专利名称：内嵌式腔槽位置检测仪及检测方法
技术领域：
本发明属于测量技术，涉及对内嵌于零件内部腔槽的位置尺寸准确测量的内嵌式 腔槽位置检测仪及检测方法。
背景技术：
液压阀体、壳体是液压系统的基础装配零件，其内部有高精度孔、油路孔、矩形槽 等各种类型的腔槽形式，它们之间通过不同的方式相互沟通形成一个完整、贯通的油路系 统。其中高精度孔与油路孔之间的沟通方式有通过同心或偏心环行槽将油路孔和高精度 孔联系起来；通过矩形槽将油路孔和高精度孔联系起来；油路孔与高精度孔直接沟通。不 论是哪一种沟通方式，起到沟通作用的腔槽都内嵌于零件的内部，而且为实现油路系统的 功能，要求高精度孔与其沟通的腔槽之间具有确定、严格的位置关系。对于内嵌式腔槽位置的准确测量，受其结构的限制，目前采用的是破坏零件本体 的测量方法，即在高精度孔位置剖切开零件，将其内嵌式腔槽显现出来，再采用通用检测量 具和常规检测方法进行内嵌式腔槽位置测量。此方法测量需要破坏零件，只适合于试验件， 对于正式零件，在保证刀具、加工工艺不变的情况下，只能依靠机床精度保证位置正确。因 此对于批量生产的零件，不能实现对每个零件的检验，无法提供实时、准确的检测数据对加 工过程进行实时控制。现有的内窥镜只能用于观察零件内部的加工情况，如加工表面的粗糙度，刀具加 工痕迹，内嵌式腔槽与零件其它部分沟通情况等方面是否符合图纸的要求，无法实现内嵌 式腔槽位置的准确测量，也就无法提供准确的位置尺寸作为工艺修改的依据。
发明内容
本发明的目的是提供一种无需破坏零件本体并能准确检测内嵌式腔槽位置的内 嵌式腔槽位置检测仪及检测方法。本发明的技术解决方案是，电子数显高度尺的移动滑尺 安装支臂，支臂的另一端安装有带有分划板的90°内窥镜，90°内窥镜的镜管轴线与工作 平台的工作平面垂直；在90°内窥镜的物镜前端的直角棱镜的前方安装一个平行平板玻 璃做成的分划板，其上刻有宽度为0. 002 0. 02mm的两条相互垂直刻线，其中一条刻线与 90°内窥镜镜管轴线垂直，另一条刻线与90°内窥镜镜管轴线平行；电子数显高度尺安装 在工作平台上，工作平台的工作平面和安装平面的平面度均为0. 001 0. 005mm，工作平面 和安装平面间的相互平行度为0. 001 0. 005mm。利用内嵌式腔槽位置检测仪进行检测的方法是，将被检测零件放置在检测仪的工 作平台上，将安装有分划板的90°内窥镜放入被检测零件的内嵌式腔槽所在的高精度孔 内，通过电子数显高度尺的移动滑尺带动90°内窥镜在高精度孔内上下移动，先将90°内 窥镜物镜前方分划板中与工作平台的工作平面平行的刻线与零件的基准面对齐，电子数显 高度尺在此位置设置零位，再将90°内窥镜物镜前方分划板中与工作平台的工作平面平行 的刻线与被测内嵌式腔槽的边缘对齐，电子数显高度尺显示的数值为内嵌式腔槽的位置尺寸。本发明具有的优点和有益效果，本发明采用电子数显高度尺与90内窥镜结合并 在90°内窥镜的前端安装分划板的方式，在不破环零件本体的情况下，可以直接实现高精 度孔内所有内嵌式腔槽的位置尺寸的0. 05mm级的准确测量。可以缩短检验时间，相对于剖 切开零件采用普通方法进行的抽检，检查时间缩短1-2倍左右，相应也减少机床的待检时 间，提高生产效率。并且采用此方法可以针对每个零件的所有内嵌式腔槽位置进行检测，并 且提供准确、可靠的测量数据，能够实现生产过程的实时监控，适合批量的生产，保证零件 质量。
图1为本发明测量仪结构示意图；图2是本发明检测过程示意图；图3为图2局部A的示意图；图4为内窥镜前端结构示意图；图5为分划板示意图。
具体实施例方式内嵌式腔槽位置检测仪由工作平台1、电子数显高度尺2和安装分划板的90°内 窥镜3组成。工作平台1是测量仪的基础部件。工作平台1的工作平面20和安装平面21 的平面度均为0. 001 0. 005mm，工作平面20和安装平面21间的相互平行度为0. 001 0.005mm。90°内窥镜3前端的物镜12采用的是直角棱镜13，可将光路15转换成与之成 90°垂直的光路16，即通过直角棱镜13改变光路，眼睛可以沿孔轴线方向直接观察孔壁。 在直角棱镜13的前方安装一个平行平板玻璃做成的分划板14，其上刻有宽度0. 002 0. 02mm的两条相互垂直刻线17和18，其中刻线17与内窥镜镜管4轴线垂直，刻线18与内 窥镜镜管轴线4平行。与90°内窥镜镜管4轴线垂直的刻线17用来瞄准，是确定内嵌式腔 槽位置的基准定位线。将安装分划板14的90°内窥镜3通过支臂19固定在电子数显高 度尺2的移动滑尺7上，其内窥镜的镜管4与工作平台1的工作平面20垂直，即与内窥镜 镜管4轴线垂直的刻线17平行于工作平台的工作平面20，利用数显高度尺的测量、读数功 能，实现内嵌式环行槽的位置准确测量。采用内嵌式腔槽位置检测仪检测内嵌式腔槽位置的方法是，将零件5放置在检测 仪的工作平台1上，被测内嵌式腔槽所在高精度孔的轴线与工作平台1的工作平面20垂 直，将安装有分划板14的90°内窥镜放入被检测零件的内嵌式腔槽所在的高精度孔内，通 过电子数显高度尺2的移动滑尺7带动90°内窥镜3上下移动，让90°内窥镜物镜12前 方分划板14中与工作平台1的工作平面20平行的刻线17与零件的基准面6对齐，按下电 子数显高度尺3的置“0”功能按钮8，电子数显高度尺3的电子显示器9显示数值“0”，即 电子数显高度尺在此位置设置基准零位，也是内嵌式腔槽位置尺寸的基准零位；再将90° 内窥镜物镜12前方分划板14中与工作平台1的工作平面20平行的刻线17分别与被测内 嵌式腔槽的边缘10和11对齐，电子数显高度尺3的电子显示器9显示的数值就是内嵌式 腔槽位置尺寸。
实施例工作平台的材料选择工作平台在测量中是作为基准使用，其工作平面和安装平面就是测量基准面。工作平台的精度及稳定性会直接影响测量结果。所以要选择金相组织均勻，易于保证工作平 台精度的材料。常用铸铁、大理石或钢等材料。工作平台的设计要求为保证检测的精度，工作平台的工作平面和安装平面的平面度要求小于0. 005mm, 工作平面和安装平面间的相互平行度要求小于0. 005mm。平板必须经过时效处理，消除残余 应力，工作平板的厚度要大于25mm。电子数显高度尺的选择，测量精度主要取决于电子数显高度尺的精度和操作人员 对准水平，所以根据零件的精度要求选择电子数显高度尺；电子数显高度尺的测量范围根 据被测腔槽的位置尺寸确定，保证内窥镜可以放入零件内。分划板刻线的要求刻线的宽度会影响观察的效果及测量结果，因为内窥镜具有放大功能，肉眼看到 的刻线是一条线，在内窥镜里看到的刻线是有一定宽度的矩形条，通过内窥镜将具有一定 宽度的刻线对齐被测内嵌式腔槽的边缘时，由于检测人员的视觉效果不同和对准位置不 同，即用刻线宽度范围内的不同位置对准被测内嵌式腔槽的边缘，那么不同检测人员的测 量结果不一样，就是同一检测人员对同一位置测量，结果也存在差异，为消除由于刻线宽度 引起的测量误差，刻线的宽度要求小于0. 02mm。检验方法图1所示，对有内嵌式腔槽的零件5检查时，零件5放置在工作平台1上，被测内 嵌式腔槽所在的高精度孔朝上，保证高精度孔的轴线与工作平台1的工作平面20垂直。移 动滑尺7带动安装分划板14的90°内窥镜3进入被检测零件的内嵌式腔槽所在的高精度 孔内。先通过电子数显高度尺2的移动滑尺7带动90°内窥镜3移动，让90°内窥镜物镜 12前方分划板14中与工作平台1的工作平面20平行的刻线17的上沿对准内嵌式腔槽位 置尺寸的基准面6，在此位置按下电子数显高度尺2的置“0”功能按钮8，电子数显高度尺 2的电子显示器9显示数值“0”，这时即设置好内嵌式腔槽的位置基准零位，再移动电子数 显高度尺2的移动滑尺7，将90°内窥镜物镜12前方分划板14中与工作平台1的工作平 面20平行的刻线17的上沿分别对准内嵌式腔槽的被测边缘10和11，电子数显高度尺3的 电子显示器9显示数值就是内嵌式腔槽的实际位置尺寸，与图纸尺寸比较判断尺寸是否合 格。
权利要求
一种内嵌式腔槽位置检测仪，其特征是，电子数显高度尺(2)的移动滑尺(7)安装支臂(19)，支臂(19)的另一端安装有带有分划板(14)的90°内窥镜(3)，90°内窥镜(3)的镜管轴线与工作平台(1)的工作平面(20)垂直；在90°内窥镜(3)的物镜(12)前端的直角棱镜(13)的前方安装一个平行平板玻璃做成的分划板(14)，其上刻有宽度为0.002～0.02mm的两条相互垂直刻线(17和18)，其中一条刻线与90°内窥镜镜管轴线垂直，另一条刻线与90°内窥镜镜管轴线平行；电子数显高度尺(2)安装在工作平台(1)上，工作平台(1)的工作平面(20)和安装平面(21)的平面度均为0.001～0.005mm，工作平面(20)和安装平面(21)间的相互平行度为0.001～0.005mm。
2.一种用权利要求1所述的内嵌式腔槽位置检测仪进行检测的方法，其特征是，将被 检测零件放置在检测仪的工作平台上，将安装有分划板的90°内窥镜放入被检测零件的内 嵌式腔槽所在的高精度孔内，通过电子数显高度尺的移动滑尺带动90°内窥镜在高精度孔 内上下移动，先将90°内窥镜物镜前方分划板中与工作平台的工作平面平行的刻线与零件 的基准面对齐，电子数显高度尺在此位置设置零位，再将90°内窥镜物镜前方分划板中与 工作平台的工作平面平行的刻线与被测内嵌式腔槽的边缘对齐，电子数显高度尺显示的数 值为内嵌式腔槽的位置尺寸。
全文摘要
本发明属于测量技术，涉及对内嵌于零件内部腔槽的位置尺寸准确测量的内嵌式腔槽位置检测仪及检测方法。本发明采用电子数显高度尺与90°内窥镜结合并在90°内窥镜的前端安装分划板的方式，在不破环零件本体的情况下，可直接实现高精度孔内所有内嵌式腔槽的位置尺寸的准确测量。可以缩短检验时间，相对于剖切开零件采用普通方法进行的抽检，检查时间缩短1-2倍左右，相应也减少机床的待检时间，提高生产效率。在电子数显高度尺的移动滑尺上安装一个支臂，支臂的另一端安装有带有分划板的90°内窥镜，90°内窥镜的镜管轴线与工作平台的工作平面垂直。在90°内窥镜的物镜前端的直角棱镜的前方安装一个平行平板玻璃做成的分划板。
文档编号G01B5/00GK101813447SQ20091026018
公开日2010年8月25日 申请日期2009年12月28日 优先权日2009年12月28日
发明者李厚培, 王婕, 高瑞杰 申请人:中国航空工业集团公司北京航空精密机械研究所