CN114413713B - 一种球面量规及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种球面量规，包括验具本体，所述验具本体包括一体成型的测量部和抵接部，所述测量部和抵接部的厚度相同，所述测量部的形状与工件内腔适配，所述测量部的两侧设置有测量刃，所述测量刃与工件的内腔接触；所述抵接部位于测量部上方，且所述抵接部的长度大于测量部的最大长度，所述抵接部的两端处于工件表面上方，所述抵接部的两端的底面处于同一平面。本发明还涉及球面量规的使用方法，包括单验具测量和双验具测量。本发明使用验具直接测量工件的球台型内腔，确保测量精度且提高测量效率。

Description

一种球面量规及使用方法

技术领域

本发明涉及测量工具，更具体地说，它涉及一种球面量规及使用方法。

背景技术

对于零件内球面的测量，目前常用的测量方法一般是利用精密仪器测量零件内球面是否符合生产要求。精密仪器的操作是比较复杂的，这种测量方式需要耗费较多的时间，不利于提高生产效率。另外，由于精密仪器的购置成本较高，这也提高了生产成本。目前也有针对内球面的验具，但这些验具只能测量完整的内球面，对于只有局部内球面的工件，现有的验具并不能适用。如图1所示，工件的内腔实际上下有两个尺寸不同的内球面，上方的内球面部分与下方的内球面部分之间存在台阶，也即可以看做是两个相通的球台型内腔。当需要测量上方的球台内腔是否符合生产要求时，由于台阶的干涉，使用现有的验具不能准确测量；但使用精密仪器来测量，又需要耗费更多的时间。因此有必要提出一种新的验具解决上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种球面量规及使用方法，使用验具直接测量工件的球台型内腔，确保测量精度且提高测量效率。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种球面量规，包括验具本体，所述验具本体包括一体成型的测量部和抵接部，所述测量部和抵接部的厚度相同，所述测量部的形状与工件球台型的内腔适配，所述测量部的两侧设置有测量刃，所述测量刃与工件的内腔接触；所述抵接部位于测量部上方，且所述抵接部的长度大于测量部的最大长度，所述抵接部的两端处于工件表面上方，所述抵接部的两端的底面处于同一平面。

在其中一个实施例中，所述抵接部的两端均设置有抵接刃，两个所述抵接刃的底部处于同一平面，两个所述抵接刃均处于工件表面上方，所述抵接刃与测量刃处于同一平面。

在其中一个实施例中，所述验具本体沿对称轴线设置有第一卡槽或第二卡槽，所述第一卡槽与第二卡槽的厚度均与验具本体的厚度相同，所述第一卡槽设置于验具本体的上半部分，且第一卡槽的深度等于验具本体总高度的一半，所述第二卡槽设置于验具本体的下半部分，且第二卡槽的深度等于验具本体总高度的一半；

设有第二卡槽的验具本体嵌入另一个设有第一卡槽的验具本体，其中第二卡槽与第一卡槽相互嵌合连接，两个验具本体的顶面及底面均设置有十字形的固定件，两个固定件之间锁紧，使两个验具本体组成十字形验具。

在其中一个实施例中，固定件设置有十字形凹槽，所述十字形凹槽的厚度小于或等于验具本体的厚度；

所述固定件的侧面均设置有锁紧螺母，锁紧螺杆穿过上下两个固定件的锁紧螺母，将两个验具锁紧。

在其中一个实施例中，所述测量部和抵接部的厚度均为5-6mm，所述测量刃的刃口厚度为1.35-1.40mm。

在其中一个实施例中，所述抵接刃的刃口厚度为1.35-1.40mm，所述抵接刃的刃口厚度与测量刃的刃口厚度相同。

在其中一个实施例中，所述球面量规还包括辅助角度读盘，所述辅助角度读盘包括透明的读盘平板及设置在读盘平板底面的支撑脚，所述读盘平板设置有圆形角度刻度，所述读盘平板架设在工件表面，且读盘平板与工件表面平行，所述圆形角度刻度的圆心与工件的球台型的内腔的中心对齐，所述验具本体处于读盘平板下方。

在其中一个实施例中，所述支撑脚的底部设置有磁体，用于将辅助角度读盘固定在工件表面。

一种球面量规的使用方法，包括单验具测量和双验具测量；

以半径比标准工件内腔半径大的验具本体作为止规，以半径比标准工件内腔半径小的验具本体作为通规；

单验具测量：将止规置于工件内腔，测量刃与球台型内腔接触，若止规的两侧抵接刃均与工件表面接触，说明工件内腔的该纵截面过大；若止规的两侧抵接刃均与工件表面存在间隙，在工件内腔中转动止规，测量工件内腔的其他纵截面尺寸；

将通规置于工件内腔，测量刃与球台型内腔接触，若通规的两侧抵接刃均与工件表面存在间隙，说明工件内腔的该纵截面过小；若通规的两侧抵接刃均与工件表面接触，在工件内腔中转动通规，测量工件内腔的其他纵截面尺寸；

多次转动通规和止规，若通规的两侧抵接刃始终与工件表面接触，且止规的两侧抵接刃始终与工件表面存在间隙，则所述工件符合要求，否则所述工件不符合要求；

双验具测量：将具有第一卡槽的止规与具有第二卡槽的止规组合形成十字形验具；

将十字形验具置于工件内腔，当十字形验具的四个抵接刃始终与工件表面接触，则说明工件内腔尺寸过大；当十字形验具的其中一个止规的测量刃与球台型内腔抵接且两侧的抵接刃与工件表面存在间隙，而另一个止规的测量刃与球体型内腔存在空隙，则说明工件内腔该纵截面过大；当十字形验具的两个止规的测量刃均与球台型内腔抵接，且抵接刃均与工件表面存在间隙，使用塞尺片测量四个抵接刃与工件表面的间隙尺寸，当四个间隙尺寸均在要求范围内时，说明工件内腔该两个纵截面符合要求，否则工件内腔不符合要求；

多次转动十字形验具，测量工件内腔的其他纵截面尺寸。

在其中一个实施例中，在转动单个通规止规或转动十字形验具时，将辅助角度读盘置于工件表面，使读盘平板与工件表面平行，且读盘平板的圆形角度刻度圆心与工件的球台型的内腔的中心对齐，透过读盘平板观察及确定单个通规止规或十字形验具的转动角度。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

本发明简化了测量工件内球面是否符合生产要求的测量方法，提供了一种球面量规及具体的测量方法，当工件内腔的尺寸大于测量部的尺寸时，本发明验具本体的测量部整体可嵌入工件内嵌内部，此时抵接部两端的抵接刀刃与工件表面接触；反之，当工件内腔的尺寸小于测量部的尺寸时，测量部整体不能嵌入工件内嵌内部，此时抵接部两端的抵接刀刃与工件表面存在间隙，多次转动验具本体，测量工件内腔的其他纵截面尺寸，可直观地判断该工件的球面内腔是否符合要求。

附图说明

图1是具有球台型内腔的工件的示意图；

图2是本发明的验具本体的示意图；

图3是本发明的设有卡槽的验具本体及组合形成十字形验具的示意图。

图中：1-工件，2-球台型内腔，3-测量部，4-抵接部，5-测量刃，6-抵接刃，7-第一卡槽，8-第二卡槽，9-十字形验具，10-固定件，11-锁紧螺母。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

值得注意的是，本文所涉及的“上”“下”等方位词均相对于附图视角而定，仅仅只是为了便于描述，不能够理解为对技术方案的限制。

如图2-3所示，本发明提供了一种球面量规，包括验具本体，所述验具本体包括一体成型的测量部3和抵接部4，所述测量部3和抵接部4的厚度相同，所述测量部3的形状与工件1内腔适配，所述测量部3的两侧设置有测量刃5，所述测量刃5与工件1的内腔接触；所述抵接部4位于测量部3上方，且所述抵接部4的长度大于测量部3的最大长度，所述抵接部4的两端处于工件1表面上方，所述抵接部4的两端的底面处于同一平面。

所述抵接部4的两端均设置有抵接刃6，两个所述抵接刃6的底部处于同一平面，两个所述抵接刃6均处于工件1表面上方，所述抵接刃6与测量刃5处于同一平面。其中，测量部3和抵接部4的厚度均为5-6mm，测量刃5的刃口厚度为1.35-1.40mm，抵接刃6的刃口厚度为1.35-1.40mm，抵接刃6的刃口厚度与测量刃5的刃口厚度相同。

具体地，在本发明中，与工件1内腔接触的测量部3的边缘需要设置测量刃5，如果测量部3的边缘较厚，则在测量部3与工件1内腔接触处存在空隙，也即，测量部3的尺寸实际比工件1内腔的尺寸小，直接影响测量结果。

本发明的测量原理时，当工件1内腔的尺寸大于测量部3的尺寸时，测量部3整体可嵌入工件1内嵌内部，此时抵接部4两端的抵接刀刃与工件1表面接触；反之，当工件1内腔的尺寸小于测量部3的尺寸时，测量部3整体不能嵌入工件1内嵌内部，此时抵接部4两端的抵接刀刃与工件1表面存在间隙。

根据该测量原理可以制作通规及止规，对工件1内腔进行测量。

本发明的测量部3设置测量刃5也是为了更方便地测量球面尺寸，可以将工件1内腔看作是无数个纵截面组成，在使用验具本体时，需要在工件1内腔中转动验具本体，测量工件1内腔的多个纵截面。

为了更准确地判断测量部3与工件1内腔的大小关系，在抵接部4两端设置抵接刃6，抵接刃6与测量刃5处于同一平面，便于观察抵接刃6与工件1表面是接触还是存在间隙。

在本发明中，验具本体适用于测量如图1所示的球台型内腔2，同理，验具本体也适用于测量球冠型内腔或半球形内腔，验具本体的形状与工件1内腔适配即可。在本发明中，以具有球台型内腔2的工件1为例，对于球冠型内腔或半球形内腔的工件1，本发明的测量方法相同。

容易理解的是，使用单个验具本体时，由于验具本体的厚度较小，且测量部3边缘设置厚度更小的测量刃5，验具本体置于工件1内腔时可能存在侧倒的现象。更进一步地，在本发明中，所述验具本体沿对称轴线设置有第一卡槽7或第二卡槽8，所述第一卡槽7与第二卡槽8的厚度均与验具本体的厚度相同，所述第一卡槽7设置于验具本体的上半部分，且第一卡槽7的深度等于验具本体总高度的一半，所述第二卡槽8设置于验具本体的下半部分，且第二卡槽8的深度等于验具本体总高度的一半；

设有第二卡槽8的验具本体嵌入另一个设有第一卡槽7的验具本体，其中第二卡槽8与第一卡槽7相互嵌合连接，两个验具本体的顶面及底面均设置有十字形的固定件10，两个固定件10之间锁紧，使两个验具本体组成十字形验具9。

需要说明的是，组成十字形验具9的两个验具本体除了开设有不同位置的卡槽外，其余结构及尺寸完全相同，第一卡槽7与第二卡槽8的区别也仅限于设置的位置不同，卡槽的形状及尺寸完全相同，单独使用开设第一卡槽7或第二卡槽8的验具本体的方式是相同的。

两个验具本体组合形成十字形验具9解决了使用单个验具本体容易侧倒的问题，但是两个验具本体相互之间也存在着干涉，因此使用单个验具本体的测量方式与使用十字形验具9的测量方式有所不同，具体见本发明的使用方法。

进一步地，固定件10设置有十字形凹槽，所述十字形凹槽的厚度小于或等于验具本体的厚度；所述固定件10的侧面均设置有锁紧螺母11，锁紧螺杆穿过上下两个固定件10的锁紧螺母11，将两个验具锁紧。两个十字形的固定件10将两个验具本体牢固结合，避免两个验具本体之间发生松动，影响测量结果。

其中，固定件10的十字形凹槽可以与两个验具本体的顶面或底面过盈结合，可有效地避免两个验具本体之间发生松动的情况。

进一步地，所述球面量规还包括辅助角度读盘附图未显示，所述辅助角度读盘包括透明的读盘平板及设置在读盘平板底面的支撑脚，所述读盘平板设置有圆形角度刻度，所述读盘平板架设在工件1表面，且读盘平板与工件1表面平行，所述圆形角度刻度的圆心与工件1的球台型的内腔的中心对齐，所述验具本体处于读盘平板下方；所述支撑脚的底部设置有磁体，用于将辅助角度读盘固定在工件1表面。

在测量工件1内腔时，是需要转动单个验具本体或转动十字形验具9，辅助角度读盘的作用是明确转动的角度，减少重测或漏测的情况。

辅助角度读盘的使用方法是，在转动单个验具本体或转动十字形验具9时，将辅助角度读盘置于工件1表面，使读盘平板与工件1表面平行，且读盘平板的圆形角度刻度圆心与工件1的球台型的内腔的中心对齐，透过读盘平板观察及确定单个通规止规或十字形验具9的转动角度。

本发明也提供了球面量规的使用方法，包括单验具测量和双验具测量；其中，以半径比标准工件1内腔半径大的验具本体作为止规，以半径比标准工件1内腔半径小的验具本体作为通规。

以具有球台型内腔2的工件1为例，对于球冠型内腔或半球形内腔的工件1，本发明的测量方法相同。

单验具测量：将止规置于工件1内腔，测量刃5与球台型内腔2接触，若止规的两侧抵接刃6均与工件1表面接触，说明工件1内腔的该纵截面过大；若止规的两侧抵接刃6均与工件1表面存在间隙，在工件1内腔中转动止规，测量工件1内腔的其他纵截面尺寸；

将通规置于工件1内腔，测量刃5与球台型内腔2接触，若通规的两侧抵接刃6均与工件1表面存在间隙，说明工件1内腔的该纵截面过小；若通规的两侧抵接刃6均与工件1表面接触，在工件1内腔中转动通规，测量工件1内腔的其他纵截面尺寸；

多次转动通规和止规，若通规的两侧抵接刃6始终与工件1表面接触，且止规的两侧抵接刃6始终与工件1表面存在间隙，则所述工件1符合要求，否则所述工件1不符合要求。

在转动通规或止规的过程中，对于工件1内腔不符合尺寸要求的纵截面位置，可以在工件1表面进行标示并进行统计，反馈至生产线上，有利于提高生产质量。

需要说明的是，调整通规或止规在工件1内腔中的位置，既可以在内腔中转动通规或止规，也可以将通规或止规从内腔中取出后再调整位置重新置入内腔中。

使用单个验具本体存在着容易侧倒的问题，在本发明中，也提供了使用双验具测量的方法，具体如下：

将具有第一卡槽7的止规与具有第二卡槽8的止规组合形成十字形验具9；

将十字形验具9置于工件1内腔，当十字形验具9的四个抵接刃6始终与工件1表面接触，则说明工件1内腔尺寸过大；

当十字形验具9的其中一个止规的测量刃5与球台型内腔2抵接且两侧的抵接刃6与工件1表面存在间隙，而另一个止规的测量刃5与球体型内腔存在空隙，则说明工件1内腔与另一个止规对应的纵截面过大，具体地，当出现上述情况时，可看到另一个止规以前一个止规为轴晃动，说明在该位置止规是可以通过的，也即该纵截面的尺寸不符合要求；

当十字形验具9的两个止规的测量刃5均与球台型内腔2抵接，且抵接刃6均与工件1表面存在间隙，使用塞尺片测量四个抵接刃6与工件1表面的间隙尺寸，当四个间隙尺寸均在要求范围内时，说明工件1内腔该两个纵截面符合要求，否则工件1内腔不符合要求；

需要说明的是，在使用塞尺片前，应先调整十字形验具9，使十字形验具9四个抵接刃6距离工件1表面的距离接近。

通过塞尺片测量四个抵接刃6与工件1表面的间隙尺寸判断内腔是否符合尺寸要求的原理是，当内腔过小也即单个通规不能通过时，抵接刃6距离工件1表面的距离会更远，确定抵接刃6距离工件1表面距离的范围值，当抵接刃6距离工件1表面的距离超过范围值，说明工件1内腔的尺寸过小。

其中，超过范围值的最大值代表的是，单个通规不能通过工件1内腔该纵截面。范围值的确定方法是：制作与通规尺寸相同的标准工件1，将止规置于工件1内腔中，精确测量止规两端抵接刃6与工件1表面的距离，该距离就是范围值的最大值。

选用与范围值最大值相同的塞尺片，如果塞尺片不能塞入四个抵接刃6与工件1表面的间隙，则说明该工件1的内腔尺寸符合要求，如果塞尺片可以塞入四个抵接刃6与工件1表面的间隙，则说明该工件1的内腔尺寸过小，不符合要求。

需要说明的是，当塞尺片可以塞入四个抵接刃6与工件1表面的间隙时，如果其中一个止规的测量刃5不紧贴内腔，则说明是另一个止规对应的纵截面过小。

多次转动十字形验具9，测量工件1内腔的其他纵截面尺寸。

在本发明中不采用两个通规的验具本体制作十字形验具9单独测量工件1内腔的尺寸，但可以将采用两个通规制成的十字形验具9与采用两个止规制成的十字形验具9配合使用，此时无需使用塞尺片。显然，仅使用一种十字形验具9的操作方法比使用两种十字形验具9的操作方法简便，可根据实际情况选用。

需要说明的是，本发明中提及的单验具是指在一次测量中仅使用一个验具本体，比如通规或止规，本发明中提及的双验具是指一次测量中使用两个验具本体，两个验具本体组成一个十字形验具9。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种球面量规，其特征在于，包括验具本体，所述验具本体包括一体成型的测量部（3）和抵接部（4），所述测量部（3）和抵接部（4）的厚度相同，所述测量部（3）的形状与工件（1）内腔适配，所述测量部（3）的两侧设置有测量刃（5），所述测量刃（5）与工件（1）的内腔接触；所述抵接部（4）位于测量部（3）上方，且所述抵接部（4）的长度大于测量部（3）的最大长度，所述抵接部（4）的两端处于工件（1）表面上方，所述抵接部（4）的两端的底面处于同一平面；

所述验具本体沿对称轴线设置有第一卡槽（7）或第二卡槽（8），所述第一卡槽（7）与第二卡槽（8）的厚度均与验具本体的厚度相同，所述第一卡槽（7）设置于验具本体的上半部分，且第一卡槽（7）的深度等于验具本体总高度的一半，所述第二卡槽（8）设置于验具本体的下半部分，且第二卡槽（8）的深度等于验具本体总高度的一半；

设有第二卡槽（8）的验具本体嵌入另一个设有第一卡槽（7）的验具本体，其中第二卡槽（8）与第一卡槽（7）相互嵌合连接，两个验具本体的顶面及底面均设置有十字形的固定件（10），两个固定件（10）之间锁紧，使两个验具本体组成十字形验具（9）。

2.如权利要求1所述的球面量规，其特征在于，所述抵接部（4）的两端均设置有抵接刃（6），两个所述抵接刃（6）的底部处于同一平面，两个所述抵接刃（6）均处于工件（1）表面上方；所述抵接刃（6）与测量刃（5）处于同一平面。

3.如权利要求1所述的球面量规，其特征在于，固定件（10）设置有十字形凹槽，所述十字形凹槽的厚度小于或等于验具本体的厚度；

所述固定件（10）的侧面均设置有锁紧螺母（11），锁紧螺杆穿过上下两个固定件（10）的锁紧螺母（11），将两个验具锁紧。

4.如权利要求2所述的球面量规，其特征在于，所述测量部（3）和抵接部（4）的厚度均为5-6mm，所述测量刃（5）的刃口厚度为1.35-1.40mm。

5.如权利要求4所述的球面量规，其特征在于，所述抵接刃（6）的刃口厚度为1.35-1.40mm，所述抵接刃（6）的刃口厚度与测量刃（5）的刃口厚度相同。

6.如权利要求3所述的球面量规，其特征在于，所述球面量规还包括辅助角度读盘，所述辅助角度读盘包括透明的读盘平板及设置在读盘平板底面的支撑脚，所述读盘平板设置有圆形角度刻度，所述读盘平板架设在工件（1）表面，且读盘平板与工件（1）表面平行，所述圆形角度刻度的圆心与工件（1）的球台型的内腔的中心对齐，所述验具本体处于读盘平板下方。

7.如权利要求6所述的球面量规，其特征在于，所述支撑脚的底部设置有磁体，用于将辅助角度读盘固定在工件（1）表面。

8.一种球面量规的使用方法，适用于如权利要求7 所述的球面量规，其特征在于，包括单验具测量和双验具测量；

以半径比标准工件（1）内腔半径大的验具本体作为止规，以半径比标准工件（1）内腔半径小的验具本体作为通规；

单验具测量：将止规置于工件（1）内腔，测量刃（5）与球台型内腔（2）接触，若止规的两侧抵接刃（6）均与工件（1）表面接触，说明工件（1）内腔的纵截面过大；若止规的两侧抵接刃（6）均与工件（1）表面存在间隙，在工件（1）内腔中转动止规，测量工件（1）内腔的其他纵截面尺寸；

将通规置于工件（1）内腔，测量刃（5）与球台型内腔（2）接触，若通规的两侧抵接刃（6）均与工件（1）表面存在间隙，说明工件（1）内腔的该纵截面过小；若通规的两侧抵接刃（6）均与工件（1）表面接触，在工件（1）内腔中转动通规，测量工件（1）内腔的其他纵截面尺寸；

多次转动通规和止规，若通规的两侧抵接刃（6）始终与工件（1）表面接触，且止规的两侧抵接刃（6）始终与工件（1）表面存在间隙，则所述工件（1）符合要求，否则所述工件（1）不符合要求；

双验具测量：将具有第一卡槽（7）的止规与具有第二卡槽（8）的止规组合形成十字形验具（9）；

将十字形验具（9）置于工件（1）内腔，当十字形验具（9）的四个抵接刃（6）始终与工件（1）表面接触，则说明工件（1）内腔尺寸过大；当十字形验具（9）的其中一个止规的测量刃（5）与球台型内腔（2）抵接且两侧的抵接刃（6）与工件（1）表面存在间隙，而另一个止规的测量刃（5）与球体型内腔存在空隙，则说明工件（1）内腔该纵截面过大；当十字形验具（9）的两个止规的测量刃（5）均与球台型内腔（2）抵接，且抵接刃（6）均与工件（1）表面存在间隙，使用塞尺片测量四个抵接刃（6）与工件（1）表面的间隙尺寸，当四个间隙尺寸均在要求范围内时，说明工件（1）内腔该具有第一卡槽（7）的止规对应的纵截面与该具有第二卡槽（8）的止规对应的纵截面符合要求，否则工件（1）内腔不符合要求；

多次转动十字形验具（9），测量工件（1）内腔的其他纵截面尺寸。

9.如权利要求8所述的使用方法，其特征在于，在转动单个通规止规或转动十字形验具（9）时，将辅助角度读盘置于工件（1）表面，使读盘平板与工件（1）表面平行，且读盘平板的圆形角度刻度圆心与工件（1）的球台型的内腔的中心对齐，透过读盘平板观察及确定单个通规止规或十字形验具（9）的转动角度。

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