自定心法兰孔位置度检具的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种自定心法兰孔位置度检具，包括底座、测量头和自定心结构，底座上设有圆形凸台，凸台外侧的底座上设有多个盲孔，测量头置于盲孔内，自定心结构包括推杆组件和至少三个球道，每个球道内设有若干个第一钢球，推杆组件底部设有第二钢球，第二钢球的直径大于所述球道内靠近凸台中心的所有第一钢球围成空间的外切球的直径，且每个球道内第一钢球的直径和与凸台半径的差小于外切球的半径，推杆组件可带动第二钢球上下运动，挤压第一钢球在球道内运动。本发明采用自定心的检具代替卡规、塞规、游标卡尺和三坐标测量仪等测量工具，对法兰上的安装孔同时进行检测，操作简单，使用方便，省时省力，精度可靠，检验效率高。
【专利说明】
自定心法兰孔位置度检具
技术领域
[0001]本发明涉及孔的位置度检测设备技术领域，特别是涉及一种自定心法兰孔位置度检具。
【背景技术】
[0002]法兰上有多个安装孔，安装孔的位置度对法兰的使用性能有直接影响，因此，法兰在出厂前必须对其孔位置度进行定量检验，即判断孔的位置和大小是否满足设置要求，现有的检测方法有以下几种:(I)采用三坐标测量仪对孔的位置度进行检验，虽然具有精度高的优点，但是采用三坐标测量仪一次性投入成本较大，而且需要专人操作，操作复杂，检测效率低；(2)采用卡规、塞规和游标卡尺等量具进行检测，虽然能够降低成本，对操作人员要求降低，但是需要对每个孔进行逐一检测，依然存在效率低、检验精度不高的缺点，上述两种方法均不满足大批量生产的需求。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是:为了克服现有技术中检验效率低、操作复杂以及精度低的不足，本发明提供一种自定心法兰孔位置度检具，采用自定心的检具代替卡规、塞规、游标卡尺和三坐标测量仪等测量工具，对法兰上的安装孔同时进行检测，操作简单，使用方便，省时省力，精度可靠，检验效率高。
[0004]本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是:一种自定心法兰孔位置度检具，包括底座和测量头，所述底座上设有圆形凸台，所述凸台外侧的底座上设有多个与法兰孔位置对应的盲孔，所述测量头置于所述盲孔内，所述底座上还设有自定心结构，所述自定心结构包括设置在所述凸台上的推杆组件和沿径向设置在凸台内部的至少三个球道，每个所述球道内设有若干个第一钢球，所述推杆组件底部设有第二钢球，所述第二钢球的直径大于所述球道内靠近凸台中心的所有第一钢球围成空间的外切球的直径，且每个球道内第一钢球的直径和与凸台半径的差小于外切球的半径，所述推杆组件可带动第二钢球上下运动，挤压所述第一钢球在球道内运动。
[0005]球道以凸台中心为中心沿径向呈发散状，通过提起或压下第二钢球使第一钢球可以在球道内滑动或滚动，第二钢球对第一钢球产生径向的挤压。
[0006]进一步，所述推杆组件包括套筒和推杆，所述套筒底部与所述凸台固定，所述套筒顶部设有通孔，所述推杆一端穿过所述通孔与所述第二钢球连接。
[0007]进一步，所述推杆与所述第二钢球之间还设有隔板，所述隔板上表面设有第一弹簧，所述第一弹簧一端与所述隔板固定连接，另一端与所述套筒的顶部固定连接，所述隔板下表面通过连接杆与所述第二钢球固定连接。
[0008]进一步，所述推杆组件还包括自锁结构，所述自锁结构包括设置在推杆上的径向凸起，所述通孔为扁形孔，且通孔的最短内径小于套筒的内径，所述凸起的径向长度小于通孔的最长内径且大于通孔的最短内径。
[0009]进一步，所述测量头包括重锤、拉头和拉杆，所述拉杆与所述拉头上端固定连接，所述拉头与所述重锤插拔连接，所述重锤的外径与所述盲孔的内径匹配。通过重锤可以保证测量头的轴线与盲孔轴线重合，保证了检测的一致性，提高测量精度。重锤具有定位和提高稳定性的作用。
[0010]进一步，所述凸台前方的底座上设有与法兰底面匹配的台阶面，所述台阶面低于所述底座的顶面，所述台阶面上设有与法兰轴孔对应的定位柱，所述定位柱的外径与所述法兰轴孔的内径匹配。
[0011]进一步，所述第二钢球的直径大于所述第一钢球的直径。当第二钢球的直径大于第一钢球的直径时，第二钢球向下挤压第一钢球后，第二钢球的球心高于第一钢球的球心，由于，第一钢球和第二钢球之间的作用力是沿球心的连线的方向，因此，第二钢球对第一钢球有一个向下倾斜的力，当作用在第二钢球上的向下的推力消失后，第一钢球回位对第二钢球产生一个向上倾斜的力，将第二钢球顶出，实现自动的弹出复位，不需要借助外力将第二钢球拉起。进一步简化结构。
[0012]操作原理:
[0013]根据法兰的形状和需要检测的法兰孔的大小和位置设计位置度检测量具，用于定性检测法兰孔之间的相对位置以及法兰孔的大小是否满足设计要求，将测量头置于盲孔内，法兰上的法兰孔与检具上的盲孔位置对应并放置在检具上，通过拉杆向上拉动测量头，看看是否能够顺利拉出，如果拉出过程比较顺畅，且在拉出过程中不用用力晃动，不出现卡顿现象则说明合格，否则认为不合格。
[0014]由于拉动过程中要求法兰整体位置需要固定且中心要求与工装中心匹配，因此，采用自定心结构保证中心固定，向下推动推杆，推杆带动底部的第二钢球对球道内的第一钢球产生一个沿球心连线方向的挤压力，使球道内的第一钢球沿球道向外移动，使球道最外侧的第一钢球抵住法兰内孔的侧壁，从而产生一个径向的支撑力使法兰固定，防止在拔出测量头时，使法兰位置发生变化。
[0015]由于球道内的钢球大小相同，且各个方向上的径向作用力是同时产生的，因此，可以保证量具的中心与法兰内孔中心重合，实现自定心。
[0016]当检测完成时，向外拉出推杆，推杆顶端的第二钢球抬起，由于作用在球道内的第一钢球上的径向力消失，在法兰内壁的支撑下，第一钢球沿球道向凸台中心方向运动，从而使作用在法兰内孔侧壁上的力消失，可以方便取下法兰进行下一工件的检测。
[0017]为了方便测量时的操作，在推杆上还设有自锁结构，自锁结构采用凸起与变径通孔匹配，插入时，使凸起与通孔长轴方向平行，将推杆插入通孔内，然后旋转90°，使凸起转动到短轴的方向，从而使凸起与通孔卡接，防止第二钢球反向弹出。
[0018]本发明的有益效果是:本发明提供的一种自定心法兰孔位置度检具，采用自定心的检具代替卡规、塞规、游标卡尺和三坐标测量仪等测量工具，对法兰上的安装孔同时进行检测，操作简单，使用方便，省时省力，精度可靠，检验效率高。
【附图说明】
[0019]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0020]图1是被测法兰的结构示意图；[0021 ]图2是本发明最佳实施例的结构示意图；
[0022]图3是图2的俯视图；
[0023I图4是外切球的结构示意图。
[0024]图5是图3中A-A的剖面图；
[0025]图6是图3中A-A的剖面图。
[0026]图中:1、法兰，1_1、法兰孔，1-2、法兰内孔，1-3、法兰轴孔，1-4、支撑脚，2、底座，3、测量头，3-1、重锤，3-2、拉头，3-3、拉杆，4、凸台，5、台阶面，6、盲孔，7、定位柱，8、球道，9、第一钢球，10、第二钢球，11、外切球，12、套筒，13、推杆，14、通孔，15、凸起，16、隔板，17、第一弹簧，18、连接杆。
【具体实施方式】
[0027]现在结合附图对本发明作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0028]如图1所示是被检测法兰I的结构示意图，法兰I上设有七个法兰孔1-1，七个法兰孔1-1沿法兰I轴向对称，法兰I中部设有一个法兰内孔1-2，法兰内孔1-2的前部设有一个法兰轴孔1-3，法兰I的外圆周上还设有多个支撑脚1-4。
[0029]实施例一:
[0030]如图2-5所示，本发明的一种自定心法兰孔位置度检具，包括底座2、测量头3和自定心结构，底座2用于法兰I的支撑和固定，底座2上表面的形状与法兰I底面形状匹配，测量头3用于定性检测法兰孔1-1的大小和位置，自定心结构用于定心，保证检测的一致性。
[0031]底座2上设有圆形凸台4，凸台4外径与法兰内孔1-2内径匹配，圆形凸台4的前方设有台阶面5，凸台4外侧的底座2上设有七个与法兰孔1-1位置对应的盲孔6，测量头3置于盲孔6内，台阶面5与法兰I底面匹配，台阶面5低于底座2的顶面，台阶面5上设有与法兰轴孔1-3对应的定位柱7，定位柱7的外径与法兰轴孔1-3的内径匹配；自定心结构包括设置在凸台4上的推杆组件和沿径向设置在凸台4内部的至少三个球道8，球道8以凸台4中心沿径向呈发散状，每个球道8内设有若干个第一钢球9，推杆组件底部设有第二钢球10，第二钢球10的直径大于球道8内靠近凸台4中心的所有第一钢球9围成空间的外切球11的直径，外切球11与第一钢球9的结构图如图4所示，且每个球道8内第一钢球9的直径和与凸台4半径的差小于外切球11的半径，优选的，第二钢球10的直径第一钢球9的直径，推杆组件可带动第二钢球10上下运动，挤压第一钢球9在球道8内运动。
[0032]推杆组件包括套筒12、推杆13和自锁结构，套筒12为底部开口的中空圆柱体，套筒12底部与凸台4固定，套筒12顶部设有通孔14，通孔14为扁形孔，可以采用断面为长方形、腰圆形或椭圆形孔，推杆13—端穿过通孔14与第二钢球10固定连接，通过上下拉动推杆13可带动第二钢球10上下运动，推杆13的外壁上还设有凸起15，采用凸起15和通孔14匹配形成自锁结构，需要保证通孔14的最短内径小于套筒12的内径，凸起15的径向长度小于通孔14的最长内径且大于通孔14的最短内径，使凸起15只能在一个方向才能拉出通孔14。
[0033]测量头3包括重锤3-1、拉头3-2和拉杆3-3，拉杆3-3与拉头3-2上端固定连接，拉头3-2与重锤3-1插拔连接，重锤3-1的外径与盲孔6的内径匹配。
[0034]实施例二:
[0035]如图6所示，本实施例的一种自定心法兰孔位置度检具与实施例一的结构基本相同，其区别仅在于推杆组件的结构不同，推杆组件包括套筒12、推杆13、自锁结构和隔板16，套筒12为底部开口的中空圆柱体，套筒12底部与凸台4固定，套筒12顶部设有通孔14，通孔14为扁形孔，可以采用断面为长方形、腰圆形或椭圆形孔，隔板16位于推杆13与第二钢球10之间，推杆13—端穿过通孔14与隔板16连接，隔板16上表面设有第一弹簧17，第一弹簧17—端与隔板16固定连接，另一端与套筒12的顶部固定连接，隔板16下表面通过连接杆18与第二钢球10固定连接，向下推动推杆13，推杆13对隔板16产生向下的推力，通过隔板16推动连接杆18和第二钢球10向下运动，对第一钢球9产生挤压力，同时，使第一弹簧17处于拉伸状态，当推杆13向上抬起，作用在隔板16上的力消失，第一弹簧17收缩，在第一弹簧17的弹力作用下，隔板16抬起使第二钢球10向下的挤压力消失，实现法兰I的定心。推杆13的外壁上还设有凸起15，采用凸起15和通孔14匹配形成自锁结构，需要保证通孔14的最短内径小于套筒12的内径，凸起15的径向长度小于通孔14的最长内径且大于通孔14的最短内径，使凸起15只能在一个方向才能拉出通孔14。
[0036]以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【主权项】
1.一种自定心法兰孔位置度检具，包括底座(2)和测量头(3)，所述底座(2)上设有圆形凸台(4)，所述凸台(4)外侧的底座(2)上设有多个与法兰孔(1-1)位置对应的盲孔(6)，所述测量头(3)置于所述盲孔(6)内，其特征在于:所述底座(2)上还设有自定心结构，所述自定心结构包括设置在所述凸台(4)上的推杆组件和沿径向设置在凸台(4)内部的至少三个球道(8)，每个所述球道(8)内设有若干个第一钢球(9)，所述推杆组件底部设有第二钢球(10)，所述第二钢球(10)的直径大于所述球道(8)内靠近凸台(4)中心的所有第一钢球(9)围成空间的外切球(11)的直径，且每个球道(8)内第一钢球(9)的直径和与凸台(4)半径的差小于外切球(11)的半径，所述推杆组件可带动第二钢球(10)上下运动，挤压所述第一钢球(9)在球道(8)内运动。2.如权利要求1所述的自定心法兰孔位置度检具，其特征在于:所述推杆组件包括套筒(12)和推杆(13)，所述套筒(12)底部与所述凸台(4)固定，所述套筒(12)顶部设有通孔(14)，所述推杆(13)—端穿过所述通孔(14)与所述第二钢球(10)连接。3.如权利要求2所述的自定心法兰孔位置度检具，其特征在于:所述推杆(13)与所述第二钢球(10)之间还设有隔板(16)，所述隔板(16)上表面设有第一弹簧(17)，所述第一弹簧(17)—端与所述隔板(16)固定连接，另一端与所述套筒(12)的顶部固定连接，所述隔板(16)下表面通过连接杆与所述第二钢球(1)固定连接。4.如权利要求2或3所述的自定心法兰孔位置度检具，其特征在于:所述推杆组件还包括自锁结构，所述自锁结构包括设置在推杆(13)上的径向凸起(15)，所述通孔(14)为扁形孔，且通孔(14)的最短内径小于套筒(12)的内径，所述凸起(15)的径向长度小于通孔(14)的最长内径且大于通孔(14)的最短内径。5.如权利要求1所述的自定心法兰孔位置度检具，其特征在于:所述测量头(3)包括重锤(3-1)、拉头(3-2)和拉杆(3-3)，所述拉杆(3-3)与所述拉头(3-2)上端固定连接，所述拉头(3-2)与所述重锤(3-1)插拔连接，所述重锤(3-1)的外径与所述盲孔(6)的内径匹配。6.如权利要求1所述的自定心法兰孔位置度检具，其特征在于:所述凸台(4)前方的底座(2)上设有与法兰(I)底面匹配的台阶面(5)，所述台阶面(5)低于所述底座(2)的顶面，所述台阶面(5)上设有与法兰轴孔对应的定位柱(7)，所述定位柱(7)的外径与所述法兰轴孔的内径匹配。7.如权利要求1所述的自定心法兰孔位置度检具，其特征在于:所述第二钢球(10)的直径大于所述第一钢球(9)的直径。
【文档编号】G01B5/00GK105865299SQ201610436124
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年6月17日
【发明人】丁杰, 李忠泽, 张湘杰, 张俊科, 孙乐
【申请人】常州华德机械有限公司