斜向几何公差测量仪的制作方法

本发明涉及测量仪，具体涉及一种斜向几何公差测量仪。

背景技术：

在机械零件几何公差测量中，经常会遇到斜向几何公差特征项目的测量，即被测几何要素相对于零件主体是斜的，或被测要素相对于基准要素倾斜一定的角度，如斜面、斜线、圆锥的发生线、倾斜度、斜向跳动等，测量时要调整零件位置或百分表轨迹以适应倾斜的要求，测量过程复杂、精度差、效率低，甚至测量过程无法实施。

技术实现要素：

本发明的目的是：设计一种斜向几何公差测量仪，使用旋转的导轨带动测量头沿直线或斜线运动，适应大部分斜向几何公差特征项目的测量。

本发明的技术解决方案是：该测量仪包括底座、三爪卡盘、导轨、顶针、旋转导轨、立柱和测量台，底座上安装导轨、旋转导轨和尾座，导轨上安装顶针，尾座上相对于顶针安装三爪卡盘，旋转底盘上安装旋转导轨，旋转导轨上安装立柱，立柱上安装测量台，测量台上安装一号测量杆和二号测量杆 ，一号测量头安装在一号测量杆上且一号测量头与一号测量杆同轴，二号测量头安装在二号测量杆上且二号测量头与二号测量杆轴线成90度角，整体构成斜向几何公差测量仪。

其中，底板通过一号底板固定螺钉和二号底板固定螺钉与底座固定；尾座支撑架通过三号底板固定螺钉和四号底板固定螺钉与底板固联，尾座支撑架中部有沉头孔，沉头孔中的尾座固定螺钉实现尾座支撑架与尾座固联；尾座内孔依次安装二号轴承、隔套、一号轴承，尾座后盖通过一号尾座后盖锁紧螺钉和二号尾座后盖锁紧螺钉与尾座固定；轴由二号轴承与一号轴承支承旋转，轴小头轴径上开有环形槽，销伸入轴的环形槽中防止轴的轴向窜动，销通过螺纹与尾座后盖固定，轴大头端法兰通过一号后盖锁紧螺钉和二号后盖锁紧螺钉与三爪卡盘固联带动三爪卡盘与轴同轴旋转。

其中，顶针安装在顶针套筒内中，顶针沿轴向调节并由顶针锁紧螺钉锁紧，顶针支架中部有沉头孔，沉头孔中的顶针套筒固定螺钉固联顶针支架与顶针套筒；顶针支架通过一号顶针支撑架锁紧螺钉和二号顶针支撑架锁紧螺钉与一号滑块固联，一号滑块通过一号链接螺钉和二号链接螺钉与滑块固定板固联，滑块固定板通过螺纹连接滑块锁紧螺钉，一号滑块在导轨上滑动，旋紧滑块锁紧螺钉顶住导轨，依靠摩擦使一号滑块固定在导轨上；导轨通过导轨左支撑架和导轨右支撑架支承固定，导轨左支撑架和导轨右支撑架与底座固定。

其中，旋转底盘是带刻度盘的阶梯状圆盘，通过一号旋转底盘固定螺钉和二号旋转底盘固定螺钉与底座固联；旋转架套在旋转底盘上形成间隙较小的配合，旋转架与旋转底盘同轴，手工盘动旋转架，旋转架绕旋转底盘轴线旋转，旋转架顶部开有与旋转导轨半截面形状匹配的槽，旋转导轨卡在槽中并形成紧配合，使旋转导轨随旋转架一起绕旋转底盘轴线旋转，旋转底盘上带有刻度盘，旋转架上注有显著的标记线，标记线对准旋转底盘上刻度盘的“0”线时代表旋转导轨水平，标记线对应刻度盘不同角度刻线时表示旋转导轨相对于水平线转过的角度；旋转导轨通过旋转导轨左支撑架、旋转导轨右支撑架来固定和调节，旋转导轨左支撑架、旋转导轨右支撑架与底座固联。

其中，导轨左支撑架、导轨右支撑架、旋转导轨左支撑架、旋转导轨右支撑架的结构、原理相同；以旋转导轨左支撑架为例说明，支撑架形状为长方体，中间开有略高于旋转导轨高度的开口通槽，旋转导轨在通槽内有自如转动的空间，旋转导轨转动位置确定后，旋紧旋转导轨左锁紧螺钉，使开口通槽收紧从而锁紧、固定旋转导轨一端，旋转导轨左支撑架通过一号左固定螺钉和二号左固定螺钉与底座固联。

其中，立柱底部四个角通过一号立柱固定螺钉、二号立柱固定螺钉、三号立柱固定螺钉、四号立柱固定螺钉与二号滑块固联，二号滑块卡在旋转导轨上，二号滑块沿旋转导轨导轨面滑动；立柱截面是个六边形结构，长边对应的立面开有长方形凹槽，凹槽的两侧分别装有一号齿条和二号齿条，一号齿条和二号齿条同时与调节齿轮啮合。

其中，调节轴沿轴向由内向外依次套有调节齿轮、锁紧活块、锁紧套筒、旋钮，调节齿轮通过一号键与调节轴连接，调节轴与锁紧活块、锁紧套筒有较大间隙，调节轴通过一号销、二号销与旋钮连接；锁紧套筒的大端通过螺纹装有手柄，锁紧套筒通过螺纹旋入测量台，锁紧套筒小端的端面顶住锁紧活块，锁紧活块是个带孔的长方体，锁紧活块顶在立柱上；旋转旋钮，齿轮齿条驱动测量台沿立柱上下移动，测量台移动至合适位置后转动手柄使锁紧套筒旋入顶住锁紧活块，锁紧活块顶住立柱，实现测量台与立柱的固定。

其中，测量台是一个带有不同形状孔的一个长方体，测量台套在立柱上，通过齿轮齿条与锁紧活块让测量台沿立柱上下移动与锁紧，测量台两侧安装一号测量杆、二号测量杆 ；一号测量杆是个空心轴，一号测量杆安装在测量台的圆柱通孔内，一号测量杆的外表面加工有齿条，齿条与一号齿轮啮合，一号齿轮通过二号键与一号调节轴连接，一号调节轴通过三号销、四号销与一号旋钮连接，一号调节轴与测量台的孔形成间隙较小配合；凸轮通过三号键与一号锁紧轴连接，一号锁紧轴与测量台的孔形成间隙较小配合，一号锁紧轴大端通过螺纹安装一号手柄，环形锁紧圈是个开口环，其套在一号测量杆上；转动一号手柄，一号锁紧轴带动凸轮旋转，凸轮顶紧环形锁紧圈，开口的环形锁紧圈收紧抱住一号测量杆并锁紧一号测量杆。

其中，一号测量头的大端是与一号测量杆同样直径的圆柱体，开有两个相连通的通孔，用来安装测量表表径，一号测量头的大端端面中部有开口槽，开口槽与一号测量头安装测量表表径的通孔相通，测量表穿入通孔后旋紧测量头表锁紧旋钮，通过螺纹收紧一号测量头的大端端面中部开口槽的两部分从而锁紧测量表；一号测量头的小端呈鸭嘴状两片，两片上下对称分布，鸭嘴开口与通孔连通；一号测量头的小端套在一号测量杆一端的孔中，通过一号测量头固定螺钉、二号测量头固定螺钉连接；一号微调螺钉通过螺纹与一号测量头联接，旋紧一号微调螺钉，一号测量头的小端鸭嘴开口发生微小变化，从而实现一号测量头的微调，最终实现测量头上安装的测量表触头与零件的有效接触；一号测量头安装测量表后是垂直位置，即测量表垂直安装测量高度偏移量。

其中，二号测量杆与二号测量头的结构原理和测一号量杆与一号测量头的结构原理一样；还包括测量头连接套和测量头直角弯头，使二号测量头与二号测量杆成90度；二号测量头安装测量表后是水平位置，即测量表水平安装测量水平偏移量。

本发明的优点是：结构简单可靠，操作容易，旋转的导轨带动测量头沿直线或斜线运动，适应大部分斜向几何公差特征项目的测量。

附图说明

图1为本发明的结构原理图。

图2为图1的A-A剖面图。

图3为图1的B-B剖面图。

图4为图1的C-C剖面图。

图5为图1的D-D剖面图。

图6为图1的E-E剖面图。

图7为图1的F-F剖面图。

图8为图1的立柱装配图。

图9为图3的环形锁紧圈工作原理示意图。

图10为图8的立柱与二号滑块安装图。

图11为图1的测量台局部放大图。

图12为图1的二号测量头局部放大图。

图中：1底座，2一号尾座后盖螺钉，3销，4轴，5二号尾座后盖螺钉，6尾座后盖，7尾座，8尾座支撑架，9一号后盖螺钉，10二号后盖螺钉，11一号轴承，12导轨左支撑架，13三爪卡盘，14隔套，15导轨，16顶针，17一号顶针支撑架锁紧螺钉，18一号滑块，19顶针套筒，20顶针锁紧螺钉，21二号顶针支撑架锁紧螺钉，22一号链接螺钉，23滑块固定板，24二号链接螺钉，25导轨右支撑架，26导轨右锁紧螺钉，27旋转导轨右支撑架，28旋转导轨右锁紧螺钉， 29旋转导轨，30旋转底盘，31旋转导轨旋转架，32二号锁紧轴，33二号手柄，34旋钮，35调节轴，36一号销，37二号销，38锁紧套筒，39手柄，40锁紧活块，41测量台，42一号手柄，43一号锁紧轴，44旋转导轨左锁紧螺钉，45旋转导轨左支撑架，46三号销，47一号旋钮，48四号销，49一号调节轴，50一切号齿条，51调节齿轮，52立柱，53一号键，54二号齿条，55二号调节轴，56五号销，57六号销，58二号旋钮，59二号测量杆，60一号测量头固定螺钉，61二号测量头固定螺钉，62二号测量头，63二号微调螺钉，64二号测量头连接套，65二号测量头直角弯头，66 一号测量头表锁紧旋钮，67一号测量头，68一号测量杆，69二号测量头表锁紧旋钮，70顶针支架， 71一号滑块锁紧螺钉，72底板，73一号底板固定螺钉，74二号底板固定螺钉，75尾座固定螺钉，76一号尾座后盖锁紧螺钉，77二号尾座后盖锁紧螺钉，78二号轴承，79一号后盖锁紧螺钉，80二号后盖锁紧螺钉，81顶针套筒固定螺钉，82二号键，83环形锁紧圈，84一号旋转底盘固定螺钉，85一号齿轮，86一号凸轮，87二号旋转底盘固定螺钉，88三号键，89一号微调螺钉，90一号测量头固定螺钉，91二号测量头固定螺钉，92一号左固定螺钉，93二号左固定螺钉，94一号滚子，95一号螺母，96二号滚子，97二号螺母，98一号底板固定螺钉，99二号底板固定螺钉，100二号滑块，101一号立柱固定螺钉，102二号立柱固定螺钉，103三号立柱固定螺钉，104四号立柱固定螺钉。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的技术方案，但不应理解为是对技术方案的限制，在此基础上的等同改进都属于本发明的保护范畴。

如图1-12所示，该测量仪包括底座1、三爪卡盘13、导轨15、顶针16、旋转导轨29、立柱52和测量台41，底座1上安装导轨15、旋转导轨29和尾座7，导轨15上安装顶针16，尾座7上相对于顶针对安装三爪卡盘13，旋转底盘30上安装旋转导轨29，旋转导轨29上安装立柱52，立柱52上安装测量台41，测量台41上安装一号测量杆68和二号测量杆59，一号测量头67安装在一号测量杆68上且一号测量头与一号测量杆同轴，二号测量头62安装在二号测量杆59上且二号测量头与二号测量杆轴线成90度角，整体构成斜向几何公差测量仪。

如图1、图2、图7所示，底板72 通过一号底板固定螺钉73和二号底板固定螺钉74与底座1固定；尾座支撑架8通过三号底板固定螺钉98和四号底板固定螺钉99与底板72固联，尾座支撑架8中部有沉头孔，沉头孔中的尾座固定螺钉75实现尾座支撑架8与尾座7固联；尾座7内孔依次安装二号轴承78、隔套14、一号轴承11，尾座后盖6通过一号尾座后盖锁紧螺钉76和二号尾座后盖锁紧螺钉77与尾座7固定；轴4由二号轴承78与一号轴承11支承旋转，轴4小头轴径上开有环形槽，销3伸入轴4的环形槽中防止轴4的轴向窜动，销3通过螺纹与尾座后盖6固定，轴4大头端法兰通过一号后盖锁紧螺钉79和二号后盖锁紧螺钉80与三爪卡盘13固联，带动三爪卡盘13与轴4同轴旋转。

如图1、图6所示，顶针16安装在顶针套筒19内中，顶针16沿轴向调节并由顶针锁紧螺钉20锁紧，顶针支架70中部有沉头孔，沉头孔中的顶针套筒固定螺钉81固联顶针支架70与顶针套筒19；顶针支架70通过一号顶针支撑架锁紧螺钉17和二号顶针支撑架锁紧螺钉21与一号滑块18固联，一号滑块18通过一号链接螺钉22和二号链接螺钉24与滑块固定板23固联，滑块固定板23通过螺纹连接滑块锁紧螺钉71，一号滑块18在导轨15上滑动，旋紧滑块锁紧螺钉71顶住导轨15，依靠摩擦使一号滑块18固定在导轨15上；导轨15通过导轨左支撑架12和导轨右支撑架25支承固定，导轨左支撑架12和导轨右支撑架25与底座1固定。

如图1、图4所示，旋转底盘30是带刻度盘的阶梯状圆盘，通过一号旋转底盘固定螺钉84和二号旋转底盘固定螺钉87与底座1固联；旋转架31套在旋转底盘30上形成间隙较小的配合，旋转架31与旋转底盘30同轴，手工盘动旋转架31，旋转架31绕旋转底盘30轴线旋转，旋转架31顶部开有与旋转导轨29半截面形状匹配的槽，旋转导轨29卡在槽中并形成紧配合，使旋转导轨29随旋转架31一起绕旋转底盘30轴线旋转，旋转底盘30上带有刻度盘，旋转架31上注有显著的标记线，标记线对准旋转底盘30上刻度盘的“0”线时代表旋转导轨29水平，标记线对应刻度盘不同角度刻线时表示旋转导轨29相对于水平线转过的角度；旋转导轨29通过旋转导轨左支撑架45、旋转导轨右支撑架27来固定和调节，旋转导轨左支撑架45、旋转导轨右支撑架27与底座1固联。

如图5所示，导轨左支撑架12、导轨右支撑架25、旋转导轨左支撑架45、旋转导轨右支撑架27的结构、原理相同；以旋转导轨左支撑架45为例说明，支撑架形状为长方体，中间开有略高于旋转导轨29高度的开口通槽，旋转导轨29在通槽内有自如转动的空间，旋转导轨29转动位置确定后，旋紧旋转导轨左锁紧螺钉44，使开口通槽收紧从而锁紧、固定旋转导轨29一端，旋转导轨左支撑架45通过一号左固定螺钉92和二号左固定螺钉93与底座1固联。

如图1、图8、图10所示，立柱52底部四个角通过一号立柱固定螺钉101、二号立柱固定螺钉102、三号立柱固定螺钉103、四号立柱固定螺钉104与二号滑块100固联，二号滑块100卡在旋转导轨29上，二号滑块100沿旋转导轨29导轨面滑动；立柱52截面是个六边形结构，长边对应的立面开有长方形凹槽，凹槽的两侧分别装有一号齿条50和二号齿条54，一号齿条50和二号齿条54同时与调节齿轮51啮合。

如图1、图11所示，调节轴35沿轴向由内向外依次套有调节齿轮51、锁紧活块40、锁紧套筒38、旋钮34，调节齿轮51通过一号键53与调节轴35连接，调节轴35与锁紧活块40、锁紧套筒38有较大间隙，调节轴35通过一号销36、二号销37与旋钮34连接；锁紧套筒38的大端通过螺纹装有手柄39，锁紧套筒38通过螺纹旋入测量台41，锁紧套筒38小端的端面顶住锁紧活块40，锁紧活块40是个带孔的长方体，锁紧活块40顶在立柱52上；旋转旋钮34，通过齿轮齿条驱动测量台41沿立柱52上下移动，测量台41移动至合适位置后转动手柄39使锁紧套筒38旋入顶住锁紧活块40，锁紧活块40顶住立柱52，实现测量台41与立柱52的固定。

如图1、图3、图9所示，测量台41是一个带有不同形状孔的一个长方体，测量台41套在立柱52上，通过齿轮齿条与锁紧活块让测量台41沿立柱52上下移动与锁紧，测量台41两侧安装一号测量杆68、二号测量杆 59；一号测量杆68是个空心轴，一号测量杆68安装在测量台41的圆柱通孔内，一号测量杆68的外表面加工有齿条，齿条与一号齿轮85啮合，一号齿轮85通过二号键82与一号调节轴49连接，一号调节轴49通过三号销46、四号销48与一号旋钮47连接，一号调节轴49与测量台41的孔形成间隙较小配合；凸轮86通过三号键88与一号锁紧轴43连接，一号锁紧轴43与测量台41的孔形成间隙较小配合，一号锁紧轴43大端通过螺纹安装一号手柄42，环形锁紧圈83是个开口环，其套在一号测量杆68上；转动一号手柄42，一号锁紧轴43带动凸轮86旋转，凸轮86顶紧环形锁紧圈83，开口的环形锁紧圈83收紧抱住一号测量杆68并锁紧一号测量杆68。

如图1所示，一号测量头67的大端是与一号测量杆68同样直径的圆柱体，开有两个相连通的通孔，用来安装测量表表径，一号测量头67的大端端面中部有开口槽，开口槽与一号测量头67安装测量表表径的通孔相通，测量表穿入通孔后旋紧测量头表锁紧旋钮66，通过螺纹收紧一号测量头67的大端端面中部开口槽的两部分从而锁紧测量表；如图3所示，一号测量头67的小端呈鸭嘴状两片，两片上下对称分布，鸭嘴开口与通孔连通；一号测量头67的小端套在一号测量杆68一端的孔中，通过一号测量头固定螺钉90、二号测量头固定螺钉91连接；一号微调螺钉89通过螺纹与一号测量头67联接，旋紧一号微调螺钉89，一号测量头67的小端鸭嘴开口发生微小变化，从而实现一号测量头67的微调，最终实现测量头上安装的测量表触头与零件的有效接触；一号测量头67安装测量表后是垂直位置，即测量表垂直安装测量高度偏移量。

如图1、图12所示，二号测量杆59与二号测量头62的结构原理和测一号量杆68与一号测量头67的结构原理一样；还包括测量头连接套64和测量头直角弯头65，使二号测量头62与二号测量杆59成90度；二号测量头62安装测量表后是水平位置，即测量表水平安装测量水平偏移量。

以长轴类带锥度零件的测量为例，使用两头顶的方式安装被测零件，三爪卡盘13夹紧顶尖顶住零件一端，顶针16沿导轨15滑动到合适位置顶住零件另一端，拧紧一号滑块锁紧螺钉71，顶针16固定在导轨15上，零件绕三爪卡盘中心线旋转；一号测量头67安装测量表后是垂直位置，即测量表垂直安装，测量高度偏移量；二号测量头62安装测量表后是水平位置，即测量表水平安装，测量水平偏移量；测量表通过旋钮34沿立柱52调节高度并通过手柄39锁紧；测量表通过一号旋钮47、二号旋钮58调节水平位置，并通过一号手柄42、二号手柄33锁紧；使旋转导轨29旋转一定的角度，通过旋转底盘30上的刻度盘读出旋转导轨29相对于水平线转过的角度值，角度值与被测零件锥度相适应，拧紧旋转导轨左锁紧螺钉44与旋转导轨右锁紧螺钉28，旋转导轨29位置固定，测量台41带动测量表沿旋转导轨29连续滑动；此时测量表便捷的测量锥面素线的直线度、锥面跳动几何公差项目。