一种外锥角精密测量装置的制作方法

1.本实用新型涉及外锥角测量仪器技术领域，具体为一种外锥角精密测量装置。


背景技术：

2.部分工件在生产过程中存在缺陷，导致生产成品不合格，从而影响到它所属工业产品的性能。实际生产中，通常使用锥度环规检验工件外圆锥的锥度，并配合用涂色法一起检验其锥角，但是该方法无法用数据准确表示锥角的大小，检测结果不够直观，当外锥角公差较小时，难以准确检测其公差；且只能用于检验成品，不能用于检验加工过程中的产品。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术中锥度环规只能适用于公差较大的测量和不能显示外锥角公差数据的问题，本实用新型提供了一种外锥角精密测量装置，采用千分表进行读数，并根据数值的偏摆范围来判断工件是否合格，亦可用于机加过程中的检验测量。本实用新型的外锥角精密测量装置，包括：
4.支架，所述支架的上端开设有贯穿的定位孔；
5.量套，所述量套的下端贯穿所述定位孔并与所述支架连接，所述量套为上下两端开口的空心结构；
6.顶杆，所述顶杆为阶梯轴，所述顶杆的上端开设有盲孔，所述盲孔的开口朝上，所述量套套设于所述顶杆；
7.弹簧，所述弹簧套设于所述顶杆，所述弹簧的一端与所述量套连接，所述弹簧的另一端与所述顶杆连接；
8.千分表，所述千分表的轴套与所述量套的下端开口连接，所述千分表的触点与所述顶杆抵接。
9.作为上述技术方案的进一步改进：
10.所述顶杆从上到下依次为第一阶梯轴和第二阶梯轴，所述第一阶梯轴的直径大于所述第二阶梯轴的直径；所述第一阶梯轴的侧壁开设有第一限位槽；所述弹簧套设于所述第二阶梯轴并与所述第一阶梯轴的侧壁连接；所述第二阶梯轴与所述千分表的触点抵接。
11.所述量套的空腔从上到下依次为第一空腔、第二空腔和第三空腔；所述第一空腔上端的口径大于下端的口径，所述第二空腔的内径大于所述第三空腔的内径；所述第一阶梯轴与所述第二空腔间隙配合，所述第二阶梯轴与所述第三空腔间隙配合；所述第二空腔的内壁与所述弹簧连接；所述量套开设有与所述第一限位槽对应的第一限位孔；还包括：第一限位轴，所述第一限位轴贯穿所述第一限位孔并与所述第一限位槽滑动配合。
12.所述量套的外壁设有定位轴肩，所述定位轴肩的直径大于所述定位孔的内径，所述定位轴肩位于所述定位孔上方；所述量套位于所述定位孔下方的外壁与锁紧螺母螺纹连接。
13.所述量套、顶杆、千分表和所述定位孔同轴。
14.还包括夹套，所述夹套为侧面开口的管形，所述夹套套设于所述千分表的轴套，所述夹套与所述量套的下端开口过盈配合；所述夹套的外壁设有环形槽；所述量套开设有与所述环形槽对应的第二限位孔；还包括第二限位轴，所述第二限位轴贯穿所述第二限位孔并与所述环形槽抵接。
15.所述量套的上端开口设有第一倒角，所述第一倒角的内锥角大于标准件的外锥角；所述盲孔的开口设有第二倒角，所述第二倒角的内锥角大于标准件的外锥角。
16.所述量套设有贯穿的竖向腰形孔。
17.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
18.(1)本实用新型装置采用千分表精密读数，测量时通过量套和顶杆的盲孔自动导正中心轴线，能够精准找到被测锥面；当被测件的外锥角与标准件的外锥角出现公差时，顶杆会相应地进行直线运动，把外锥角锥度公差转换为轴线方向的直线位移线性值，再传递给千分表的触点，利用千分表触点的直线位移，通过机械传动系统转变为指针在表盘上的角位移，再根据指针对零位的偏离量确定工件尺寸是否合格或读出精准锥度公差值。
19.(2)通过将外锥角微小的公差转化为轴线方向明显的线性位移，能够对外锥角的公差进行放大，从而实现精密的测量。
20.(3)该装置设计巧妙、操作及维修方便、测量精度高，可广泛推广用于生产加工、装配和检验中。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是本实用新型的整体结构示意图；
23.图2是量套的整体剖视图；
24.图3是顶杆的部分剖视图；
25.图4是夹套的部分剖视图；
26.图5是支架的整体结构示意图；
27.图6是标准件的示意图；
28.图7是本实用新型的计算方法示意图。
29.附图标记：
30.1、支架；10、定位孔；
31.2、量套；21、第一空腔；22、第二空腔；23、第三空腔；24、第一限位孔；25、定位轴肩；26、锁紧螺母；27、第二限位孔；28、第一倒角；29、竖向腰形孔；
32.3、顶杆；31、盲孔；32、第一阶梯轴；33、第二阶梯轴；34、第一限位槽；35、第二倒角；
33.4、千分表；41、轴套；42、触点；5、夹套；6、第一限位轴；7、第二限位轴。
具体实施方式
34.下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例
用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
35.图1示例了本实用新型的整体结构示意图，图6示例了标准件的示意图，如图1和图6所示，本实施例的外锥角精密测量装置，包括：支架1，支架1的上端开设有贯穿的定位孔10；量套2，量套2的下端贯穿定位孔10并与支架1连接，量套2为上下两端开口的空心结构；顶杆3，顶杆3为阶梯轴，顶杆3的上端开设有盲孔31，盲孔31的开口朝上，量套2套设于顶杆3；弹簧，弹簧套设于顶杆3，弹簧的一端与量套2连接，弹簧的另一端与顶杆3连接；千分表4，千分表4的轴套41与量套2的下端开口连接，千分表4的触点42与顶杆3抵接。
36.这里需要说明的是，顶杆3能在量套2内进行直线运动；量套2的上端开口的定位圆周与被测工件充分线接触，即上测量面q，上测量面q为圆周线，顶杆3的盲孔31的开口也与被测工件充分线接触，即下测量面p，下测量面p也为圆周线。
37.图7示例了本实用新型的计算方法示意图。如图1和图7所示，本实用新型的计算方法为：
38.r为上、下两个测量面之间的径向尺寸差值的一半，即(d
1-d2)/2(其中d1、d2分别为上、下测量面圆直径)，为固定值。上测量面q、下测量面p及轴线形成一个直角三角形，上、下测量面的轴向尺寸l随着被测锥角α的变化而变化。根据正切函数外锥角α＝2arctan,当α发生变化时，l随着发生变化。当被测外锥角α1比标准件外锥角大时(上测量面q固定不变)，下测量面p向上运动，上、下测量面轴向距离l1小于l，δl1为负值，此时，千分表4指针相对零位往逆时针方向旋转。当被测外锥角α2比标准件外锥角小时，下测量面p向下运动，上、下测量面轴向距离l2大于l，δl2为正值，此时，千分表4指针相对零位往顺时针方向旋转。通过设计计算把外锥角的锥度变化转变为上、下测量面之间轴线方向的线性尺寸变化(δl1、δl2)，再通过千分表4读数，准确地反映出锥角的误差大小。
39.根据本实用新型的实施例，图3示例了顶杆3的部分剖视图，如图3所示，顶杆3从上到下依次为第一阶梯轴32和第二阶梯轴33，第一阶梯轴32的直径大于第二阶梯轴33的直径；第一阶梯轴32的侧壁开设有第一限位槽34；弹簧套设于第二阶梯轴33并与第一阶梯轴32的侧壁连接；第二阶梯轴33与千分表4的触点42抵接。
40.这里需要说明的是，顶杆3的加工精度较高，外壁表面光滑。
41.根据本实用新型的实施例，图2示例了量套2的整体剖视图，如图2所示，量套2的空腔从上到下依次为第一空腔21、第二空腔22和第三空腔23；第一空腔21上端的口径大于下端的口径，第二空腔22的内径大于第三空腔23的内径；第一阶梯轴32与第二空腔22间隙配合，第二阶梯轴33与第三空腔23间隙配合；第二空腔22的内壁与弹簧连接；量套2开设有与第一限位槽34对应的第一限位孔24；还包括：第一限位轴6，第一限位轴6贯穿第一限位孔24并与第一限位槽34滑动配合。量套2与顶杆3间隙配合能保证顶杆3直线运动。
42.这里需要说明的是，第一空腔21的形状为喇叭状；量套2的上端开口外设有凸出的外沿；第一限位轴6与第一限位孔24螺纹连接；第二空腔22和第三空腔23的加工精度较高，内壁表面光滑，第二空腔22内带有退刀槽；第一限位槽34为环形槽，第一限位槽34沿顶杆3的运动方向的长度大于第一限位轴6的外径，使顶杆3在规定的范围内与量套2保持相对滑
动。
43.根据本实用新型的实施例，量套2的外壁设有定位轴肩25，定位轴肩25的直径大于定位孔10的内径，定位轴肩25位于定位孔10上方；量套2位于定位孔10下方的外壁与锁紧螺母26螺纹连接；使得量套2固定安装于支架1。
44.这里需要说明的是，图5示例了支架1的整体结构示意图，如图5所示，支架1由上、下板及立板焊接而成；上板为长方形，上板开设有定位孔10，定位轴肩25与上板的上表面贴合，锁紧螺母26与上板的下表面贴合；下板为u形，能减少下板与台面的接触面积，使装置安放平稳。
45.根据本实用新型的实施例，量套2、顶杆3、千分表4和定位孔10同轴。
46.根据本实用新型的实施例，图4示例了夹套5的部分剖视图，如图4所示，还包括夹套5，夹套5为侧面开口的管形，夹套5套设于千分表4的轴套41，夹套5与量套2的下端开口过盈配合；夹套5的外壁设有环形槽；量套2开设有与环形槽对应的第二限位孔27；还包括第二限位轴7，第二限位轴7贯穿第二限位孔27并与环形槽抵接。夹套5与量套2的下端开口过盈配合能增加夹套5与量套2之间的摩擦力；第二限位轴7与夹套5抵接能对千分表4进行限位和紧固。
47.这里需要说明的是，第二限位轴7与第二限位孔27螺纹连接；夹套5是由弹性材料制作的、轴向开槽短而薄的圆管。
48.根据本实用新型的实施例，量套2的上端开口设有第一倒角28，第一倒角28的内锥角大于标准件的外锥角；盲孔31的开口设有第二倒角35，第二倒角35的内锥角大于标准件的外锥角，第一倒角28能对被测件进行导正，量套2与被测件同轴；第二倒角35也能对被测件进行导正，使得顶杆3与被测件同轴。
49.根据本实用新型的实施例，量套2设有贯穿的竖向腰形孔29，便于观察量套2内被测件与顶杆3的配合情况。
50.本实用新型使用时，把标准件放入量套2上端开口中，使标准件大端锥面与量套2的上端开口充分线接触，量套2的接触圆周线即上测量面q；同时，标准件顶部圆锥插入顶杆3的盲孔31中，盲孔31的开口与标准件充分线接触，顶杆3的接触圆周线即下测量面p；顶杆3受到标准件的重力作用而向下移动，压缩弹簧；顶杆3下移推动千分表4的触点42下移，千分表4指针旋转，旋松第二限位轴7，调整千分表4位置使指针归零(当千分表4为指针式表时，将表盘的零位与指针对齐；当千分表4为数显表时，则按归零按钮使显示的数值归零)。
51.取出标准件，弹簧复位，顶杆3在弹力的作用下上移。
52.把被测件放入量套2上端开口中，被测件外锥面的大端与上测量面q圆周线性接触，圆锥顶插入顶杆3的盲孔31中，被测件与下测量面p圆周线充分接触。上下测量面的轴线距离随着被测工件外锥角的大小而变化。当被测锥度大于标准件对零的标准锥度时，顶杆3的下测量面p上移，上下测量面轴向距离l1小于l，δl1为负值，千分表4指针往逆时针方向旋转。当被测锥度小于标准件对零的标准锥度时，顶杆3的下测量面p下移，上下测量面轴向距离l2大于l，δl2为正值，千分表4指针往顺时针方向旋转。根据千分表4指针距零位的偏离量确定工件尺寸是否合格，并可读出记录其准确数据。
53.当测量结束后，取走工件，将标准件放入量具体锥孔中，千分表4测头复位，指针回归零位。
54.本实用新型中各实施例的技术方案可进行组合，实施例中的技术特征亦可进行组合形成新的技术方案。
55.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。