一种盘环类零件内外止口量具及其使用方法与流程

本发明涉及量具技术领域，特别涉及一种盘环类零件内外止口量具及其使用方法。

背景技术：

盘环类零件止口通常用于刚性连接或焊接加工，其加工精度是影响零件配合质量的重要因素；通常在零件止口尺寸较小或精度要求不高的情况下，选用内外径千分尺或游标卡尺测量零件止口直径尺寸。然而在某些情况下，由于夹具或特殊零件形状的限制，上述常规量具无法测量出止口尺寸，实际生产中，往往使用一种基于两点测距原理的量具，测量直径较大且加工精度要求高的止口尺寸。这种量具的一端为固定连接于量具架的定位装置，另一端为测量装置，该测量装置由弹簧杠杆和万向轮百分表组成；这种量具依据常规比较测量方法，对于每一个检测尺寸配以标准件；测量前将量具在标准件上校对。校对过程中首先将量具端平，然后将定位装置一端固定，沿水平方形移动测量装置一端直到万向轮百分表出现最大值拐点，继而将该测量装置沿水平方向固定，沿竖直方向移动直到万向轮百分表出现最小值拐点。该处为标准件直径尺寸，随即将万向轮百分表调零。采用同样的方法，将调零后的量具用于测量止口尺寸。首先将量具端平，固定定位装置一端，沿水平方向移动测量装置一端至万向轮百分表出现最大值拐点，然后沿竖直方向移动测量装置一端至万向轮百分表出现最小值拐点。此时万向轮百分表与零点的差值就是止口尺寸与标准尺寸的差值。根据该值调整刀具补偿继而加工。但上述现有技术中至少存在以下不足：(1)生产效率低：每一次测量前都需要将量具在标准件上进行校对，而测量过程中也需要数次调整量具以测出真实尺寸，这一繁琐的过程注定会降低零件尺寸的检测效率，进而降低零件加工效率。(2)具有一定的测量难度：在测量过程中由于是人工寻找万向轮百分表的最大值拐点和最小值拐点，因而测量过程中测量的精度会受到操作者的手感经验和工作状态影响。准确性会存在一定波动，不宜掌握。(3)量具适用范围单一：由于量具只有一个定位装置，为了该量具能够使用便利，需要将定位装置与零件接触的端面制成与止口弧面相匹配的曲面，而该曲面与止口尺寸有关。并且由于测量装置的结构限制，一种量具只能适用于检测一个较小范围区间内的止口尺寸，这不仅是对存放量具空间的浪费，更是对制造资源的浪费。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提出了一种盘环类零件内外止口量具及其使用方法，具体技术方案如下：

一种盘环类零件内外止口量具，包括量具架、轴向定位块、测量头、径向定位销、径向辅助定位桥、万向轮百分表和压紧螺钉；

所述量具架为月牙板，且月牙板中心线适于月牙板同心的圆弧；

所述轴向定位块均匀分布在量具架表面；

所述测量头为一个带有定位销的独立装置，由基座、滑块、定位销和弹簧组成；基座上设有直线轨道，限定了滑块的运动轨迹；滑块连接测量头定位销，两者一同运动；

所述基座固定连接量具架上；

所述测量头上的定位销为圆柱体，底端为半球形，端面高度与径向定位销端面高度相同；

所述万向轮百分表触头穿过量具架与滑块表面接触，压紧螺钉将万向轮百分表固定于量具架上；

所述径向定位销设置在量具架下部的中心线上；

所述径向辅助定位桥由两个可沿直线行程轨迹移动的径向辅助定位销与径向辅助定位架刚性连接而成，两个径向辅助定位销对称分布于径向定位销中心与测量头定位销中心连线两侧，且可沿直线轨迹同步移动；两个径向辅助定位销的行程轨迹相互平行，分别与测量头定位行程轨迹相互平行。

所述的一种盘环类零件内外止口量具，其优选方案为所述轴向定位块端面形状为长方形，底部为圆柱，圆柱的圆心与长方形中心重合；

所述轴向定位块端面与量具架宽度接近，圆柱端的中心沿量具架中心线径向放置；

所述轴向定位块设有三个，端面等高，且与量具架所在的平面平行。

所述的一种盘环类零件内外止口量具，其优选方案为所述测量头定位销的轴线与量具架所在平面垂直。

所述的一种盘环类零件内外止口量具，其优选方案为所述径向定位销为圆柱体，底端为半球形，其端面距量具架所在平面高度大于轴向定位块距月牙板所在的平面高度。

所述的一种盘环类零件内外止口量具，其优选方案为所述径向辅助定位桥上的辅助定位销形状为圆柱形，直径相等且大于径向定位销直径，底端为半球形，端面与径向定位销的端面等高。

所述的一种盘环类零件内外止口量具，其优选方案为所述量具架上沿轴线开多个孔，孔均匀地分布在量具架中心线两侧，用于减轻量具重量，便于操作者手持。

所述的一种盘环类零件内外止口量具，其优选方案为所述量具架为大于180°的月牙板。

所述的一种盘环类零件内外止口量具，其优选方案为所述测量头的定位销、径向定位销材质均为硬质合金。

一种盘环类零件内外止口量具的使用方法，所述将轴向定位块置于止口端面，测量头定位销、径向定位销及径向辅助定位销置于止口内壁；测量外止口时，将定位块置于止口端面，测量头定位销、径向定位销及径向辅助定位销置于止口外壁。使用前不需反复调整，只需一次校对即可进行测量，简化了测量过程，只需将定位块贴合止口端面，即可测量出止口尺寸。

本发明的有益效果：本发明的技术方案有效地解决了盘类零件止口尺寸检测问题，尤其是常规量具无法测量的零件止口尺寸。该盘环类零件内外止口量具采用常规的比较测量法，配以标准件能够简便地检测出止口的尺寸。该量具既能检测内止口尺寸又能检测外止口尺寸，结合不同尺寸的标准件，不需要调整便可适用于检测多种止口尺寸。径向辅助定位桥和轴向定位块简化了量具使用过程中校对步骤，提高了检测效率。由于测量头和径向定位销的位置关系，不需要操作人员干预就能准确测量出止口尺寸。消除了测量时操作人员工作状态的影响，抑制客观波动因素，提高测量准确度及稳定性。本发明克服了现有量具使用过程中的不足，可以广泛适用于大尺寸、高精度的盘环类零件的检测。

附图说明

图1为盘环类零件止口量具的结构示意图；

图2为盘环类零件内外止口量具测量外止口的使用状态图；

图3为盘环类零件內外止口量具测量内止口的使用状态图；

图4为测量头结构示意图。

图中，1-量具架、2-轴向定位块、3-测量头、4-径向定位销、5-径向辅助定位桥、6-万向轮百分表、7-压紧螺钉、8-内止口盘环类零件、9-外止口盘环类零件、10-量具架中心线、11-基座、12-滑块、13-定位销、14-弹簧。

具体实施方式

根据图1-4所示，一种盘环类零件内外止口量具，量具架1为月牙形且大于180°的月牙板，月牙形量具架1能够避让盘类零件特殊形状的轴心突出部分，从而测量出复杂型腔盘环类零件的止口尺寸，在量具架中心线上开多个孔，以减轻量具重量便于操作者手持，可将本实施例盘环类零件内外止口量具进行调质处理，增强量具刚性。从而减小盘环类零件内外止口量具受到外力后产生变形。

轴向定位块2设有三个，三个定位块形状完全相同，端部为条状长方形，底部为圆柱，圆柱的圆心与长方形中心重合；端部的条状长方形与量具架宽度接近，沿量具架中心线圆柱中心所在点径向放置，测量内外止口时均能实现稳定支撑；三个定位块的中心线在量具架中心线10上，其中一个轴向定位块在量具架的上部与测量头接近，第二个轴向定位块在量具架的中部，第三个轴向定位块位于量具架下部，实际上可降低定位块位置精度的要求，但前提是保证定位块均匀分布，使其在测量过程中能够稳定支撑量具架。更为重要的是，三个定位块的端部表面要相互平行并具有较高的平面精度，且三个定位块端部表面与量具架所在平面分别平行且距离相等。

测量头3是带有定位销的独立装置，其由基座11、滑块12、定位销13及弹簧14组成。基座11用于固定连接量具架1，基座11上的直线轨道限定滑块12的运动轨迹。滑块12连接测量头定位销，两者一同运动。测量头定位销形状为圆柱形，端部为半圆形，其轴线与量具架所在平面垂直，测量头定位销端部表面与径向定位销端部表面等高；使用硬质合金制造该定位销，以提高量具耐磨性。测量头定位销初始位置为行程中点，远离径向定位销方向为行程正方向，接近径向定位销方向为行程负方向。在滑块12两侧行程正负方向上，分别放置相同的弹簧14，使得测量头定位销在工作状态下才会产生位移，即受力后才会发生移动，非工作状态下回归到初始位置。万向轮百分表6触头穿过量具架1与滑块12表面接触，当测量头定位销移动时，万向轮百分表6指针将显示定位销移动距离。压紧螺钉将万向轮百分表固定与量具架上。安装时确保初始状态下测量头定位销位于量具架中心线上。

径向定位销位4于量具架的下部，径向定位销中心在量具架中心线上，并且在测量头行程轨迹延长线上。定位销形状为圆柱形，端部为半球形，径向定位销轴线与量具架所在的平面垂直，其端面距量具架所在的平面高度大于轴向定位块端面距量具架表面高度，为提高止口量具的耐磨性，可以使用硬质合金制造定位销。

径向辅助定位桥5是由两个相同的辅助定位销刚性连接而成，这两个辅助定位销结构与测量头相近，可沿直线轨迹移动，径向辅助测量头形状为圆柱形，其端部为半球形。径向辅助定位销轴线垂直于量具架所在平面，其端面与径向定位销端面等高，初始状态下定位销位于行程轨迹中点，远离测量头的方向为其正方向，接近测量头的方向为负方向。辅助定位销的直径不应过小，以保证量具工作时可以向正方向或负方向产生位移，两个径向辅助定位销位于量具架下部，对称分布于径向定位销中心与测量头定位销中心连线两侧。两个径向辅助定位销的行程轨迹相互平行，分别与测量头定位销行程轨迹相互平行。安装时确保初始状态下径向辅助定位销中心位于月牙板中心线上，两个径向辅助定位销由刚性径向辅助定位架连接，将会同时产生相同的位移。

如图2-3所示分别使用本实施例的盘环类零件内外止口量具测量内、外止口尺寸示意图。量具工作时，采用比较测量原理，首先用盘环类零件内外止口量具测量标准尺寸量块，测量内止口时，则将测量头定位销、轴向定位销以及径向辅助定位销置于标准件内壁，将轴向定位块2置于标准件端面，测量标准尺寸，调整万向轮百分表6至零位。然后将量具测量头定位销和径向定位销置于待测零件止口内壁，轴向定位块2置于待测零件止口端面。测量内止口尺寸时，测量头定位销和径向辅助定位销均向负方向移动，由于弹簧的作用，测量头定位销和径向辅助定位销将受到正方向的力而贴合与止口内壁，从而实现径向自动准确定位。而后读取万向轮百分表6的偏离数值，如果该偏差在设计图纸公差范围内，则加工尺寸符合实际要求，否则需要继续加工直至符合要求。测量外止口尺寸的过程与上述过程相近，如图3所示，不同之处在于万向轮百分表调零前将盘环类零件止口量具的测量头定位销、径向定位销和径向辅助定位销置于标准件外壁，测量时将盘环类零件止口量具的测量头定位销和轴向定位销置于待测零件止口外壁。

使用本发明盘环类零件止口量具测量内止口时，将轴向定位块置于止口端面，测量头定位销、径向定位销及径向辅助定位销置于止口内壁；测量外止口时，将定位块置于止口端面，测量头定位销、径向定位销及径向辅助定位销置于止口外壁。使用前不需反复调整，只需一次校对即可进行测量，简化了测量过程，提高了加工效率，使用过程中，只需将定位块贴合止口端面，即可测量出止口尺寸，避免了操作者工作状态对产品尺寸精度的影响。本实施例的盘环类零件止口量具，既可以测量外止口的尺寸也可测量内止口的尺寸，实现了多功能用途，能够有效节约资源和空间。