座结构示意图；

图5是本发明的球阀固定座和球阀通道结构示意图；

图6是本发明演示器具为法兰的结构示意图；

图7是本发明演示器具为圆锥凸台体与圆锥凹槽体的结构示意图；

图8是本发明的另一种实施例的结构示意图；

图9是等离子体放电模块的结构示意图。

附图标记：

1、教具箱；2、演示水盒；3、穿板宝塔接头；4、粗糙度及平面度测试板；5、演示器具；6、圆柱管检测模块；7、圆柱左支撑板；8、第一微动平台；9、第一平面支撑板；10、第一阻尼铰链；11、圆柱右支撑板；12、待检测透明管；13、导管连接塞；14、测试圆柱；15、球阀固定座；16、球阀通道；17、快插球阀；18、卡套管；19、卡套瘪管；20、卡套接头；21、连接块；22、弹性管卡；23、法兰；24、三通快插；25、直孔管；26、弯孔管；27、出水口；28、快插螺纹接头；29、圆锥凸台体；30、圆锥凹槽体；31、等离子体放电模块；32、第二微动平台；33、第二平面支撑板；34、第二阻尼铰链；35、固定板；36、第一聚四氟固定座；37、内电极；38、支撑架板；39、第二聚四氟固定座；40、外电极；41、高压包。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例：一种几何公差检测试验教具，如图1所示，括教具箱1，教具箱1内的一端设有演示水盒2，演示水盒2用于盛放水，如图2所示，所述演示水盒2上的两侧分别对称穿设有一对穿板宝塔接头3，穿板宝塔接头3之间经管道连接演示器具5；所述的穿板宝塔接头3可以通过市售获得，方便插拔管道，管道可采用透明硅胶管等；所述的演示器具包括一根卡套管18（切割完好的管子）和一根卡套瘪管19（因为管子质量问题或者切割的时候没切割好会造成圆度或圆柱度过大的问题），卡套管18和卡套瘪管19分别连接有卡套接头20，卡套接头20经管道与穿板宝塔接头3连接；卡套接头20由接头体、卡套、螺母三部分组成，它与钢管连接时不需焊接，有利于防火、防爆和高空作业，并能消除焊接不慎带来的弊端。因而它是炼油、化工、石油、天然气、食品、制药、仪器仪表等系统自控装置管路中的一种较为先进的连接件，适用于油、气、水等管路连接，具有连接牢靠、耐压能力高、耐温性，密封性和反复性好、安装检修方便、工作安全可靠等特点。本实施例中当卡套和螺母套在卡套管18上插入接头体后，旋紧螺母时，卡套前端外侧与接头体锥面贴合，内刃均匀地咬入卡套管18，形成有效密封；而当卡套和螺母套在卡套瘪管19上插入接头体后，由于卡套瘪管19本身存在凹瘪的缺陷，其在卡套插入的位置圆度或者圆柱度就会形成偏差，从而造成漏气的现象（进气可以采用4l的高压钢瓶，出口带双压力表调压，气体可以为氮气，安全价格便宜），因而在水中可以通过气泡进行呈现，进而展示圆度和圆柱度误差过大所带来的效果；

如图3所示，所述教具箱1内的另一端设有圆柱管检测模块6，所述的圆柱管检测模块6包括设置在教具箱1底板上的圆柱左支撑板7，圆柱左支撑板7的一侧设有第一微动平台8，所述的第一微动平台8为xyz轴第一微动平台8，可以通过市售获得，最小移动距离0.02mm，最大10mm，第一微动平台8的上端设有第一平面支撑板9，第一平面支撑板9经第一阻尼铰链10连接有垂直设置的圆柱右支撑板11；所述圆柱左支撑板7和圆柱右支撑板11上之间设有多个中空的待检测透明管12，所述的待检测透明管12为石英玻璃管，通过第一微动平台8可以改变圆柱右支撑板11与圆柱左支撑板7的同轴度，同轴度稍大，待检测透明管12便不能安装上去，因而方便学生亲自体会，特别是眼睛是很难看出是否同轴度以及偏离程度所带来的影响；本发明也可以通过第一阻尼铰链10改变圆柱右支撑板11的角度，进而改变圆柱右支撑板11与圆柱左支撑板7的的平行度，平行度稍大，待检测透明管12便不能安装上去，因而方便学生亲自体会，特别是眼睛是很难看出是否平行度以及偏离程度所带来的影响。

进一步地，如图4和图5所示，所述的教具箱1内还设有球阀固定座15，球阀固定座15内开设有球阀通道16，球阀通道16的一段为直线端，另一段为弯曲端；所述球阀通道16的直线端内设有快插球阀17，在球阀通道16的直线端内设置快插球阀17，进而可以让学生推动快插球阀17，演示直线度不好会有什么后果，进一步地提高几何公差教学效果。

进一步地，所述演示水盒2的侧面设有连接块21，连接块21上设有弹性管卡22，弹性管卡22上嵌设有三通快插24；所述三通快插24的一端连接与卡套管18连接的穿板宝塔接头3，一端连接快插球阀17，一端连接待检测透明管12，。

进一步地，所述的待检测透明管12包括一根直孔管25和一根弯孔管26，所述的待检测透明管12的一端设有导管连接塞13，所述待检测透明管12内还设有测试圆柱14，通过待检测透明管12的一端的导管连接塞13与外端送气管连接，然后在待检测透明管12内设置测试圆柱14，其中待检测透明管12包括一根直孔管25和一根弯孔管26，弯孔管26为小程度弯管，若测试圆柱14的圆柱外径基本等于弯孔管26或直孔管25内径，如果测试圆柱14够短则能放入弯孔管26中，但是不能被导管连接塞13进来的气体能推动推动，而在直孔管25中的测试圆柱14则能被导管连接塞13进来的气体能推动，从而通过弯孔管26的弯曲度所带来的几何公差的变化，特别是眼睛是很难看出是否弯曲度以及偏离程度所带来的影响。通过设置快插球阀17，在进行直孔管25的测试圆柱14的试验时，若气体无法通过直孔管25，会形成较大的气体压力造成安全隐患，因而利用快插球阀17进行排气，提高安全性。

进一步地，所述演示水盒2的侧面底端设有出水口27，方便排水及收拾。

进一步地，如图6所示，所述的演示器具包括与管道连接的快插螺纹接头28，快插螺纹接头28螺纹旋合有法兰23，法兰23之间设有粗糙度及平面度测试板4，通过在法兰23之间设置粗糙度及平面度测试板4，进而检测粗度或平面度好或不好两者情况下的是否漏气的问题，进一步地提高演示效果。

进一步地，如图7所示，所述的演示器具5包括两个分别与管道连接的快插螺纹接头28，一个快插螺纹接头28螺纹旋合有圆锥凸台体29，另一个快插螺纹接头28螺纹旋合有圆锥凹槽体30；所述圆锥凸台体29和圆锥凹槽体30相配合，圆锥结合是机器、仪器及工具结构中常用的典型结合，其配合面为圆锥面，如果圆锥面的素线直线度或横截面圆度公差或者面轮廓度公差不好就会造成密封不住，本实施例中圆锥凸台体固定平板和圆锥凹槽体固定面不接触，两者通过螺钉连接，这样保证漏气只和圆锥面相关，或者圆锥凸台体凸台底面不与圆锥凹槽体凹槽底面接触，也是为了保证漏气只与圆锥面相关，通过观察水泡可以很方面看出漏气情况；还可以通过改变圆锥面的素线直线度或横截面圆度公差或者面轮廓度公差来达到不同的实验效果，进一步地增加演示的多样性。

进一步地，如图8-9所示，所述教具箱1内还设有等离子体放电模块31；所述的等离子体放电模块31包括设置在教具箱1底板上的第二微动平台32，第二微动平台32的上端设有第二平面支撑板33，第二平面支撑板33经第二阻尼铰链34连接有固定板35，固定板35上设有第一聚四氟固定座36，第一聚四氟固定座36上设有圆柱型的内电极37；所述第二微动平台32的一侧还设有一对支撑架板38，支撑架板38之间经第二聚四氟固定座39连接有圆管型的外电极40；所述内电极37设置在外电极40的内部；所述内电极39还连接有用于供电的高压包41，本实施例中，外电极为薄壁圆柱，不锈钢材质，厚度1-2mm，内径18mm，长度120mm，内电极为实体圆柱，铝材质，直径10mm，利用等离子体放电模块中的第二微动平台可以改变内电极与外电极同轴（偏心）情况，可以得到不同偏离状态下放电情况，从而进行观察（可以采用摄像头进行），便于学生理解。

综上所述，本发明可以直观的表现出几何公差所带来的不同工程效果，使几何公差教学变得更加方便，极大的提高教学效果。