CN115371525A - 大直径内锥孔产品生产过程中测量表规及快速测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种大直径内锥孔产品生产过程中测量表规，包括支撑结构、定位结构和表座调整结构。本发明方法，步骤为：S1、测量前，通过标准环规对表规进行校对调零操作：S11、将表规放入标准环规内，根据标准环规内孔尺寸调整定位调整杆和表座调整杆之间的适当距离，拧紧固定螺栓；S12、以定位螺栓卡住环规内孔，摆动横梁，调整两个千分表在最大直径的位置为零点；S2、测量被测产品时，将校对好的表规放入被测产品内锥孔内进行测量，以定位螺栓卡住内锥孔，摆动横梁，调整两个千分表处于最大直径位置，观察并记录两个千分表数据。本发明可降低劳动强度，提高生产效率。

Description

大直径内锥孔产品生产过程中测量表规及快速测量方法

技术领域

本发明涉及锥度测量技术领域，具体而言，尤其涉及一种大直径内锥孔产品生产过程中测量表规及快速测量方法。

背景技术

机车的从动齿轮和车轮与车轴的配合通常采用锥孔过盈配合连接，尺寸精度高，锥孔结构在测量其尺寸时侯，常规方法是采用塞规检测。将计量合格的塞规尺寸与图纸要求的锥孔尺寸进行对比，换算成H值，在检测时将塞规放入锥孔内测量其H值作为检测锥孔尺寸的标准。由于受到结构限制一种塞规只能检测一种产品，甚至对超过被检测锥孔1mm的产品也无法使用，只能重新设计量具，同时对于检测锥孔尺寸过大的塞规而言，其自身重量也相应增加，操作极其不便。

目前常用塞规进行锥孔检测，具体有两种方式：1、将计量合格的塞规尺寸与锥孔尺寸进行对比，换算成H值，作为锥孔尺寸的检测标准。在检测锥孔尺寸时将塞规放入锥孔内，测量出H值进行锥孔合格与否的评判；2、利用硃印油均匀涂在塞规的表面，将塞规放入锥孔内轻微转动再取出，目测检查锥孔内硃印油的痕迹，判断是否达到标准要求的接触面积。但存在以下缺点：

(1)具有唯一性，一种塞规只能检测一种锥孔规格的产品，甚至对超过被检测锥孔1mm的产品也无法使用，只能重新设计生产量规。

(2)可操作性较差，对于锥孔尺寸较大的塞规，量具自身重量亦较大甚至可达几十公斤，操作及其不便。图1所示为传统塞规测量简易图，即需要手动将塞规放入被测产品内孔。然后测量A值，换算出内孔大端直径是否符合设计要求。但是，每个人放入塞规的力度不尽相同，会导致测量的A值都不一样。这是传统塞规不可避免的缺陷。

(3)测量精度较低，传统塞规检测时无法直接检测出锥孔角度，需人为判断塞规与被测产品内锥孔的接触面接间接得出结论。即采用专用涂红涂抹在塞规表面，再将塞规适度放入被测产品内锥孔，然后取出目测被测产品内锥孔沾染涂红的占比比例(当达到85％以上，则认为是合格)。但是，这种方法需要非常专业的人员进行操作，因为涂抹涂红厚度、放入塞规的力度、目测接触面积比例都是影响最终结果不可控制的人为因素。存在极大误差。

发明内容

根据上述提出的现有技术具有唯一性，一种塞规只能检测一种锥孔规格的产品，甚至对超过被检测锥孔1mm的产品也无法使用，只能重新设计生产量规；可操作性较差，对于锥孔尺寸较大的塞规，量具自身重量亦较大甚至可达几十公斤，操作及其不便；测量精度较低，传统塞规检测时无法直接检测出锥孔角度，需人为判断塞规与被测产品内锥孔的接触面接间接得出结论的技术问题，而提供一种大直径内锥孔产品生产过程中测量表规及快速测量方法。本发明主要采用一种简单易行的测量方法和装置，测量主体是千分表，可以镶嵌或被夹紧在特殊的表架之上，相比传统塞规测量观察H值精度更高，而且在内孔直径比较大的情况下表规的优势更胜沉重的塞规，测量尤为方便容易。

本发明采用的技术手段如下：

一种大直径内锥孔产品生产过程中测量表规，包括：支撑结构、定位结构和表座调整结构，定位结构的上部安装在支撑结构一侧，下部在测量时与被测工件的内孔的一侧内壁接触；表座调整结构的上部安装在支撑结构另一侧，下部安装有两个千分表，两个千分表在测量时与被测工件的内孔的另一侧内壁接触。

进一步地，所述支撑结构采用横梁。

进一步地，所述定位结构包括第一基座和定位调整杆，第一基座安装在横梁上且可在横梁上移动，第一基座在测量时与内孔的一侧上端面接触；定位调整杆连接在第一基座的下端，定位调整杆的下部连接有定位螺栓，定位螺栓在测量时与被测工件的内孔的一侧内壁接触。

进一步地，所述定位螺栓的前端为圆头体，圆头体与内孔内壁间为点接触。

进一步地，所述表座调整结构包括第二基座和表座调整杆，第二基座安装在横梁上且可在横梁上移动，第二基座在测量时与内孔的另一侧上端面接触；表座调整杆连接在第二基座的下端，两个千分表上下间隔安装在表座调整杆上。

进一步地，所述第一基座通过固定螺栓与横梁连接，第一基座上与横梁接触的底面光滑平整。

进一步地，所述第二基座通过固定螺栓与横梁连接，第二基座上与横梁接触的底面光滑平整。

本发明还提供了一种快速测量方法，使用上述大直径内锥孔产品生产过程中测量表规，包括如下步骤：

S1、测量前，通过标准环规对表规进行校对调零操作：

S11、将表规放入标准环规内，根据标准环规内孔尺寸调整定位调整杆和表座调整杆之间的适当距离，拧紧固定螺栓；

S12、以定位螺栓卡住标准环规内孔，摆动横梁，调整两个千分表在最大直径的位置为零点；

S2、测量被测产品时，将校对好的表规放入被测产品内锥孔内进行测量，以定位螺栓卡住内锥孔，摆动横梁，调整两个千分表处于最大直径位置，观察并记录两个千分表数据。

进一步地，所述步骤S2中，若千分表数据为零，则被测产品与标准环规尺寸一致；若千分表数据不为零，则利用校对参数原理，根据数据换算成角度进行对比调整设备，进一步修正内锥孔尺寸。

进一步地，所述校对参数原理为：利用两点成一线原理以及三角函数计算出标准环规锥度锥角为：

α＝2arctg{(D1-D2)/2(L2-L1)}；

式中参数可对照标准环规计量值，L1为第一千分表对应基准面的距离，D1为第一千分表在锥孔测量点的虚拟直径，L2为第二千分表对应基准面的距离，D2为第二千分表在锥孔测量点的虚拟直径；

当测量的第一千分表数据为δ1，第二千分表数据为δ2，则说明被测产品锥角与标准环规锥角有出入，实测角度为α1＝2arctg{(D1-D2)/2(L2-L1)+(δ1-δ2)/2(L2-L1)}，可与标准环规锥度锥角α对比差值是否在允差范围内；如果超过允差范围，则需要根据δ1、δ2调整设备参数，依据设计公差适当调整二次加工。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的大直径内锥孔产品生产过程中测量表规及快速测量方法，降低了劳动强度，提高了生产效率。

2、本发明提供的大直径内锥孔产品生产过程中测量表规及快速测量方法，改变了传统塞规一对一检测模式，达到了一表(规)多用的效果，同时也减少了塞规的生产数量而降低了生产成本。

3、本发明提供的大直径内锥孔产品生产过程中测量表规及快速测量方法，可以达到产品在磨削过程中随时随地检测，大大降低了由于磨削量偏差而产生废品的概率。

4、本发明提供的大直径内锥孔产品生产过程中测量表规及快速测量方法，通过本发明可精确测量工件尺寸，提高测量精度，实现准确补偿。

综上，应用本发明的技术方案能够解决现有技术具有唯一性，一种塞规只能检测一种锥孔规格的产品，甚至对超过被检测锥孔1mm的产品也无法使用，只能重新设计生产量规；可操作性较差，对于锥孔尺寸较大的塞规，量具自身重量亦较大甚至可达几十公斤，操作及其不便；测量精度较低，传统塞规检测时无法直接检测出锥孔角度，需人为判断塞规与被测产品内锥孔的接触面接间接得出结论的问题。

基于上述理由本发明可在大直径内锥孔测量等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为传统塞规测量简易图，其中(a)为正视图，(b)为立体图。

图2为本发明的结构示意图。

图3为本发明的局部结构示意图。

图4为本发明为被测工件(机车牵引齿轮)的结构示意图。

图5为本发明校对表规的示意图。

图6为本发明产品测量的示意图。

图中：1、横梁；2、定位调整杆；3、表座调整杆；4、第一千分表；5、第二千分表；6、定位螺栓；7、固定螺栓；8、测量表规；9、标准环规；10、被测产品。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

本发明主要由两大结构构成，即起支撑固定结构的整体表规(分别为：横梁1、定位调整杆2、表座调整杆3)，另一结构是千分表(第一千分表4、第二千分表5)，如图2-3所示。具体地，定位调整杆的基座通过固定螺栓安装在横梁的一侧，表座调整杆通过固定螺栓安装在横梁的另一侧，通过固定螺栓的松紧，可以调整定位调整杆和表座调整杆在横梁上的位置。定位调整杆和表座调整杆的基座均可以采用上下夹块，上下夹块通过固定螺栓夹持在横梁上。第一千分表和第二千分表间隔连接在表座调整杆上，第一千分表在上，第二千分表在下。

测量前需用标准环规对表规进行校对调零操作，测量时观察千分表数据对零。并结合两点成一线的原理和三角函数计算出锥孔与标准环规的锥度差，标准环规锥度锥角α＝2arctg{(D1-D2)/2(L2-L1)}。L1为表1对应基准面的距离，D1为表1在锥孔测量点的虚拟直径，同理，L2为表2对应基准面的距离，D2为表2在锥孔测量点的虚拟直径，基准面为内孔上端面。通过本发明示意图2-3，可以发现只要在结构上略微调整，本发明不但可以测量锥孔，而且对直孔、外圆、外锥面也适合。

本发明方案简化了检测流程、提高了检测精度，实现了量具的通用性和良好的操作性，可有效节约企业的量具生产成本，直接监控产品质量。

本发明可解决以下技术问题：

(1)改变传统塞规一对一的检测模式，达到了一表(规)多用柔性化量具的应用效果(图2示意图中可调整定位调整杆2和表座调整杆3之间的距离来测量不同锥孔的尺寸)。

(2)提高可操作性，表规实现轻量化设计，便于操作。表规自身重量0.5公斤左右，传统塞规则几十公斤。新设计方案既降低劳动强度，又提高操作效率，改变了原来只能线下抽检的弊端，表规可以实现在线上随时随地检查，更有利于操作过程中随时调整设备修正加工的锥孔尺寸。这种检测方法适用于大批量生产高精度锥孔产品，包括快速切换产品生产(线上：产品未下操作设备；线下：产品已下操作设备)。

(3)提高检测精度，由于表规测量基准固定，不存在人为的主观操作因素，所以能够直接精准测量锥孔直径变化值，提高锥度检测精度。

(4)制定合理实用的‘检测方法’，力求以最简捷、最方便的操作方法，直接测量孔加工锥度的变化值，彻底解决检测效率低、测量精度差的问题。

具体实施例

1、表规量具：

(1)横梁1(图2中标号1所示)，起到连接固定整体表规结构的作用。

(2)定位调整杆2(图2中标号2所示)，下方连接一个定位螺栓6，定位螺栓前端必须是规则标准圆头体，其作用是保证与内孔接触是点接触，该螺栓在测量时以内锥孔为基准定位整体表规。

(3)表座调整杆3(图2中标号3所示)，用于固定千分表，此调整杆上的两个千分表是整个表规的关键所在，测量时定位调整杆与表座调整杆的两个基座面必须光滑平整，还要保证两个基座平面与横梁高度一致，这一高度可根据实际产品而定。

2、测量方法及修正原理：

(1)测量前，需用标准环规对表规进行校对调零操作，如图5所示。将表规放入标准环规内，根据标准环规内孔尺寸调整定位调整杆和表座调整杆之间的适当距离，拧紧固定螺栓7。

(2)以定位螺栓卡住环规内孔，摆动横梁，如图2-3中所示，调整千分表在最大直径的位置为零点。

(3)测量产品时，按(2)步同样操作，观察并记录两个千分表数据，如果数据为零，则说明产品与标准环规尺寸一致。如果两个千分表数据不为零，则需要利用校对参数原理，根据数据换算成角度进行对比调整设备，进一步修正锥孔尺寸。

校对参数原理：利用两点成一线原理以及三角函数计算出标准环规锥度锥角α＝2arctg{(D1-D2)/2(L2-L1)}。式中参数可对照标准环规计量值。当测量千分表1数据为δ1，表2数据为δ2，则说明被测产品锥角与标准环规锥角有出入，实测角度α1＝2arctg{(D1-D2)/2(L2-L1)+(δ1-δ2)/2(L2-L1)}，可与标准锥角α对比差值是否在允差范围。如果超差，则需要根据δ1、δ2调整设备参数,依据设计公差适当调整二次加工。

3、实例测量及操作过程：

被测工件为机车牵引齿轮(如图4所示)，基本参数为：

内孔锥度：1:50。

内锥孔大端尺寸：

(1)利用标准环规9(标准环规需要经过计量合格后才能投入使用)校对表规，使千分表指针对零。如图5所示。

(2)将校对好的测量表规8放入被测产品10内锥孔内进行测量。记录测量数值，千分表归零，即与操作(1)中读值一样，则合格，如图6所示。

(3)当操作(2)中的千分表读值不归零，其值与操作(1)中的读值的差值既是需要加工调整值。

本发明具有以下有益效果：(1)降低了劳动强度，提高了生产效率。(2)改变了传统塞规一对一检测模式，达到了一表(规)多用的效果，同时也减少了塞规的生产数量而降低了生产成本。(3)可以达到产品在磨削过程中随时随地检测，大大降低了由于磨削量偏差而产生废品的概率。(4)通过本发明可精确测量工件尺寸，提高测量精度，实现准确补偿。

本发明的技术关键点在于：

(1)以实现一表(规)多用。

(2)两个千分表，可以更精准的测量与标准环规的差值。

(3)降低人为操作误差，精度高，误差小。

(4)操作方便，可以实现在线测量，数据可读，精准校正设备参数。

本发明的保护点：

(1)设计柔性化表规量具，制定高效检测方法，两者相互配合开发出一种大直径深锥孔加工的检测技术方案

(2)两个千分表校准，两点成一线原理。

(3)测量表规由定位调整杆与表座调整杆和千分表组成。

(4)内孔锥度的测量方法，通过千分表测量两个位置的尺寸位置，计算内孔锥度。

(5)千分表测量值与千分表到基座面距离换算锥角：α＝2arctg{(D1-D2)/2(L2-L1)}。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种大直径内锥孔产品生产过程中测量表规，其特征在于，包括：支撑结构、定位结构和表座调整结构，定位结构的上部安装在支撑结构一侧，下部在测量时与被测工件的内孔的一侧内壁接触；表座调整结构的上部安装在支撑结构另一侧，下部安装有两个千分表，两个千分表在测量时与被测工件的内孔的另一侧内壁接触。

2.根据权利要求1所述的大直径内锥孔产品生产过程中测量表规，其特征在于，所述支撑结构采用横梁。

3.根据权利要求2所述的大直径内锥孔产品生产过程中测量表规，其特征在于，所述定位结构包括第一基座和定位调整杆，第一基座安装在横梁上且可在横梁上移动，第一基座在测量时与内孔的一侧上端面接触；定位调整杆连接在第一基座的下端，定位调整杆的下部连接有定位螺栓，定位螺栓在测量时与被测工件的内孔的一侧内壁接触。

4.根据权利要求3所述的大直径内锥孔产品生产过程中测量表规，其特征在于，所述定位螺栓的前端为圆头体，圆头体与内孔内壁间为点接触。

5.根据权利要求2所述的大直径内锥孔产品生产过程中测量表规，其特征在于，所述表座调整结构包括第二基座和表座调整杆，第二基座安装在横梁上且可在横梁上移动，第二基座在测量时与内孔的另一侧上端面接触；表座调整杆连接在第二基座的下端，两个千分表上下间隔安装在表座调整杆上。

6.根据权利要求3所述的大直径内锥孔产品生产过程中测量表规，其特征在于，所述第一基座通过固定螺栓与横梁连接，第一基座上与横梁接触的底面光滑平整。

7.根据权利要求5所述的大直径内锥孔产品生产过程中测量表规，其特征在于，所述第二基座通过固定螺栓与横梁连接，第二基座上与横梁接触的底面光滑平整。

8.一种大直径内锥孔产品生产过程中快速测量方法，其特征在于，使用如权利要求1-7任意一项权利要求所述的大直径内锥孔产品生产过程中测量表规，包括如下步骤：

S1、测量前，通过标准环规对表规进行校对调零操作：

S11、将表规放入标准环规内，根据标准环规内孔尺寸调整定位调整杆和表座调整杆之间的适当距离，拧紧固定螺栓；

S12、以定位螺栓卡住标准环规内孔，摆动横梁，调整两个千分表在最大直径的位置为零点；

S2、测量被测产品时，将校对好的表规放入被测产品内锥孔内进行测量，以定位螺栓卡住内锥孔，摆动横梁，调整两个千分表处于最大直径位置，观察并记录两个千分表数据。

9.根据权利要求8所述的大直径内锥孔产品生产过程中快速测量方法，其特征在于，所述步骤S2中，若千分表数据为零，则被测产品与标准环规尺寸一致；若千分表数据不为零，则利用校对参数原理，根据数据换算成角度进行对比调整设备，进一步修正内锥孔尺寸。

10.根据权利要求9所述的大直径内锥孔产品生产过程中快速测量方法，其特征在于，所述校对参数原理为：利用两点成一线原理以及三角函数计算出标准环规锥度锥角为：

α＝2arctg{(D1-D2)/2(L2-L1)}；

式中参数可对照标准环规计量值，L1为第一千分表对应基准面的距离，D1为第一千分表在锥孔测量点的虚拟直径，L2为第二千分表对应基准面的距离，D2为第二千分表在锥孔测量点的虚拟直径；

当测量的第一千分表数据为δ1，第二千分表数据为δ2，则说明被测产品锥角与标准环规锥角有出入，实测角度为α1＝2arctg{(D1-D2)/2(L2-L1)+(δ1-δ2)/2(L2-L1)}，可与标准环规锥度锥角α对比差值是否在允差范围内；

如果超过允差范围，则需要根据δ1、δ2调整设备参数，依据设计公差适当调整二次加工。

Images