一种平面斜孔角度检测装置及检测方法与流程

本发明涉及测量仪器领域，具体涉及一种平面斜孔角度检测装置及检测方法。

背景技术：

随着社会的发展，制造业的进步，大量零件结构比较复杂，许多零件表面需要倾斜的孔用于装配或者其他用途，有些孔要求比较高，需要有特定的倾斜角度，常规的量具不能满足检测要求，需要特定的检测装置对其角度进行检测。

申请号为cn201310737653.3的申请公开了一种斜孔检测装置，并具体公开了：一种斜孔检测装置，用于检测零件上斜孔的角度，包括：承载装置，包括工作平台以及支撑板，工作平台上设置有滑槽；支撑板包括内端连接在一起且相互垂直的第一摇板以及第二摇板，支撑板在第一摇板以及第二摇板连接的端部可转动地连接在工作平台上；角度测量装置，包括刻度盘以及与刻度盘配合的弧形游标尺，刻度盘固定在所述工作平台上，弧形游标尺固定设置在支撑板上，刻度盘的圆心以及弧形游标尺的圆心均设置在支撑板的转动中心上；垂直度测量装置，包括芯轴以及水平仪，芯轴一端与斜孔配合，另一端设置有用于放置水平仪的顶板；调节装置，包括传动装置以及顶杆，传动装置可滑动地设置在滑槽内，顶杆的一端连接在传动装置的输出端，另一端可转动地连接在第一摇板以及第二摇板中的一个上。上述申请通过承载装置、角度测量装置、垂直度测量装置和调节装置共同配合实现对斜孔角度的测量，结构较为复杂。此外，芯轴和斜孔之间可能出现配合不准的问题，因为只有芯轴的轴线和斜孔的轴线共线时，测量的数值最为精确，如果芯轴和斜孔之间为间隙配合，则需要考虑芯轴在斜孔中的定位问题；如需芯轴外径和斜孔的孔径一致来保证测量的精确度，那么对不同的斜孔，则需更换不同的芯轴，这样也增加了测量的成本和复杂性。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的斜孔测量装置复杂，易出现测量不准的问题，本发明提出一种平面斜孔角度检测装置及检测方法，解决了上述技术问题。本发明的技术方案如下：

一种平面斜孔角度检测装置，包括上下设置的上滑板和下滑板，所述上滑板上开设有第一滑槽，所述下滑板上开设有第二滑槽，所述上滑板上设置有长度测量工具，所述长度测量工具可沿第一滑槽滑动，所述长度测量工具的测量端可垂直穿过第一滑槽和第二滑槽伸入到斜孔内，所述上滑板上沿第一滑槽方向设置有刻度。

通过设置上滑板、下滑板和长度测量工具，第一滑槽和第二滑槽共同实现对长度测量工具进行定位，第一滑槽还起到限定长度测量工具的测量轨迹的作用，保证了检测的准确性；此外通过长度测量工具得到两个位置的深度差，通过第一滑槽上的刻度得到两个位置的位移差，根据深度差和位移差，采用三角函数可准确计算斜孔的倾斜角度。

进一步地，所述上滑板的两端分别垂直延伸有第一紧固部，至少一个第一紧固部上设置有第一紧固件；所述下滑板的两端分别垂直延伸有第二紧固部，至少一个第二紧固部上设置有第二紧固件。

进一步地，所述第一紧固部上开设有安装第一紧固件的螺孔，所述第二紧固部上开设有安装第二紧固件的螺孔，所述第一紧固件和所述第二紧固件均为螺栓。

进一步地，所述长度测量工具上固定套设有支撑板，所述长度测量工具通过支撑板设置在上滑板上，第一滑槽包括相通的上滑槽和下滑槽，所述支撑板可滑动地位于上滑槽内，所述长度测量工具的测量端从下滑槽伸出。

进一步地，所述支撑板与上滑槽配合的两侧向外延伸有限位端，所述支撑板上还设置有至少两个锁紧螺栓。

进一步地，所述上滑板的上表面的靠近第一滑槽处设置刻度，所述支撑板靠近所述刻度处设置有与所述刻度配合的小刻度。

进一步地，所述长度测量工具为千分表。

一种平面斜孔角度检测方法，采用上述的平面斜孔角度检测装置，包括如下步骤：

s1、将检测装置放到待检测工件的表面，长度检测工具的检测端垂直穿过第一滑槽和第二滑槽伸入到待检测工件的斜孔内，调节长度检测工具的高度；

s2、对上滑板进行定位并锁紧，使长度检测工具沿第一滑槽运动时，其检测端的底端与斜孔的纵截面的最低点接触；

s3、长度检测工具沿第一滑槽(11)运动，选取两个不同的位置点，记录两个位置点时对应的长度检测工具的读数a、b，并记录两个位置点之间的移动距离s；

s4、根据所述读数a、b和移动距离s计算平面斜孔角度。

进一步地，步骤s2中对上滑板进行定位并锁紧包括：

s21、设置第一滑槽的延伸方向平行于斜孔在水平面延伸方向，第二滑槽的延伸方向垂直于第一滑槽的延伸方向，锁紧下滑板；

s22、使上滑板以及长度检测工具沿第二滑槽移动，并观察长度检测工具的读数，将上滑板定位在读数最小的位置，锁紧上滑板；

s23、松开下滑板，使长度测量工具和下滑板可沿第一滑槽运动。

进一步地，步骤s4采用三角函数来计算平面斜孔角度，平面斜孔角度

基于上述技术方案，本发明所能实现的技术效果为：

1.本发明的检测装置仅设置上滑板、下滑板和长度检测工具即可实现对斜孔的角度的测量，结构简单，成本低；

2.本发明的检测装置和检测方法通过设置两个滑板和长度检测工具，在长度检测工具的测量端位于斜孔内并与斜孔孔壁接触的情况下，锁紧下滑板，由于下滑板上的第二滑槽的延伸方向垂直于斜孔，使得长度检测工具只能沿第二滑槽的纵截面的圆弧壁运动，观察长度检测工具上显示的数值，当数值最小时，对应检测端的伸出长度最长，此时检测端与圆弧壁的最低点接触，锁紧上滑板，使长度检测工具沿上滑板上的第一滑槽运动的同时，检测端始终与斜孔的最低点接触，保证了测量的准确性，提高了检测的精确度；

3.本发明的检测装置和检测方法采用千分表作为长度检测工具，精确度高，提高了测量的准确性，且千分表可实时显示读数，使用起来也十分便捷；本发明的检测装置和检测方法，通过上滑板上的刻度和支撑板上的小刻度的配合，形成类似于游标卡尺的作用，提高了对移动位移读数的精确度；

4.本发明的检测装置和检测方法通过记录两个位置点对应的千分表的读数，以及两个位置点之间的移动距离，采用三角函数的方法来计算斜孔的角度，计算方便，且准确度高。

附图说明

图1为本发明的平面斜孔角度检测装置检测待检测工件时的状态图；

图2为本发明的平面斜孔角度检测装置检测待检测工件时的俯视图；

图3为图2的a-a截面图逆时针旋转90度后的状态；

图4为图3的c部放大图；

图5为图2的b-b截面图；

图6为本发明的平面斜孔角度检测装置未放置在待检测工件上时的结构示意图；

图7为图6的d部放大图；

图8为本发明的平面斜孔角度检测装置的工作原理图；

图中：1-上滑板；11-第一滑槽；111-上滑槽；112-下滑槽；12-第一紧固部；121-第一紧固件；13-刻度；2-下滑板；21-第二滑槽；22-第二紧固部；221-第二紧固件；3-千分表；31-表体；32-轴套；33-测量轴；331-测量端；4-支撑板；41-小刻度；42-锁紧螺栓；43-限位端；5-待检测工件；51-斜孔。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的内容作进一步地说明。

如图1-8所示，本实施例提供了一种平面斜孔角度检测装置，包括上下设置的上滑板1和下滑板2，上滑板1上开设有第一滑槽11，下滑板2上开设有第二滑槽21，上滑板1上设置有长度测量工具，长度测量工具可沿第一滑槽11滑动，长度测量工具包括测量端，长度测量工具的测量端可垂直穿过第一滑槽11和第二滑槽21伸入到斜孔51内，上滑板1上沿第一滑槽11方向设置有刻度13。

上滑板1上开设有第一滑槽11，优选地，上滑板1为长方形板，第一滑槽11沿上滑板1的长度方向延伸。第一滑槽11包括上滑槽111和下滑槽112，上滑槽111位于下滑槽112的上方，上滑槽111和下滑槽112均沿上滑板1的延伸方向延伸，上滑槽111和下滑槽112上下相通，上滑槽111和下滑槽112共同贯穿上滑板1。优选地，上滑槽111的宽度大于下滑槽112的宽度。进一步优选地，上滑槽111靠近下滑槽112的两侧向外延伸。上滑板1的两端分别垂直延伸有第一紧固部12，至少一个第一紧固部12上设置有第一螺纹孔，第一螺纹孔内设置有第一紧固件121。优选地，上滑板1的两端分别垂直向下延伸有第一紧固部12，第一紧固件121为螺栓。上滑板1的靠近第一滑槽11的上表面上设置有刻度13，优选地，上滑板1的位于第一滑槽11的两侧的上表面上均设置有刻度13，刻度13沿第一滑槽11的延伸方向设置。

上滑板1上设置有长度测量工具，长度测量工具通过支撑板4可滑动地设置在上滑板1的第一滑槽11内。具体地，长度测量工具上套设有支撑板4，支撑板4可滑动地设置在上滑槽111内。本实施例中长度测量工具为千分表3，千分表3包括表体31、轴套32和测量轴33，其中，表体31用于读数，测量轴33通过轴套32与表体31连接，轴套32的外表面上设置有外螺纹，轴套32通过外螺纹与支撑板4螺纹连接，测量轴33的远离表体31的底端为测量端331。优选地，千分表3为半球型千分表，其测量端331为半圆球状。支撑板4优选为方形，支撑板4的中心处设置有螺纹孔，方便与千分表3的轴套32螺旋连接，且通过转动支撑板4中的千分表3可调节千分表3与支撑板4的相对位置，进而调节千分表3的高度。此外，支撑板4的其他位置上还开设有至少两个垂直于支撑板4板面的螺纹孔，每个螺纹孔内旋入一个锁紧螺栓42，通过锁紧螺栓42可将支撑板4在上滑槽111中的位置锁定。本实施例中优选在支撑板4的两个对角处设置螺纹孔，螺纹孔内旋入锁紧螺栓42。

进一步地，支撑板4的底端与上滑槽111配合的两侧水平延伸有限位端43，通过设置限位端43，对支撑板4进行限位，防止支撑板4脱离上滑槽111，进一步优选地，上滑槽111与支撑板4的形状相适应。

优选地，支撑板4上还设置有小刻度41，支撑板4上靠近刻度13的位置上设置有小刻度41。进一步优选地，支撑板4高出上滑板1的上表面，支撑板4的靠近刻度13的两侧面上均设置有小刻度41。如此，支撑板4在第一滑槽11内滑动，类似于游标的作用，支撑板4上的小刻度41和上滑板1上的刻度13配合，形成类似于游标卡尺的结构，读数精确度更高。

测量时，下滑板2位于上滑板1的下方，下滑板2上设置有第二滑槽21，下滑板2的两端分别垂直延伸有第二紧固部22，至少一个紧固部22上设置有第二螺纹孔，第二螺纹孔内设置有第二紧固件221。本实施例中仅在一个紧固部22上设置有第二螺纹孔，第二螺纹孔内设置第二紧固件221。优选地，第一紧固件121和第二紧固件221均为螺栓。优选地，下滑板2为长方形板，第二滑槽21沿下滑板2的长度方向延伸，下滑板2的长度方向的两端分别垂直向下延伸有第二紧固部22，其中一个第二紧固部22上设置有第二螺纹孔，第二螺纹孔内设置有第二紧固件221。千分表3的测量端331可垂直穿过下滑槽112和第二滑槽21。优选地，下滑槽112和第二滑槽21的宽度均小于上滑槽111的宽度，且下滑槽112和第二滑槽21的宽度不宜过大，千分表3的下端可沿其运动即可。

本实施例还提供了一种平面斜孔角度检测方法，采用上述的平面斜孔角度检测装置，包括如下步骤：

s1、将检测装置放到待检测工件5的表面，长度检测工具的检测端穿过第一滑槽11和第二滑槽21伸入到待检测工件5的斜孔51内，调节长度检测工具的高度；

s2、对上滑板1进行定位并锁紧，使长度测量工具沿第一滑槽11运动时，其检测端的底端与斜孔51的纵截面的最低点接触；

s3、长度检测工具沿第一滑槽11运动，选区两个不同的位置点，记录两个位置点时对应的长度检测工具的读数a、b，并记录两个位置点之间的移动距离s；

s4、根据所述读数和移动距离计算平面斜孔角度。

其中，步骤s1中，将检测装置放到待检测工件5的表面，具体地，下滑板2贴合待检测工件5的上表面，上滑板1垂直于下滑板2且上滑板1位于下滑板2的上方。长度测量工具为千分表3，千分表3包括表体31、轴套32和测量轴33，其中，表体31用于读数，测量轴33通过轴套32与表体31连接，轴套32的外表面上设置有外螺纹，轴套32通过外螺纹与支撑板4螺纹连接，测量轴33的远离表体31的底端为测量端331。调节长度检测工具的高度是通过转动长度检测工具来调节长度检测工具与支撑板4的相对位置，进而调节长度检测工具的高度的。

步骤s2中对上滑板进行定位并锁紧包括：

s21、设置第一滑槽11的延伸方向平行于斜孔5在水平面延伸方向，第二滑槽21的延伸方向垂直于第一滑槽11的延伸方向，锁紧下滑板2；如此锁紧下滑板2后，长度检测装置只能沿斜孔51的对应竖直圆弧切面运动；优选地，对下滑板2的锁紧通过拧紧下滑板2上的第二紧固件22，使第二紧固件22的顶端抵在待检测工件5上，下滑板2无法相对于待检测工件5运动。

s22、使上滑板1以及长度检测工具沿第二滑槽21移动，并观察长度检测工具的读数，将上滑板1定位在长度检测工具读数最小的位置，锁紧上滑板1；如此通过将上滑板1定位在读数最小的位置，可找到对应竖直圆弧切面的最低点，并通过锁紧上滑板1，限定长度检测装置的运动轨迹；优选地，对上滑板1的锁紧通过拧紧上滑板1上的第一紧固件12，使第一紧固件12的顶端抵在待检测工件5上，上滑板1无法相对于待检测工件5运动。

s23、松开下滑板2，使下滑板2可沿第一滑槽11运动；通过松开下滑板2，长度检测工具3和下滑板2均沿第一滑槽11运动，实现对长度检测工具的运动轨迹的限制，保证长度检测工具始终沿着斜孔51的竖直圆弧切面的最低点运动，保证了测量的准确性。

步骤s3中，选取位置一时，对应的长度检测工具的读数为a，选取位置二时，对应的长度检测工具的读数为b，两个位置对应的深度差值为|a-b|；两个位置点之间的水平移动距离通过上滑板1上的刻度和支撑板上的小刻度读出，或者读出后计算得出，得出的两个位置点之间的水平移动距离为s。优选地，在对长度检测工具进行读数时，可通过锁紧螺栓42先锁紧支撑板后在进行读数，这样可提高准确性。具体地，通过旋转锁紧螺栓42，使得锁紧螺栓42的顶端抵靠在上滑槽111和下滑槽112的交界面上，如此，支撑板4的位置锁定，无法自由移动，读数时更加准确。

步骤s4中，采用三角函数的方法来计算平面斜孔角度，计算公式为平面斜孔角度如图8所示，根据三角函数计算，由此可推算出，平面斜孔角度

本发明的平面斜孔角度检测装置和检测方法可实现对长度检测工具的准确定位，定位后选取两个位置点，根据两个位置点之间的横向和纵向距离，采用三角函数的计算方法计算得出平面斜孔角度，简单而准确。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明的宗旨的前提下做出各种变化。