卡规的制作方法

专利名称:卡规的制作方法
本发明有关一种卡规，利用一个测量器械和卡钳连接，测定工件的量度，具体为利用同一测量器械测定工件的两个垂直的直线量度。
为了测量微米范围或毫米范围内的直线尺寸，常用的测量器械，例如机械量规，电子线路测量元件等，可以在一个限定的测量范围内非常精确工作。这些仪器已证明有高可靠性，尤其在参考一个标准量度，测定量度变化时，如测定旋转工件的偏心度公差，或测定工件相对于标准位置等。但是在许多情况下，测量器械的感测器不能和被测物件，作可控制的直接接触;这就是需要有一种可以在被测物件和测量器械感测器之间建立理想连接的卡规的原因。
已知的卡规在单向的直线上工作，就是把一个给定方向(仅在这方向上)的直线量度变化，按比例转变为与卡规以可操纵方式连接的测量器械指示的测值。因此，为了测量工件在两个不同方向上的量度，或量度误差，或量度变化，便需要把有卡钳的测量器械重作安排或重新调节，或用两个测量装置分别独立工作。这种方法便会造成工时消耗和/或投资额的增高。
德国专利公报第DE-OS3，234，470号中揭示了一种方法，利用一个单一的路径检测元件，测定针形传感器的轴向位移，和垂直平面里的位移。但是，为了把针形传感器的位移，转变为感测元件三轴座标的直线位移，该公报中的构造，需要有非常复杂的标系，轴承，直线滚珠支承件，和滚珠锥面装置。假如这系统的设计是为作高精度操作，在部件的制造和精加工中便需要支付非常高的劳动力和成本的支出。结果便使这系统价格非常昂贵并易于损坏。
本发明的目的，是避免这些缺点，并提出一种有非常简单，廉价而坚固的结构的卡规，这种卡规可以用单一的测量器械，同时测量或测定两个垂直的直线量度。
根据本发明，这目的之所以能达到，是因为提出了一种卡规，其卡钳体分为一个第一部分和一个第二部分，藉此把一个卡钳头安装在该第一部分上，该卡钳头可以和被测工件接触，并又和测量器械作可控制的连接，而该第二部分和该第一部分用弹性连接件连接，弹性连接件和测量方向倾斜45°伸展。
因此，在任何任意方向上对卡规加测量力时，便造成卡规的两个量度互相垂直的直线位移，两位移永远相同或方向正相反，因而一个量度变化，例如水平和垂直方向上的变化，可以用单一的量规测定，其感测器和卡钳的一个任意表面接触，而不需重新安排测量装置。
本发明的目的的实施方法，在下文中将参照附图作进一步的说明，附图内容如下图1为卡规非工作状态的简略侧视;
图2为图1所示卡规在箭头A方向上的前视;
图3为图1所示卡规在箭头B方向上的底部视图;
图4 为工作状态卡规，卡钳头在力P1和P2影响下的简略侧视;
图5 为工作状态卡规，卡钳头在力P3和P4影响下的简略侧视。
本实施例中之卡规用标图号1作一般表示，其中有卡钳体2分为第一部分3和一个第二部分4。这两部分3及4可互相作相对的移动或位移，下文中将进一步叙述。
第二部分4刚性安装，或以可定界限的预定形式，和被测工件作相对移动或相对锁定的设置;因此设有两个安装孔5，有需要时，把卡规的部分4，固定在测量器械的任何适当的可调安装底座(图未示)上。
第一部分3以可位移的方式，和第二部分4连接，有一个卡钳头6，在本实施例中，利用一个螺钉7，刚性固定在卡钳体2第一部分3的延伸部分9上。卡钳头6的形状为一个六面体，其四个测量表面为10a至10d。这些表面加工成平面，和相邻两个测量表面均成精确的90°。测量表面根据实际应用，至少有两个相邻表面(例如10a和10b)自由暴露;在本实施例中，测量表面10c也有一部分暴露，而测量表面10d则几乎完全暴露，也就是可在上面加测量力。
卡钳体2的第一部分3和第二部分4之间的活动连接，通过可弹性变形的连接件实现，该连接件和测量方向，就是和测量表面10a至10d倾斜45°伸展。在本实施例中，设置两个连接件11及12，形成卡钳体2的部分，卡钳体2是一个整体，也就是部分3及4实为一体。部分3和4之所以成为分部，是因为设有若干条槽隙13a至13c和14，把两部分3和4互相分开。
从图1清晰可见，卡钳体2有一个侧表面15，和测量表面10a至10d倾斜45°;这种安排提供可和测量表面10d自由接触的条件。设置一条槽13c平行于这侧表面15，亦即也作45°倾斜，和侧表面15间有一个小距离;从而形成一个第一连接件12。这第一连接件12，是由卡钳体2的第一部分3和第二部分4之间的切槽留料区形成。
槽13c通过垂直安排的槽13b(槽13b也和测量表面10a至10d倾斜45°)，连接槽13a，该槽和槽13b垂直，因此和槽13c平行，但与之有一定距离。最后，设置另一条槽14，与槽13a平行而有一个小间距，一直伸到卡钳体2的边缘，从而该槽14和槽13a之间的留料区，形成另一连接件11。
如下文中将进一步解说，重要的是用作连接件的留料区11及12，和测量面10a至10d有精确的45°倾斜。在另一方面，连接件11及12和卡钳体2为整体并非最重要的;也可以用属于单独加工的分离部件的部分3及4，用两个片簧将其连接(片簧未示)，也有相同的效果。具有与留料区11及12相同的功能，然而必须注意，片簧的纵向伸展，必须和测量表面10a至10d倾斜45°。
假如这时(如图4所示)有一个力，按箭头方向P1作用于测量表面10a，表面10a一般也有作箭头方向P1直线位移的趋势。因为卡钳体2的第一部分3和卡钳头6，枢轴式和卡钳体2的第二部分4连接，所以卡钳头6被推动作箭头P2方向的移动，而同时又作箭头P1方向的移动。原因是第一活动部分3，利用两个和测量方向倾斜45°留料区11及12(或利用上述片簧)，以可作相互位移的方式，和固定部分4连接。从而留料区11及12和第二部分4的交接点，亦即第一部分3围绕旋转的点X及Y(图4)，形成一种旋转轴线。
图4示卡钳头6在力P1影响下的最大位移位置。可以看出槽14及13c的左端并拢，而槽13a的左端在宽度上完全开放。留料区11及12的两个左端部，抵靠附近的卡钳体壁，形成止动部分，防止部分3进一步位移。
在实践中，卡钳头6相对于卡钳体2固定部分4的最大位移路线，处在毫米的分数范围内，因为本发明的卡规一般用于精确测量范畴，涉及的是相对位置而不是绝对位置的测量。这就是留料区11及12变形的理论误差不重要的原因，因为卡钳头6的位移路线非常短。
假如在箭头P2方向上有一个测量力作用于测量表面10b上，那么情况也完全相同。虽乎在理论上卡钳头6倾向于在测量力的方向上位移，但如上文所述，将被推动在箭头P1及P2之间的斜向移动。这样便达到了本发明的目的，亦即利用单一的测量器件，例如一个量规，测量卡钳头6在两个互相垂直的方向上的位移(例如在箭头P1及P2的方向上)。
假如测量力在箭头P3及P4的方向上压迫卡规，动力条件则恰好相反;情况如图5所示，卡钳体2活动部分3，还有相对于固定部分4的最大偏移。并且在这情况下，一个箭头P3方向的力，或一个箭头P4方向上的力，便会造成卡钳头6的相同的位移，位移的量可以用单一的测量器械测量，例如用一个量规。和图4比较的唯一差别，是位移方向相反。
诸如量规感测针之类的测量器械感测器，接触卡规1的地点，一般是无紧要的，只需有一个精确的平表面，和测量方向有精确的倾斜角位置即可。最有利的是使感测器压迫测量表面10a……10d中的一个没有和被测物件接触的表面，因为事实上，所有这些表面都有要求的加工精度。还有另一种可采用的方法，利用固定卡钳头的螺钉7的顶部8，假如螺钉头8有精确加工的平面。
本发明提出的卡规设有一个仪器，可以用单一的测量器械监测两个互相垂直的测量方向。例如可以不需在结构上改变测量器械的安排，测量工件量度在水平方向和垂直方向上的变化。另一个重要的应用范围，可能包括对工件形状变化的测定，并利用单一的测量器械，精确测定发生变化的地点，例如螺旋钻头的端部圆锥部分插入其圆柱形部分的过渡点。
权利要求
1.利用和卡规连接的测量器械测定工件量度的卡规，具体用于藉助同一测量器械，测量工件两个互相垂直方向上的直线量度，特征在于卡规(1)有一个卡钳体(2)，分为一个第一部分(3)和一个第二部分(4)，该两部分可互相相对位移，以利把一个卡钳头(6)安装在第一部分(3)上，该卡钳头接触被测工件，并以可操纵的方式连接测量器械，而第二部分(4)通过弹性连接件(11，12)和第二部分连接，弹性连接件伸展方向和测量方向倾斜45°。
2.如权利要求
第1项中之卡规，特征为卡钳体(23)为一个整个构造，利用安排在卡钳体(2)上，并作45°倾斜的槽隙(13a，13b，13c，14)，分为该第一和第二部分(3，4)。
3.如权利要求
第2项中之卡规，特征为在该第一及第二部分(3，4)之间，至少有一个连接件(11)由卡钳体(2)的一条窄留料部分形成，这留料部分位于两条平行槽隙(13a，14)之间。
4.如权利要求
第2项中之卡规，特征为在该第一及第二部分(3，4)之间，至少有一个连接件(12)，由卡钳体(2)的一个窄留料部分形成，位于卡钳体(2)的外缘(15)和与之平行的槽隙(13c)之间，和测量方向倾斜45°。
5.如权利要求
第1项中之卡规，特征为卡规体(2)的该两部分(3，4)为分立元件，利用与测量方向倾斜45°的两个片簧件将分立元件连接。
6.如前述权利要求
中任一项之卡规，特征为卡钳体的相连两部分(3，4)的相对位移有极限。
7.如前述权利要求
中任一项之卡规，特征为卡钳头(6)由一个与第一部分(3)刚性连接的六面体形成，该六面体至少有两个互相垂直的自由测量表面(10a-10d)，而与连接件(11，12)倾斜45°
8.如上文所述，附图所示的卡规。
专利摘要
利用同一测量器械测量工件两个垂直方向直线量度的卡规。其中有由两个部分(3，4)组成的卡钳体(2)，两部分可互相相对位移。有一个卡钳头安装在第一部分上和被测工件接触，并和测量器械连接。第二部分通过与测量方向倾斜45°的弹性连接件和第一部分连接。卡钳体最好为整体构造，通过布置在卡钳体上倾斜45°的槽隙(13a，13b，13c，14)分成第一及第二部分。
文档编号G01B5/012GK86106570SQ86106570
公开日1987年9月30日 申请日期1986年10月14日
发明者鲁道夫·斯奈德 申请人:厄罗瓦公司