专利名称：多功能量具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种使用机械方法测量线性尺寸的多功能量具，是适用于测量精度要求高的直孔、锥孔、螺纹孔中径的量具。
已知技术中，孔内径的测量一般使用单一用途的内径三爪千分尺、塞规等量具。中国专利CN85204309公开了一种由带V形斜槽的轴和测量头、螺母构成的测量φ18～φ80尺寸段的符合国家标准(GB1801～1804－79)孔的所有偏差(A－Z)的一切精度的孔的组合塞规，由于(1)其斜槽与测量块的相对位置每组合一次就须检定一次，对不同精度的孔，需要不同的组合，使用不方便，(2)采用的是比较测量的方法，对一些高精度的孔，只能判定是否合格，不能测出误差多少，使用受到限制。中国专利CN86202329公开了一种测量锥孔的锥度及直径的锥孔干分尺，它是在内径三爪千分尺上增加测环、心杆、螺钉而构成，利用锥孔直径、长度和锥度相互关系的原理实现对锥孔的测量，但存在下列不足(1)测量精度低。测环在心杆上滑移调节长度时，测环与量爪之间的距离要产生误差，螺杆在螺纹轴套中旋转，螺杆一端的塔形阿基米德螺旋体(即圆锥体)推动其均布于周围的三个量爪在半径方向移动时，圆锥螺纹的误差将反映为大端直径的测量误差，由于锥度值由大端、小端直径和长度来共同决定，因此长度误差和大端误差将影响锥度的测量误差，而且，圆锥螺纹的误差有锥度误差、螺距误差、中径误差、牙形角误差等。(2)塔形阿基米德螺旋体的零件精度要求很高，制造难度大，成本高。(3)圆锥螺纹接触面积小，不耐磨损，使用寿命短。(4)使用范围较小。
本实用新型其目的旨在克服上述现有技术中的不足而提供一种测量精度高、成本低的多功能量具，可准确地进行直孔、锥孔、螺纹孔中径测量。
本实用新型的技术解决方案是一种多功能量具，包括轴套1、用圈状弹簧4联接并定位在轴套1中的2～3个片状测量头、螺杆，其特征之处在于螺杆是有刻度线的锥度轴2，测量头接触锥度轴2一端有与锥度轴2一致的锥度，还包括一端面有刻度线、另一端与轴套1螺纹联接或用螺钉联接、内部与锥度轴2螺纹联接的锁紧螺母6，螺旋弹簧5，螺旋弹簧5位于轴套1与锥度轴2之间。
本实用新型技术解决方案中的锥度轴2的锥度为15～120。
本实用新型技术解决方案中的测量头为3个相同的测量头3，呈T形或l形。
本实用新型技术解决方案中的测量头还可以为3个相同的测量头8，测量头8不接触锥度轴2的一端是轴向截面为R3～6mm的圆弧形。
本实用新型技术解决方案中的锁紧螺母6上螺纹联接或用螺钉联接有测量盘7，测量盘7的轴向截面是R与测量头8一致的圆弧形。测量盘7可以有各种规格，根据需要选用。
本实用新型技术解决方案中的测量头还可以是测量头9和10，测量头9的不接触锥度轴2一端为圆锥形，测量头10的不接触锥度轴2一端为V形槽，两者角度均为螺纹牙形角。
本实用新型相比现有技术具有下列特点1、测量头与锥度轴的接触面积比测量头与圆锥螺纹(即塔形阿基米德螺旋线)的接触面积大，因而耐磨，使用寿命长；
2、锥度轴制造容易、成本低，锥度误差小、测量精度高；3、省去微分筒，减少了零件和加工工艺，降低了成本；4、结构简单、一物多用，可用于直孔、锥孔、螺纹孔等测量，即可作内径量仪(主动测量)，又可作塞规(被动检测)；5、每一个尺寸只需要一个(读数测量)或两个(比较测量)本实用新型，就可测量多种精度和多种尺寸偏差的零件，大大减少了量具的品种规格和数量。例如φ12H7、φ12H8、φ12K8、φ12G8、φ12H9，又如M10－6H、M10－6G、M10－6F、M10－7E均仅需一付(或两付)本实用新型的量具。
图1是本实用新型实施例1结构示意图；图2是图1的B－B剖视图；图3是图2中I部分放大图；图4是图1的右视图；图5是图4的A－A剖视图；图6是本实用新型实施例2结构示意图；图7是本实用新型实施例3结构示意图；图8是图7中C－C放大图；图9是图7中D－D放大图。
图中1～轴套，2～锥度轴，3～测量头，4～圈状弹簧，5～螺旋弹簧，6～锁紧螺母，7～测量盘，8～测量头，9～测量头，10～测量头。
以下结合附图通过实施例对本实用新型作进一步描述实施例1参见图1－5。一种测量直孔孔径的多功能量具，由轴套1、有刻度线的锥度轴2、3个T形片状测量头3、圈状弹簧4、螺旋弹簧5、锁紧螺母6组成；测量头3与锥度轴2接触一端的锥度与锥度轴2的锥度一致，另一端可与被测零件可靠接触，中部有一穿孔，圈状弹簧4经穿孔将3个测量头3联接并定位于轴套1上垂直于轴线的三个均匀分布的导向槽内；锁紧螺母6一端面上有刻度线，另一端与轴套1螺纹联接。平静状态时，圈状弹簧4把测量头推向锥度轴2，当锥度轴2在轴套1内移动时，测量头3将沿径向伸缩，这样3个测量头3组成的圆径尺寸与轴套1和锥度轴2的相对位置之间建立了一一对应的关系，据千分尺读数原理，通过锁紧螺母6和锥度轴2上的刻线，可以计算出轴向位移和3个测量头组成的圆径尺寸。锥度轴上的刻线表示锥度轴的轴向位移，每格0.5mm，锁紧螺母上的刻线表示旋转的角度，设锥度轴与锁紧螺母配合的螺纹螺距为0.5mm，锁紧螺母上的刻线为50等分，锥度值为15，若锥度轴上的读数为5mm，对应螺母上的读数为15，则轴向位移为S＝5＋(0.5／50)×15＝5.15(mm)圆径尺寸为D＝D.＋(K／2)×S＝D.＋(15／2)×5.15＝D.＋0.515式中D.为锥度轴和锁紧螺母上的读数都为零时的圆径尺寸〔制造时已确定的已知数〕。
测量精度。顺时针旋转锥度轴2，锥度轴2左移，把3个测量头3顶出，圆径增大，△D＝(K／2)×△S，式中△D——圆径变化量，K——锥度值，△S——锥度轴的位移误差，当锥度轴2反时针方向旋转时，锥度轴右移，3个测量头3沿径向收缩，计算同前。由于K／2≤1／10，所以△D＜＜△S，且△S最小为1／100mm，故△D最小可达1／1000mm。
当调节读数为某一尺寸时，可以作为塞规比较待测孔径大小。
实施例2参见图6。一种测量锥孔孔径和锥度的多功能量具，用3个测量头8取代了3个测量头3，测量头8与被测件接触一端的轴向截面为R3～R6mm的圆弧形，锁紧螺母6上螺纹联接(或用螺钉联接)一个测量盘7，测量盘7的轴向截面是与测量头8一致的圆弧形，根据需要，测量盘7可以选用各种规格，其它同实施例1，略。根据三角函数关系，可计算出锥度。再换上更大的测量盘，使测量盘的端面与锥孔端面接触，可以测出孔径。
测量精度。据K＝(D－d)／L，式中，K－锥度值，D－测量盘7的直径，d－圆径尺寸，L－测量头8与测量盘7的距离。锥度的锥角α＝2arctg〔(D－d)／2L〕，由于D、L一定，故 (dα)/(d(d)) ＝－11+(D-d2L)2]]>，则dα＝－
d(d)，由于
＜1，故｜dα｜＜｜d(d)｜，即｜△α｜＜｜△d｜，亦即锥角变化量△α(弧度)小于圆径变化量△d(mm)，换算成角度，△α＝180°△d／π，因为△d最小为1／1000mm，故△αmin＜(60／1000)°即△αmin＜(36／10)′小于4′。
又据φ＝d＋E可计算出锥孔孔径，式中φ一被测锥孔大端直径，d－圆径尺寸，E－测量常数。E＝2(L－R)tgα／2＋Rtgα／2Sinα／2。式中L－为测量盘间的距离，R－为测量盘的圆弧半径，α－为锥角。
△φ＝△d＋△E。由于△E很小，相对于△d可忽略，故△φ≈△d，则△φmin≈△dmin＝1／1000mm。
实施例3，参见图7～9。一种测量内螺纹中径的多功能量具，用2个测量头(9和10)取代3个测量头3，圈状弹簧4经测量头穿孔将测量头9和测量头10联接并定位于轴套1上垂直于轴线的2个对称分布的导向槽内；与被测件接触一端，测量头9的形状为圆锥形与内螺纹波谷相吻合，测量头10为V形槽与内螺纹波峰相吻合，测量头9和测量头10的角度均为螺纹牙型角，其它同实施例1，略。根据测量头的伸缩可以测量并计算出内螺纹中经尺寸。
本实用新型不限于上述实施例，本实用新型内容所述均可实施。
权利要求1.一种多功能量具，包括轴套1、用圈状弹簧4联接并定位在轴套1中的2～3个片状测量头、螺杆，其特征在于螺杆是有刻度线的锥度轴2，测量头接触锥度轴2一端有与锥度轴2一致的锥度，还包括一端面有刻度线、另一端与轴套1螺纹联接或用螺钉联接、内部与锥度轴2螺纹联接的锁紧螺母6，螺旋弹簧5。
2.按权利要求1所述的多功能量具，其特征在于锥度轴2的锥度为15～120。
3.按权利要求1或2所述的多功能量具，其特征在于测量头为3个相同的测量头3，呈T形或l形。
4.按权利要求1或2所述的多功能量具，其特征在于测量头为3个相同的测量头8，测量头8不接触锥度轴2的一端是轴向截面为R3～6mm的圆弧形。
5.按权利要求4所述的多功能量具，其特征在于锁紧螺母6上螺纹联接或用螺钉联接有测量盘7，测量盘7的轴向截面是R与测量头8一致的圆弧形。
6.按权利要求5所述的多功能量具，其特征在于测量盘7有各种规格。
7.按权利要求1或2所述的多功能量具，其特征在于测量头为测量头9和10，不接触锥度轴2一端，测量头9为圆锥形、测量头10为V形槽，两者角度均为螺纹牙形角。
专利摘要一种多功能量具，由轴套、锥度轴、片状测量头、圈状弹簧、螺旋弹簧、锁紧螺母、测量盘组成，用锥度轴取代圆锥螺纹轴，结构简单、成本低，可精确地进行直孔、锥孔、螺纹孔中径等测量。
文档编号G01B3/46GK2089610SQ91214189
公开日1991年11月27日 申请日期1991年2月20日 优先权日1991年2月20日
发明者曾明昌 申请人:曾明昌