一种锥孔测量装置及测量方法与流程

1.本发明涉及检测量具技术领域，具体涉及一种锥孔测量装置及测量方法。


背景技术：

2.随着机械行业技术的进步，锥面配合在零部件组装、动力传递、维修等方面的应用越来越广泛，尺寸从几十毫米到十几米的产品都有采用锥面配合的设计。
3.在锥孔的加工过程中，由于刀具逐渐磨损会导致锥孔加工质量的不稳定，为了能够准确地控制锥孔的锥度值，保证产品的加工质量，需要在加工过程中对锥孔进行检测。现有的测量方法为通过专用的塞规来对锥孔进行检测，对于小直径的锥孔零件，塞规的重量一般在数公斤以内，方便人员进行现场检测，但大、中型锥孔(直径大于150mm)检测若还用塞规来进行检测，则相应规格塞规的重量可能高达十几公斤甚至更大，检测人员无法很方便的拿起和测量，即使借助相应的提升工具如行车等，来移动塞规，在操作过程中也容易导致塞规与产品之间发生磕碰，划伤等现象，导致产品和量具损坏，造成不必要的经济损失。
4.目前为了实现大、中孔径的锥孔测量，一般是通过三坐标检测或者购买具有自检功能的机床，前者只能在锥孔加工完成后进行检测，而且对检测工件的尺寸有要求，虽然检测精度高，但检测效率较低，产品质量反而无法稳定进行控制，后者机床的购买成本较高，不利于降低产品加工成本。
5.综上所述，急需一种锥孔测量装置及测量方法以解决现有技术中存在的问题。


技术实现要素：

6.本发明目的在于提供一种锥孔测量装置及测量方法，以解决大、中型锥孔的锥度测量问题。
7.为实现上述目的，本发明提供了一种锥孔测量装置，包括基座和测量组件；所述测量组件包括固定筒、测量筒、芯杆、楔块、顶针和测量仪器；所述固定筒与基座连接，所述测量筒滑动连接于固定筒内部；所述芯杆滑动设置于测量筒内部；所述芯杆的第一端抵靠在楔块的斜面上，所述顶针垂直安装于楔块的直角面上，且芯杆的轴线与顶针的轴线垂直；所述芯杆的第二端与所述测量仪器相对设置，通过测量仪器测得芯杆沿其轴线方向的位移。
8.优选的，所述测量组件还包括弹性件，所述弹性件设置于测量筒和芯杆之间，用于向芯杆施加弹性力。
9.优选的，所述测量组件还包括保护盒；所述保护盒与测量筒连接，所述楔块滑动设置于保护盒内部；所述保护盒上设有用于伸出顶针的通孔。
10.优选的，所述楔块的斜面与直角面所呈角度为45
°
；沿顶针的长度方向，所述保护盒内部腔体的规格为楔块规格的两倍。
11.优选的，所述测量组件还包括旋钮；所述旋钮与固定筒转动连接，所述旋钮上设有螺纹孔一，所述测量筒的外壁上设有与螺纹孔一配合的外螺纹；所述固定筒的外壁上还设有滑槽一，所述测量筒上设有与所述滑槽一配合的限位件一。
12.优选的，所述测量仪器为百分表或千分表，测量仪器固定设置于测量筒上，且测量仪器的测头抵靠在芯杆的第二端的端部。
13.优选的，一种锥孔测量装置还包括位置调节组件；所述位置调节组件包括连接架和连接件；所述连接架与基座连接，所述连接架上设有滑槽二，所述连接件通过滑槽二与连接架连接，所述固定筒与所述连接件活动连接，用以实现测量组件的位置调节。
14.优选的，所述固定筒上设有安装孔，所述连接件插入所述安装孔设置，所述安装孔的一侧设有开口部，开口部两侧设有用于安装紧固件的螺纹孔二。
15.优选的，所述基座为磁力表座。
16.本发明还提供了一种锥孔测量方法，采用了上述的锥孔测量装置，包括以下步骤：
17.步骤a：通过基座将锥孔测量装置设置于待测锥孔大端所处平面上，使顶针与待测锥孔壁面接触，且保证顶针轴线与待测锥孔轴线垂直；
18.步骤b：使测量筒朝向待测锥孔小端运动，测量固定筒与测量筒之间的相对位移h，通过测量仪器得到芯杆移动的距离l；
19.步骤c：得到待测锥孔的锥度z：z＝2ltanα/h；其中，α为楔块上顶针安装直角面与楔块斜面所呈角度。
20.应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：
21.(1)本发明中，测量组件包括顶针、楔块和芯杆，芯杆滑动设置于测量筒内部，测量筒滑动设置于固定筒内部，芯杆的轴线与顶针的轴线垂直，当顶针沿待测锥孔的一条母线移动时，顶针推动楔块水平移动，楔块推动芯杆向上运动；芯杆远离楔块的一端与测量仪器相对设置，通过测量仪器测得芯杆沿其轴线方向的位移l，再通过游标卡尺测量固定筒与测量筒之间的相对位移h，即可通过计算得到待测锥孔的锥度，测量装置结构轻巧，操作简便，适用于大、中型锥孔的锥度测量。
22.(2)本发明中，通过在测量筒和芯杆之间设置弹性件，可通过弹性件向芯杆施加压力，使芯杆在测量过程中始终与楔块保持接触。
23.(3)本发明中，通过设置保护盒，可对楔块起到保护和导向作用，且楔块位于保护盒内部，芯杆位于测量筒内部，可避免外界因素干扰，使测量结果更加精准。
24.(4)本发明中，楔块选用45
°
的直角楔块，则顶针的水平位移与芯杆的竖向位移相等，可简化计算过程，快速得到高度方向上两个锥孔截面的直径差值。
25.(5)本发明中，测量组件还包括与固定筒转动连接的旋钮，旋钮与测量筒之间通过螺纹连接，通过旋转旋钮可调节测量筒与固定筒之间的相对高度位置，同时固定筒的外壁上还设有滑槽一，测量筒上设有与滑槽一配合的限位件一，防止测量筒与旋钮配合时在固定筒内部发生转动，影响顶针测量待测锥孔的内壁。
26.(6)本发明中，测量仪器为百分表或千分表，测量仪器的测头抵靠在芯杆的远离楔块一端的端部，用以测量芯杆沿竖直方向的位移，从而得到顶针移动的距离。
27.(7)本发明中，通过位置调节组件可以调节测量组件的位置，便于使测量组件满足锥孔的测量要求。
28.(8)本发明中，连接架上设有水平滑槽，固定筒可沿连接件上下滑动，分别调节测量组件的水平位置和竖直位置。
29.(9)本发明中，基座为磁力表座，用于将锥孔测量装置整体吸附在待测锥孔的大端
所在平面。
30.(10)本发明中，通过将锥孔测量装置的基座吸附在待测锥孔的大端所在平面，旋转旋钮使顶针沿待测锥孔的侧面的母线移动，通过测量固定筒和测量筒之间的相对位移、读取测量仪器的读数，通过计算即可得到大、中型锥孔的锥度，测量方法简便，测量精度高。
31.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
32.构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
33.图1是本技术实施例中一种锥孔测量装置的结构示意图；
34.图2是本技术实施例图1中测量组件的剖视图；
35.图3是本技术实施例图2中测量筒的剖视图；
36.图4是本技术实施例图1中固定筒的结构示意图；
37.图5是本技术实施例图1中旋钮的结构示意图；
38.图6是本技术实施例图1中保护盒的结构示意图；
39.图7是本技术实施例中一种锥孔测量方法的使用示意图；
40.其中，1、基座，2、测量组件，2.1、固定筒，2.1.1、滑槽一，2.1.2、安装孔，2.1.3、螺纹孔二，2.1.4、环槽，2.2、测量筒，2.2.1、限位件一，2.2.2、紧固螺钉，2.2.3、内螺纹段，2.2.4、芯杆通过孔，2.3、芯杆，2.4、楔块，2.5、顶针，2.6、测量仪器，2.7、弹性件，2.8、保护盒，2.8.1、侧板，2.8.2、螺纹筒，2.9、旋钮，2.9.1、螺纹孔一，2.9.2、限位件二，2.9.3、螺纹孔三，3、位置调节组件，3.1、连接架，3.1.1、滑槽二，3.2、连接件，3.3、固定螺母，4、待测锥孔。
具体实施方式
41.以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
42.实施例：
43.参见图1至图7，一种锥孔测量装置及测量方法，本实施例应用于孔径大于150mm的大、中型锥孔的锥度测量。
44.一种锥孔测量装置，参见图1和图2，包括基座1和测量组件2；将基座1设置于待测锥孔4的大端所在平面上，所述测量组件2包括固定筒2.1、测量筒2.2、芯杆2.3、楔块2.4、顶针2.5和测量仪器2.6；所述固定筒2.1与基座1连接，所述测量筒2.2滑动连接于固定筒2.1内部；所述芯杆2.3滑动设置于测量筒2.2内部；所述芯杆2.3的第一端抵靠在楔块2.4的斜面上，所述顶针2.5垂直安装于楔块2.4的直角面上，且芯杆2.3的轴线与顶针2.5的轴线垂直，当顶针2.5沿待测锥孔4的一条母线移动时，顶针2.5推动楔块2.4水平移动，楔块2.4推动芯杆2.3向上运动；所述芯杆2.3的第二端与所述测量仪器2.6相对设置，通过测量仪器2.6测得芯杆2.3沿其轴线方向的位移l，再通过游标卡尺测量固定筒2.1与测量筒2.2之间的相对位移h，即可通过计算得到待测锥孔4的锥度。
45.参见图2，所述测量组件2还包括弹性件2.7，所述弹性件2.7设置于测量筒2.2和芯杆2.3之间，用于向芯杆2.3施加弹性力，在测量过程中使得芯杆2.3与楔块2.4始终保持接触，完成测量后，将顶针2.5、楔块2.4复位后，芯杆2.3可在弹性件2.7作用下自动复位。本实施例中，弹性件2.7选用弹簧，弹性件2.7的工作状态为压缩状态，芯杆2.3的中部设有用于对弹簧进行限位的凸台，测量筒2.2内部中段也设有用于对弹簧限位的限位部，如图3所示，限位部上设有芯杆通过孔2.2.4，便于芯杆2.3穿过芯杆通过孔2.2.4，通过测量仪器2.6测量芯杆2.3端部的位移。
46.所述测量组件2还包括保护盒2.8；参见图3和图6，测量筒2.2底端设有内螺纹段2.2.3，保护盒2.8顶部设有用于与内螺纹段2.2.3连接的螺纹筒2.8.2，所述保护盒2.8与测量筒2.2连接，所述楔块2.4滑动设置于保护盒2.8内部；所述保护盒2.8上设有用于伸出顶针2.5的通孔，保护盒2.8可对楔块2.4起到保护和导向作用，提高锥孔测量装置的测量精度。
47.本实施例中，所述楔块2.4的斜面与直角面所呈角度为45
°
，则顶针2.5的水平位移与芯杆2.3的竖向位移相等；沿顶针2.5的长度方向，所述保护盒2.8内部腔体的规格为楔块2.4规格的两倍，保护盒2.8内部腔体的宽度、高度与楔块2.4相匹配，测量过程中，顶针2.5、楔块2.4和芯杆2.3均位于锥孔测量装置内部，可以避免外界因素干扰(如人为触碰、温度变化等)，提升测量结果的准确性。为提升锥孔测量装置的使用寿命，保护盒2.8采用耐磨材料制成，如工具钢、轴承钢等。
48.所述测量组件2还包括旋钮2.9；本实施例中，参见图4和图5，固定筒2.1顶端设有环槽2.1.4，旋钮2.9上设有限位件二2.9.2，限位件二2.9.2与环槽2.1.4配合，实现旋钮2.9与固定筒2.1的转动连接，限位件二2.9.2为螺钉，旋钮2.9上设有安装螺钉(即限位件二2.9.2)的螺纹孔三2.9.3；所述旋钮2.9上设有螺纹孔一2.9.1，所述测量筒2.2的外壁上设有与螺纹孔一2.9.1配合的外螺纹，通过旋转旋钮2.9，实现测量筒2.2的高度位置调节，从而实现顶针2.5的高度位置调节；所述固定筒2.1的外壁上还设有滑槽一2.1.1，所述测量筒2.2上设有与所述滑槽一2.1.1配合的限位件一2.2.1，防止测量筒2.2与旋钮2.9配合时在固定筒2.1内部发生转动，影响顶针2.5测量待测锥孔4的内壁。
49.本实施例中，所述测量仪器2.6为百分表或千分表，测量仪器2.6固定设置于测量筒2.2上，通过测量筒2.2上的紧固螺钉2.2.2进行固定，且测量仪器2.6的测头抵靠在芯杆2.3的第二端的端部，用以测量芯杆2.3沿竖直方向的位移，从而得到顶针2.5移动的距离。
50.一种锥孔测量装置还包括位置调节组件3；参见图1，所述位置调节组件3包括连接架3.1和连接件3.2；所述连接架3.1与基座1连接，本实施例中，连接架3.1为直角支架，所述连接架3.1上设有水平的滑槽二3.1.1，所述连接件3.2通过滑槽二3.1.1与连接架3.1连接，调节测量组件2的水平位置时，连接件3.2在滑槽二3.1.1内滑动，调整完成后，通过两个固定螺母3.3与连接件3.2顶端配合，完成连接件3.2与连接架3.1之间的位置固定，所述固定筒2.1与所述连接件3.2活动连接，用以实现测量组件2的位置调节，本实施例中，所述固定筒2.1上设有安装孔2.1.2，所述连接件3.2插入所述安装孔2.1.2设置，连接件3.2为圆柱，固定筒2.1可沿连接件3.2上下滑动，用于调节测量组件2的高度位置；所述安装孔2.1.2的一侧设有开口部，开口部两侧设有用于安装紧固件的螺纹孔二2.1.3，用以实现固定筒2.1与连接件3.2之间的位置固定。
51.所述基座1为磁力表座，用于将锥孔测量装置整体吸附在待测锥孔4的大端所在平面。
52.一种锥孔测量方法，采用了上述的锥孔测量装置，包括以下步骤：
53.步骤a：通过基座1将锥孔测量装置设置于待测锥孔4大端所处平面上，如图7所示，调节测量组件2的位置，使顶针2.5与待测锥孔4内壁面接触，且保证顶针2.5轴线与待测锥孔4轴线垂直，同时对测量仪器2.6进行调零；
54.步骤b：旋转旋钮2.9，使测量筒2.2朝向待测锥孔4小端运动，顶针2.5沿待测锥孔4的母线移动，在待测锥孔4的侧壁推动下，顶针2.5推动楔块2.4在保护盒2.8内部滑动，从而推动芯杆2.3向上运动；通过游标卡尺测量固定筒2.1与测量筒2.2之间的相对位移h，通过测量仪器2.6得到芯杆2.3移动的距离l；
55.步骤c：得到待测锥孔的锥度z：z＝2ltanα/h；其中，α为楔块2.4上顶针2.5安装直角面与楔块2.4斜面所呈角度。
56.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。