专利名称：孔内键槽对称度测量仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及测量仪，具体涉及孔内键槽对称度测量仪。
背景技术：
众所周知，键连接在机械设计和机械制造中经常应用，键槽在轴径和孔径上都有 着较高的位置精度要求，因为它们对机件的配合精度、装配质量和生产效率有着直接影响。 企业在加工孔径上的孔内键槽时，现在仍然以对刀、样板和分度头等间接检测法为主，对孔 内键槽的对称度和平行度进行测量，缺乏直接性、准确性和现场可操作性，目前缺乏直接测 读圆柱体孔径和圆锥体孔径上的键槽位置的量具。
发明内容
本发明的目的在于针对孔内键槽在孔径上的位置特性和测量的技术要求，提出 一种孔内键槽对称度测量仪，它以通用的数字显示装置或千分表为测量数值的显示模块， 直接测量及显示圆柱体孔径和圆锥体孔径上的孔内键槽对称度和平行度误差值，弥补直接 测读圆柱体孔径和圆锥体孔径上的键槽位置量具的空白。本发明的技术解决方案是该测量仪由探测头组件、滑杆体组件、测量体组件和定 心杆组件组装而成；所述的探测头组件包括探测头、T形滑杆、下刺轮、上刺轮、D弹簧和内 卡簧，呈椭圆形的探测头的上端设圆柱孔，探测头的下端设内锥孔，T形滑杆的垂直轴径部 位上端设有带键槽的圆柱体轴径，T形滑杆的垂直轴径部位下端设有圆锥体轴径，T形滑杆 的水平部位呈圆柱体，圆柱体底中部设有大V形槽，在大V形槽两侧设有滚珠槽，用内卡簧 将已安装在探测头上端圆柱孔中的下刺轮、键、上刺轮和D弹簧依次套装在T形滑杆的圆锥 体轴径上，在D弹簧的作用下，上刺轮与下刺轮啮合，使探测头下端的内锥孔与T形滑杆的 圆锥体轴径配合，组成探测头组件；所述的滑杆体组件包括B弹簧、定心套和滑杆体，滑杆 体的上端设径向槽孔，滑杆体的上端设外螺纹，滑杆体的下端设内螺纹孔，定心套的右侧面 设长槽，滚珠粘贴在T形滑杆的底部的滚珠槽内，T形滑杆的圆柱体插入滑杆体上端的径向 槽孔中，用螺母将B弹簧和定心套安装在滑杆体的外径上，组成滑杆体组件；所述的测量体 组件包括叉针、滑轮、测体、摆叉轴、测杆、挡套、杆针、C弹簧、千分表和锁扣，测体的上端设 外螺纹柱，测体的正面设盲孔，测体的右侧设内螺纹孔，测体的下端设内螺纹孔，测杆的中 心设内通孔，摆叉轴安装在测体的正面盲孔的底平面上，在上端已装好叉针的测体经外螺 纹柱固连在滑杆体下端的内螺纹孔内，叉针上经滑轮轴安装滑轮，滑轮置于T形滑杆的大V 形槽内，用挡套将杆针和C弹簧安装在测杆的内通孔中，测杆的一端经外螺纹穿过定心套 右侧面的长槽与测体右侧的内螺纹孔固连，千分表插入测杆的另一端的内通孔中，使千分 表的触针对着杆针上的基面压入一定的行程，并用锁扣锁紧，组成测量体组件；所述的定心 杆组件包括定心杆、A弹簧和杆座，用挡垫将定心杆和A弹簧安装在杆座的内孔中，杆座经 外螺纹固连在测体下端的内螺纹孔内，组成定心杆组件。其中，T形滑杆的设有大V形槽的圆柱体和圆锥体的轴径相垂直，圆锥体轴心线又
3是圆柱体上的大V形槽对称线，这条对称线贯穿于定心套和定心杆的中心线上，安装在圆 锥体轴径上的探测头的两外侧面和安装在滑杆体上的定心套两外侧面对称于同一中心线 上。其中，在测杆的外壁上安装胶木套。在测量前，因为，机件受到加工精度和装配精度的影响，使探测头两外侧面和定心 套两外侧面与定心杆的中心线存在着不可避免的对称度累积误差，所以，在测量前，先用对 称度零位校正规的大V形槽卡在定心套两外侧面上，当下压对称度零位较正规时，定心套 克服滑杆体上的B弹簧压力，使对称度零位较正规上的小V形槽与探测头两外侧面完全贴 合，形成探测头两外侧面与定心套两外侧面共同对称于圆锥体的轴心线上，实现探测头两 外侧面与定心套两外侧面对称度误差为零；与此同时，由于受到C弹簧预压力的作用，T形 滑杆到杆针等机件间存在的运动间隙达到适时消除，从而保证了杆针等机件在T形滑杆移 动时，获得等值联动；最后将固定在测杆另一端的数显器或千分表再对零；此零，就是探测 头两外侧面与定心套两外侧面的对称度误差值。在测量时，把呈椭圆形的探测头对准孔内键槽，再将定心套和定心杆插入孔径中， 并通过左右摆动测杆，使定心套在长槽的作用下和滑杆体作同步摆动；由于T形滑杆安装 在滑杆体上同步摆动，因此，T形滑杆上设有键槽的圆柱体轴径经键的作用下，使圆柱体轴 上的上刺轮带动探测头孔径内的下刺轮摆动，形成探测头随着测杆摆动作同步运动；探测 头呈椭圆形的两外侧面在孔内键槽的内侧面之间自行紧密贴合，当贴合的力度达到一定值 时，圆柱体轴径上的上刺轮会克服D弹簧的压力与探测头孔径内的下刺轮打滑，当发出哒 哒提示声时，表明探测头以孔内键槽的内侧面为基准完成定位，实现孔内键槽对称度测量 仪在测量时的首次定位；与此同时，由于T形滑杆是通过滚珠安装在滑杆体上端的径向槽 孔中，极大的减小了相互自由移动的阻力，因此，根据三点自定心圆的原理，在测杆的摆动 和B弹簧的双重作用下，定心套两外侧面和定心杆球头呈三点自行独立接触在孔径圆内， 并在孔内键槽中的探测头的制约下，保证了定心套、定心杆的中心线与孔内键槽的内侧面 相平行和孔径圆的中心线相吻合，使定位套两外侧面对称于孔径圆中心线上，实现孔内键 槽对称度测量仪在测量时二次定位。当孔内键槽在孔径圆上的对称度有误差时，探测头和定心套分别在孔内键槽的内 侧面和孔径圆的双重基准定位下，使探测头和定心套两中心线发生平行位移，形成T形滑 杆带大V形槽的圆柱体与测体产生垂直位移，从而测体上的叉针在T形滑杆的大V形槽挤 压下，推动摆叉轴旋转，使杆针与叉针作垂直等值位移，即T形滑杆上的探测头与杆针作等 值位移，此时，显示器在杆针的推动下显示杆针的位移值，此值就是定心套与探测头两中心 线的平行位移值，也就是孔内键槽的两内侧面与孔径中心线的对称度的误差值；同理可得， 在测量中，当定心套和探测头的两中心线相重合时，显示器显示的值为零，此零就是孔内键 槽两内侧面与孔径圆中心线的对称度误差值。在测量孔内键槽与孔径圆中心线的平行度误差值时，可在孔径的两端分别对孔内 键槽对称度进行测量，所测得的两值之差就是孔内键槽两内侧面与孔径圆中心线的平行度
误差值。本发明具有以下优点1、定心套与滑杆体是滑动配合，在B弹簧的作用下能自行 伸缩，因此，定心套两外侧面能自行适应在不同的孔径圆和孔内键槽的深度，以满足探测头的定位要求；2、定心杆与杆座是滑动配合，通过A弹簧的作用能自行伸缩，因此，探测头的 上端面与定心杆球头所形成的距离在不同的孔径圆中能自行适时调节，满足孔内键槽对称 度测量仪在不同的圆锥形和圆柱形孔径中进行定位和测量的要求；3、孔内键槽对称度测量 仪是基于在同一个物体上对两个不同位置的形位体以两种不同的定位方式和独立的定位 基准而研制的专用位置量具，它解决了用传统方法无法直接测读孔内键槽在圆柱形和圆锥 形孔径上对称度、平行度等位置误差的技术难题，它具有测读方便、检测精度高、使用灵活、 结构新颖、科学合理等特性，是加工、检测孔类零件上的孔内键槽对称度和平行度的理想精 密量具。
图1为本发明的结构示意图。图2为图1的测量端结构示意图。图3为图2的俯视图。图4为图2的局部放大图。图5为对称度零位较正规示意图。图中1定心杆，2杆座，3A弹簧，4挡垫，5B弹簧，6叉针，7螺母，8T形滑杆，9探测 头，10滑轮，11滑轮轴，12摆叉轴，13定心套，14滑杆体，15测体，16测杆，17胶木套，18C弹 簧，19挡套，20杆针，21锁扣，22千分表，23D弹簧，24上刺轮，25内卡簧，26键，27下刺轮， 28滚珠。
具体实施例方式如图1-4所示，该测量仪由探测头组件、滑杆体组件、测量体组件和定心杆组件组 装而成；所述的探测头组件包括探测头9、T形滑杆8、下刺轮27、上刺轮24、D弹簧23和内 卡簧25，呈椭圆形的探测头9的上端设圆柱孔，探测头9的下端设内锥孔，T形滑杆8的垂 直部位上端设有带键槽的圆柱体轴径，T形滑杆8的垂直部位下端设有圆锥体轴径，T形滑 杆8的水平部位呈圆柱体，圆柱体底中部设有大V形槽，在大V形槽两侧设有滚珠槽，用内 卡簧25将已安装在探测头9上端的圆柱孔中的下刺轮27、键26、上刺轮24和D弹簧23依 次套装在T形滑杆8的圆锥体轴径上，在D弹簧23的作用下，上刺轮24与下刺轮27啮合， 使探测头9下端的内锥孔与T形滑杆8的圆锥体轴径配合，组成探测头组件；所述的滑杆体 组件包括B弹簧5、定心套13和滑杆体14，滑杆体14的上端设径向槽孔，滑杆体14的上端 设外螺纹，滑杆体14的下端设内螺纹孔，定心套13的右侧面设长槽，滚珠28粘贴在T形滑 杆8的底部的滚珠槽内，T形滑杆8的圆柱体插入滑杆体14上端的径向槽孔中，用螺母7将 B弹簧5和定心套13安装在滑杆体14的外径上，组成滑杆体组件；所述的测量体组件包括 叉针6、滑轮10、测体15、摆叉轴12、测杆16、挡套19、杆针20、C弹簧18、千分表22和锁扣 21，测体15的上端设外螺纹柱，测体15的正面设盲孔，测体15的右侧设内螺纹孔，测体15 的下端设内螺纹孔，测杆16的中心设内通孔，摆叉轴12安装在测体15的正面盲孔的底平 面上，在上端已装好叉针6的测体15经外螺纹柱固连在滑杆体14下端的内螺纹孔内，叉针 6上经滑轮轴11安装滑轮10，滑轮10置于T形滑杆8的大V形槽内，用挡套19将杆针20 和C弹簧18安装在测杆16的内通孔中，测杆16的一端经外螺纹穿过定心套13右侧面的长槽与测体15右侧的内螺纹孔固连，千分表22插入测杆16的另一端的内通孔中，使千分 表22的触针对着杆针20上的基面压入一定的行程，并用锁扣21锁紧，组成测量体组件；所 述的定心杆组件包括定心杆1、A弹簧3和杆座2，用挡垫4将定心杆1和A弹簧3安装在 杆座2的内孔中，杆座2经外螺纹固连在测体15下端的内螺纹孔内，组成定心杆组件。其中，T形滑杆8的设有大V形槽的圆柱体和圆锥体的轴径相垂直，圆锥体轴心线 又是圆柱体上的大V形槽对称线，这条对称线贯穿于定心套13和定心杆1的中心线上，安 装在圆锥体轴径上的探测头9的两外侧面和安装在滑杆体14上的定心套13两外侧面对称 于同一中心线上。其中，在测杆16的外壁上安装胶木套17。在测量前，因为，机件受到加工精度和装配精度的影响，使探测头9两外侧面和定 心套13两外侧面与定心杆1的中心线存在着不可避免的对称度累积误差，所以，在测量前， 先用如图5所示的对称度零位校正规的大V形槽卡在定心套13两外侧面上，当下压对称度 零位较正规时，定心套13克服滑杆体14上的B弹簧5压力，使对称度零位较正规上的小V 形槽与探测头9两外侧面完全贴合，形成探测头9两外侧面与定心套13两外侧面共同对称 于圆锥体的轴心线上，实现探测头9两外侧面与定心套13两外侧面对称度误差为零；与此 同时，由于受到C弹簧18预压力的作用，T形滑杆8到杆针20等机件间存在的运动间隙达 到适时消除，从而保证了杆针20等机件在T形滑杆8移动时，获得等值联动；最后将固定在 测杆16另一端的数显器或千分表22再对零；此零，就是探测头9两外侧面与定心套13两 外侧面的对称度误差值。在测量时，把呈椭圆形的探测头9对准孔内键槽，再将定心套13和定心杆1插入 孔径中，并通过左右摆动测杆16，使定心套13在长槽的作用下和滑杆体14作同步摆动；由 于T形滑杆8安装在滑杆体14上同步摆动，因此，T形滑杆8上设有键槽的圆柱体轴径经 键26的作用下，使圆柱体轴上的上刺轮24带动探测头9孔径内的下刺轮27摆动，形成探 测头9随着测杆16摆动作同步运动；探测头9呈椭圆形的两外侧面在孔内键槽的内侧面之 间自行紧密贴合，当贴合的力度达到一定值时，圆柱体轴上的上刺轮24会克服D弹簧23的 压力与探测头9孔径内的下刺轮27打滑，当发出哒哒提示声时，表明探测头9以孔内键槽 的内侧面为基准完成定位，实现孔内键槽对称度测量仪在测量时的首次定位；与此同时，由 于T形滑杆8是通过滚珠28安装在滑杆体14上端的径向槽孔中，极大的减小了相互自由 移动的阻力，因此，根据三点自定心圆的原理，在测杆16的摆动和B弹簧5的双重作用下， 定心套13两外侧面和定心杆1球头呈三点自行独立接触在孔径圆内，并在孔内键槽中的探 测头9的制约下，保证了定心套13、定心杆1的中心线与孔内键槽的内侧面相平行和孔径圆 的中心线相吻合，使定位套13两外侧面对称于孔径圆中心线上，实现孔内键槽对称度测量 仪在测量时二次定位。当孔内键槽在孔径圆上的对称度有误差时，探测头9和定心套13分别在孔内键槽 的内侧面和孔径圆的双重基准定位下，使探测头9和定心套13两中心线发生平行位移，形 成T形滑杆8带大V形槽的圆柱体与测体15产生垂直位移，从而测体15上的叉针6在T 形滑杆8的大V形槽挤压下，推动摆叉轴12旋转，使杆针20与叉针6作垂直等值位移，即T 形滑杆8上的探测头9与杆针20作等值位移，此时，显示器或千分表22在杆针20的推动 下显示杆针的位移值，此值就是定心套13与探测头9两中心线的平行位移值，也就是孔内
6键槽的两内侧面与孔径中心线的对称度的误差值；同理可得，在测量中，当定心套13和探 测头9的两中心线相重合时，显示器或千分表22显示的值为零，此零就是孔内键槽两内侧 面与孔径圆中心线的对称度误差值。在测量孔内键槽与孔径圆中心线的平行度误差值时，可在孔径的两端分别对孔内 键槽对称度进行测量，所测得的两值之差就是孔内键槽两内侧面与孔径圆中心线的平行度
误差值。注意事项1、孔内键槽对称度测量仪适宜在40毫米以上的孔径中测量，并配 备专用的对称度零位校正规；2、定心杆的长度可制成系列规格的尺寸，扩大测量孔径的范 围；3、孔内键槽对称度测量仪的B弹簧要小于A弹簧的力度。
权利要求
孔内键槽对称度测量仪，其特征在于该测量仪由探测头组件、滑杆体组件、测量体组件和定心杆组件组装而成；所述的探测头组件包括探测头(9)、T形滑杆(8)、下刺轮(27)、上刺轮(24)、D弹簧(23)和内卡簧(25)，呈椭圆形的探测头(9)的上端设圆柱孔，探测头(9)的下端设内锥孔，T形滑杆(8)的垂直部位上端设有带键槽的圆柱体轴径，T形滑杆(8)的垂直部位下端设有圆锥体轴径，T形滑杆(8)的水平部位呈圆柱体，圆柱体底中部设有大V形槽，在大V形槽两侧设有滚珠槽，用内卡簧(25)将已安装在探测头(9)上端的圆柱孔中的下刺轮(27)、键(26)、上刺轮(24)和D弹簧(23)依次套装在T形滑杆(8)的圆锥体轴径上，在D弹簧(23)的作用下，上刺轮(24)与下刺轮(27)啮合，使探测头(9)下端的内锥孔与T形滑杆(8)的圆锥体轴径配合，组成探测头组件；所述的滑杆体组件包括B弹簧(5)、定心套(13)和滑杆体(14)，滑杆体(14)的上端设径向槽孔，滑杆体(14)的上端设外螺纹，滑杆体(14)的下端设内螺纹孔，定心套(13)的右侧面设长槽，滚珠(28)粘贴在T形滑杆(8)的底部的滚珠槽内，T形滑杆(8)的圆柱体插入滑杆体(14)上端的径向槽孔中，用螺母(7)将B弹簧(5)和定心套(13)安装在滑杆体(14)的外径上，组成滑杆体组件；所述的测量体组件包括叉针(6)、滑轮(10)、测体(15)、摆叉轴(12)、测杆(16)、挡套(19)、杆针(20)、C弹簧(18)、千分表(22)和锁扣(21)，测体(15)的上端设外螺纹柱，测体(15)的正面设盲孔，测体(15)的右侧设内螺纹孔，测体(15)的下端设内螺纹孔，测杆(16)的中心设内通孔，摆叉轴(12)安装在测体(15)的正面盲孔的底平面上，在上端已装好叉针(6)的测体(15)经外螺纹柱固连在滑杆体(14)下端的内螺纹孔内，叉针(6)上经滑轮轴(11)安装滑轮(10)，滑轮(10)置于T形滑杆(8)的大V形槽内，用挡套(19)将杆针(20)和C弹簧(18)安装在测杆(16)的内通孔中，测杆(16)的一端经外螺纹穿过定心套(13)右侧面的长槽与测体(15)右侧的内螺纹孔固连，千分表(22)插入测杆(16)的另一端的内通孔中，使千分表(22)的触针对着杆针(20)上的基面压入一定的行程，并用锁扣(21)锁紧，组成测量体组件；所述的定心杆组件包括定心杆(1)、A弹簧(3)和杆座(2)，用挡垫(4)将定心杆(1)和A弹簧(3)安装在杆座(2)的内孔中，杆座(2)经外螺纹固连在测体(15)下端的内螺纹孔内，组成定心杆组件。
2.根据权利要求1所述的孔内键槽对称度测量仪，其特征在于其中，T形滑杆(8)的 设有大V形槽的圆柱体和圆锥体的轴径相垂直，圆锥体轴心线又是圆柱体上的大V形槽对 称线，这条对称线贯穿于定心套(13)和定心杆(1)的中心线上，安装在圆锥体轴径上的探 测头(9)的两外侧面和安装在滑杆体(14)上的定心套(13)两外侧面对称于同一中心线上。
3.根据权利要求1所述的孔内键槽对称度测量仪，其特征在于其中，在测杆(16)的外 壁上安装胶木套(17)。
全文摘要
本发明公开了一种孔内键槽对称度测量仪，该测量仪由探测头组件、滑杆体组件、测量体组件和定心杆组件组装而成；它以通用的数字显示装置或千分表为测量数值的显示模块，直接测量及显示圆柱体孔径和圆锥体孔径上的孔内键槽对称度和平行度误差值，弥补直接测读圆柱体孔径和圆锥体孔径上的键槽位置量具的空白。
文档编号G01B5/252GK101975541SQ20101050401
公开日2011年2月16日 申请日期2010年10月12日 优先权日2010年10月12日
发明者左晓明, 王文志 申请人:淮阴工学院