用于深孔零件的深孔测具及测量方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于深孔零件的深孔测具及测量方法。用于深孔零件的深孔测具，包括杆体，杆体包括用于与待测零件的深孔孔底的变截面位置接触的接触端以及用于作为测量基准面的打表端，杆体的径向尺寸小于深孔的径向尺寸，杆体外表面设有至少一个用于引导杆体沿深孔的轴向伸入深孔内并进行杆体与深孔之间相对定位的导向定位件，导向定位件与深孔为间隙配合；接触端采用用于与变截面位置接触并进行精确对孔定位的圆锥台面。确保伸入深孔内的杆体始终处于深孔的中轴线上；保证杆体伸入待测零件的深孔的位置精度，为后续千分表跳动量测量提供精确的位置基准，保证测量的精度。适用于各种深孔零件的变截面位置的精确测量。
【专利说明】
用于深孔零件的深孔测具及测量方法
技术领域
[0001]本发明涉及长轴类零件加工技术领域，特别地，涉及一种用于深孔零件的深孔测具。此外，本发明还涉及一种深孔零件的深孔测量方法。
【背景技术】
[0002]现有的长轴类零件中，具有一种特殊的深孔零件，如图3所示的被测零件，尺寸L为需测量的深孔尺寸，该孔的底部存在倒圆，并与另一直径较小的孔连通。
[0003]针对上述深孔零件，常用的测量孔深的测具如图4所示。测量方法为:将本体底部的端面与被测零件端面接触，量杆伸入到被测的孔中，量杆的底部与孔底接触，表夹处装有千分表，通过读取千分表的读数来反映孔的深度变化值。
[0004]通过现有的测具测量深孔零件存在以下缺点:
[0005]1、被测孔的孔底为通孔，缺少可以支靠的平面；
[0006]2、如将量杆底端设计为与零件孔底倒圆半径相同的倒圆面，为保证支靠平稳，量杆的直径则需要设计为与被测孔径相同，这将导致量杆受零件内孔表面精度限制，导致无法顺利放入，且提高了整套测具的重量，不便于测量。
【发明内容】
[0007]本发明提供了一种用于深孔零件的深孔测具及测量方法，以解决采用现有测具，被测孔的孔底为通孔，缺少可以支靠的平面;将量杆底端设计为与零件孔底倒圆半径相同的倒圆面，为保证支靠平稳，量杆的直径则需要设计为与被测孔径相同，这将导致量杆受零件内孔表面精度限制，导致无法顺利放入，且提高了整套测具的重量，不便于测量的技术问题。
[0008]根据本发明的一个方面，提供一种用于深孔零件的深孔测具，包括杆体，杆体包括用于与待测零件的深孔孔底的变截面位置接触的接触端以及用于作为测量基准面的打表端，杆体的径向尺寸小于深孔的径向尺寸，杆体外表面设有至少一个用于引导杆体沿深孔的轴向伸入深孔内并进行杆体与深孔之间相对定位的导向定位件，导向定位件与深孔为间隙配合;接触端采用用于与变截面位置接触并进行精确对孔定位的圆锥台面。
[0009]进一步地，圆锥台面的锥角大于等于90°，以方便圆锥台面与变截面位置进行精确对孔定位。
[0010]进一步地，杆体外表面的导向定位件设置有多个，多个导向定位件沿杆体的轴向间隔布设。
[0011]进一步地，杆体处于相邻两导向定位件之间的部位上开设有用于使杆体进入深孔内时平衡内外气压以保证杆体顺利嵌入深孔中的通气孔。
[0012]进一步地，导向定位件与杆体之间采用弧形过渡面，以降低导向定位件与深孔之间的相互作用力。
[0013]进一步地，杆体采用分体式管体结构，分体式管体结构包括中部的空心管、插接于空心管的接触端的圆锥台体接头以及插接于空心管的打表端的圆柱体接头。
[0014]进一步地，深孔孔口的待测零件端面与测量状态的打表端的端面齐平，以方便千分表通过打表端的端面进行调零。
[0015]进一步地，杆体的径向截面形状为圆形或者多边形。
[0016]进一步地，导向定位件的径向截面形状与深孔径向截面形状相同。
[0017]根据本发明的另一方面，还提供了一种深孔零件的深孔测量方法，包括以下步骤:a、根据待测零件的深孔深度确定测具的杆体长度以及杆体上导向定位件的数量，以保证测具在深孔内不发生弯曲变形;b、将杆体放入到待测零件的深孔中，保持打表端的测量面A面朝外，并确保测具在深孔内无松动；c、通过千分表在A面进行对表调零后，测量零件端面的跳动，通过千分表的读数得出待测零件的深孔的实际尺寸变化值;d、测量完毕后，将零件倾斜一定角度，测具受自身重力作用自然滑出待测零件的深孔。
[0018]本发明具有以下有益效果:
[0019]用于深孔零件的深孔测具，采用杆体装配到深孔零件内并进行固定定位，通过直接在杆体的打表端进行打表测量，从而获取深孔零件的深孔测量数据。杆体通过将接触端伸入到待测零件的深孔内，并通过导向定位件进行伸入过程中的导向和定位，从而确保伸入深孔内的杆体始终处于深孔的中轴线上。通过导向定位件与圆锥台面的接触端相互结合，从而确保接触端能够准确在深孔孔底的变截面位置进行精确定位对孔，保证杆体伸入待测零件的深孔的位置精度，为后续千分表跳动量测量提供精确的位置基准，保证测量的精度。由于通过导向定位件来进行伸入导向和定位，杆体本身的径向尺寸可以小于深孔孔径尺寸的结构，从而降低测具的自身重量，节约制造成本，并且是测量更加简单方便。适用于各种深孔零件的变截面位置的精确测量。
[0020]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
【附图说明】
[0021]构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0022]图1是本发明优选实施例的用于深孔零件的深孔测具的结构示意图之一；
[0023]图2是本发明优选实施例的用于深孔零件的深孔测具的结构示意图之二；
[0024]图3是现有的深孔零件的结构示意图；
[0025]图4是现有的测具。
[0026]图例说明:
[0027]1、杆体；101、接触端；102、打表端；103、空心管；104、圆锥台体接头；105、圆柱体接头;2、待测零件;201、深孔;202、变截面位置;3、导向定位件;4、通气孔;5、弧形过渡面。
【具体实施方式】
[0028]以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0029]图1是本发明优选实施例的用于深孔零件的深孔测具的结构示意图之一；图2是本发明优选实施例的用于深孔零件的深孔测具的结构示意图之二。
[0030]如图1所示，本实施例的用于深孔零件的深孔测具，包括杆体I，杆体I包括用于与待测零件2的深孔201孔底的变截面位置202接触的接触端101以及用于作为测量基准面的打表端102，杆体I的径向尺寸小于深孔201的径向尺寸，杆体I外表面设有至少一个用于引导杆体I沿深孔201的轴向伸入深孔201内并进行杆体I与深孔201之间相对定位的导向定位件3，导向定位件3与深孔201为间隙配合;接触端101采用用于与变截面位置202接触并进行精确对孔定位的圆锥台面。用于深孔零件的深孔测具，采用杆体I装配到深孔零件内并进行固定定位，通过直接在杆体I的打表端102进行打表测量，从而获取深孔零件的深孔201测量数据。杆体I通过将接触端101伸入到待测零件2的深孔201内，并通过导向定位件3进行伸入过程中的导向和定位，从而确保伸入深孔201内的杆体I始终处于深孔201的中轴线上。通过导向定位件3与圆锥台面的接触端101相互结合，从而确保接触端101能够准确在深孔201孔底的变截面位置202进行精确定位对孔，保证杆体I伸入待测零件2的深孔201的位置精度，为后续千分表跳动量测量提供精确的位置基准，保证测量的精度。由于通过导向定位件3来进行伸入导向和定位，杆体I本身的径向尺寸可以小于深孔201孔径尺寸的结构，从而降低测具的自身重量，节约制造成本，并且是测量更加简单方便。适用于各种深孔零件的变截面位置202的精确测量。可选地，接触端101的径向尺寸与变截面位置202相匹配，杆体I径向尺寸小于深孔201径向尺寸，打表端102的径向尺寸与千分表的量杆相匹配。
[0031]如图1和图2所示，本实施例中，圆锥台面的锥角大于等于90°，以方便圆锥台面与变截面位置202进行精确对孔定位。
[0032]如图1和图2所示，本实施例中，杆体I外表面的导向定位件3设置有多个。多个导向定位件3沿杆体I的轴向间隔布设。根据待测零件2的深孔201的深度尺寸，选择杆体I外表面的导向定位件3的数量，以保证测具在深孔201内不发生过大弯曲变形(过大弯曲变形，即弯曲变形造成的误差超出所允许的测量误差范围)。
[0033]如图1和图2所示，本实施例中，杆体I处于相邻两导向定位件3之间的部位上开设有用于使杆体I进入深孔201内时平衡内外气压以保证杆体I顺利嵌入深孔201中的通气孔
4。通过通气孔4连通外界空气，从而保证在杆体I伸入深孔201的过程中，相邻两导向定位件3之间的区域的气压与外界气压达到平衡，从而减小杆体I伸入深孔201时受到的气压阻碍。
[0034]如图1和图2所示，本实施例中，导向定位件3与杆体I之间采用弧形过渡面5，以降低导向定位件3与深孔201之间的相互作用力。
[0035]如图1和图2所示，本实施例中，杆体I采用分体式管体结构，分体式管体结构包括中部的空心管103、插接于空心管103的接触端101的圆锥台体接头104以及插接于空心管103的打表端102的圆柱体接头105。可以根据待测零件2的深孔201孔深尺寸，选择不同轴向长度尺寸的圆锥台体接头104和/或圆柱体接头105装配于空心管103上，以使得打表端102与待测零件2的外端面齐平，方便后续跳动量测量。
[0036]如图1和图2所示，本实施例中，深孔201孔口的待测零件2端面与测量状态的打表端102的端面齐平，以方便千分表通过打表端102的端面进行调零。
[0037]如图1和图2所示，本实施例中，杆体I的径向截面形状为圆形或者多边形。可以根据待测零件2的深孔201孔形，选择不同的杆体I形状，从而方便杆体I伸入深孔201。
[0038]如图1和图2所示，本实施例中，导向定位件3的径向截面形状与深孔201径向截面形状相同。从而方便导向定位件3的导向和定位，降低杆体I伸入深孔201的位置偏差。可选地，导向定位件3的径向截面形状与深孔201径向截面形状不同，导向定位件3通过径向和轴向与深孔201内壁面的多点定位实现导向和定位。
[0039]本实施例的深孔零件的深孔测量方法，包括以下步骤:a、根据待测零件2的深孔201深度确定测具的杆体I长度以及杆体I上导向定位件3的数量，以保证测具在深孔201内不发生弯曲变形;b、将杆体I放入到待测零件2的深孔201中，保持打表端102的测量面A面朝夕卜，并确保测具在深孔201内无松动;C、通过千分表在A面进行对表调零后，测量零件端面的跳动，通过千分表的读数得出待测零件2的深孔201的实际尺寸变化值;d、测量完毕后，将零件倾斜一定角度，测具受自身重力作用自然滑出待测零件2的深孔201。
[0040]实施时，提供一种用于深孔零件的深孔测具，如图1所示，该测具设计为一根比被测孔(深孔201)深度略长的圆杆(杆体I)，圆杆(杆体I)与孔底接触的部分(变截面位置202)设计成锥面(圆锥台面)，锥面(圆锥台面)与孔底边缘接触部分(变截面位置202)的直径设计为与待测零件2内变截面位置202的另一较小的孔径相同。通过该锥面(圆锥台面)可实现孔底位置的准确定位。
[0041]长圆杆(杆体I)的直径设计为与零件内孔(深孔201)直径间隙配合，根据所测孔深的尺寸精度需相应的调整配合关系。为便于顺利放入孔(深孔201)内，并实现较好的定位，可只保留两处直径不变(导向定位件3的径向尺寸不变)，其余部分的直径减小(杆体I的径向尺寸减小)。
[0042]圆杆(杆体I)的端面A面设计为与零件的端面对齐，通过在A面上采用千分表调零后，测量零件端面的跳动即可得出孔深度的变化值。
[0043]作为优化设计，对于孔深尺寸更高的孔，可以适当增加用于定位的圆柱段(导向定位件3)，以保证该测具在孔内不发生过大弯曲变形为宜。
[0044]从减轻重量的角度考虑，对于孔径较大的零件，可采用以钢管作为主体，两端分别嵌入另行加工的单件作为组合体。为保证测具顺利嵌入深孔201，需在测具非定位处开通气孔4，同样可以实现准确测量，如图2所示。
[0045]测具通过两点定位及锥面定位实现了深孔尺寸的测量，具有结构实用，操作方便的优点。
[0046]测具与孔底部接触位置(变截面位置202)设计为锥度，锥度角宜取不小于90°，有利于定位对孔的定位准确。测具表面设置两处凸起的定位段(导向定位件3)，用于对表的A面(打表端102)、锥面(圆锥台面)和定位段(导向定位件3)需具有较好的表面精度及形位公差。
[0047]如图1所示，将量规放入待测零件2的深孔201中，保持A面朝外，并确保测具在孔内无松动，通过千分表在A面进行对表调零后，测量零件端面的跳动，通过千分表的读数可得出深孔的实际尺寸变化值。使用完毕后，将零件倾斜一定角度，测具受重力作用可以自然滑出。测具须保存在木盒中。
[0048]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于深孔零件的深孔测具，包括杆体(I)， 所述杆体(I)包括用于与待测零件(2)的深孔(201)孔底的变截面位置(202)接触的接触端(101)以及用于作为测量基准面的打表端(102)， 其特征在于， 所述杆体(I)的径向尺寸小于所述深孔(201)的径向尺寸， 所述杆体(I)外表面设有至少一个用于引导所述杆体(I)沿深孔(201)的轴向伸入所述深孔(201)内并进行所述杆体(I)与所述深孔(201)之间相对定位的导向定位件(3)， 所述导向定位件(3)与所述深孔(201)为间隙配合； 所述接触端(101)采用用于与所述变截面位置(202)接触并进行精确对孔定位的圆锥台面。2.根据权利要求1所述的用于深孔零件的深孔测具，其特征在于， 所述圆锥台面的锥角大于等于90°，以方便所述圆锥台面与所述变截面位置(202)进行精确对孔定位。3.根据权利要求1所述的用于深孔零件的深孔测具，其特征在于， 所述杆体(I)外表面的所述导向定位件(3)设置有多个， 多个所述导向定位件(3)沿所述杆体(I)的轴向间隔布设。4.根据权利要求3所述的用于深孔零件的深孔测具，其特征在于， 所述杆体(I)处于相邻两导向定位件(3)之间的部位上开设有用于使所述杆体(I)进入所述深孔(201)内时平衡内外气压以保证所述杆体(I)顺利嵌入所述深孔(201)中的通气孔⑷。5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于深孔零件的深孔测具，其特征在于， 所述导向定位件(3)与所述杆体(I)之间采用弧形过渡面(5)，以降低所述导向定位件(3)与所述深孔(201)之间的相互作用力。6.根据权利要求1至4中任一项所述的用于深孔零件的深孔测具，其特征在于， 所述杆体(I)采用分体式管体结构， 所述分体式管体结构包括中部的空心管(103 )、插接于所述空心管(103)的接触端(101)的圆锥台体接头(104)以及插接于所述空心管(103)的打表端(102)的圆柱体接头(105)。7.根据权利要求1至4中任一项所述的用于深孔零件的深孔测具，其特征在于， 所述深孔(201)孔口的待测零件(2)端面与测量状态的打表端(102)的端面齐平，以方便千分表通过打表端(102)的端面进行调零。8.根据权利要求1至4中任一项所述的用于深孔零件的深孔测具，其特征在于， 所述杆体(I)的径向截面形状为圆形或者多边形。9.根据权利要求1至4中任一项所述的用于深孔零件的深孔测具，其特征在于， 所述导向定位件(3)的径向截面形状与所述深孔(201)径向截面形状相同。10.一种深孔零件的深孔测量方法，其特征在于，包括以下步骤: a、根据待测零件(2)的深孔(201)深度确定测具的杆体(I)长度以及杆体(I)上导向定位件(3)的数量，以保证测具在深孔(201)内不发生弯曲变形； b、将杆体(I)放入到待测零件(2)的深孔(201)中，保持打表端(102)的测量面A面朝外，并确保测具在深孔(201)内无松动； c、通过千分表在A面进行对表调零后，测量零件端面的跳动，通过千分表的读数得出待测零件(2)的深孔(201)的实际尺寸变化值； d、测量完毕后，将零件倾斜一定角度，测具受自身重力作用自然滑出待测零件(2)的深孔(201)。
【文档编号】G01B5/18GK105865310SQ201610209273
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月6日
【发明人】于欢, 盛波, 钟如钢
【申请人】中国南方航空工业(集团)有限公司