本發(fā)明屬于檢驗(yàn)檢測(cè)量具，特別是涉及一種錐面尺寸量具及其使用方法。

背景技術(shù)：

圓錐或圓臺(tái)是零件常見(jiàn)的組成形面，車削加工過(guò)程中車刀沿著圓臺(tái)母線移動(dòng)，即可加工出滿足錐度要求的錐面。設(shè)計(jì)圖中一種尺寸標(biāo)注為圓臺(tái)端面直徑尺寸和錐面錐度值，實(shí)際過(guò)程中為保證加工精度，需檢測(cè)圓臺(tái)端面圓環(huán)徑向尺寸，但圓臺(tái)端面圓環(huán)是端面和錐面的交線，實(shí)際操作中難以準(zhǔn)確地定位該交線。設(shè)計(jì)圖中另一種尺寸標(biāo)注是在錐面表面上距圓臺(tái)端面一定距離且平行的圓環(huán)直徑尺寸處標(biāo)注。在零件的最終檢驗(yàn)環(huán)節(jié)，用三座標(biāo)機(jī)檢測(cè)該尺寸，然而在加工進(jìn)行過(guò)程中三座標(biāo)機(jī)并不適用。

加工過(guò)程中通常使用一種帶有尖端圓弧觸點(diǎn)的外徑量具檢測(cè)圓臺(tái)錐面尺寸。該量具由一個(gè)量具架、一個(gè)測(cè)量桿、一個(gè)定位桿、百分表和緊固螺釘?shù)冉M成。測(cè)量桿和定位桿分別位于量具兩側(cè)并與量具架垂直，且能夠沿垂直方向移動(dòng)。在測(cè)量桿下部，安裝測(cè)量頭和百分表，兩者同軸并與量具架平行，在定位桿下部安裝定位銷。使用時(shí)采用比較測(cè)量方法，首先將定位端和測(cè)量端到軸向定位端的距離調(diào)整到圖紙要求，接著將定位端置于圓臺(tái)端面并用比較測(cè)量方法，測(cè)量出距圓臺(tái)端面一定高度的圓環(huán)外徑。

然而這種量具在使用過(guò)程中，測(cè)量頭與錐面存在一個(gè)小于90°的夾角，零件錐面會(huì)對(duì)測(cè)量頭產(chǎn)生較大的阻力。該阻力會(huì)產(chǎn)生較大的切向力，使得測(cè)量頭無(wú)法到達(dá)圖紙要求距離，從而無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量設(shè)計(jì)要求圓環(huán)外徑。這就需要操作者用力反復(fù)按壓量具架，以尋找到百分表最大值，這種量具的使用對(duì)操作者的經(jīng)驗(yàn)和水平具有極大的考驗(yàn)，更降低了測(cè)量效率。且由于測(cè)量頭具有一定的長(zhǎng)度，用力按壓量具架會(huì)使測(cè)量頭不可避免地產(chǎn)生彎曲變形，即便是百分表顯示出了最大值，該數(shù)值也由于測(cè)量頭的彎曲變形而存在誤差。

因此，有必要設(shè)計(jì)一種更好的量具，以解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種不僅能夠避免量具自身彎曲變形帶來(lái)的測(cè)量誤差，提高測(cè)量精度，同時(shí)可降低人為因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，縮短測(cè)量時(shí)間，提高生產(chǎn)效率的錐面尺寸量具及其使用方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種錐面尺寸量具，包括量具架，所述量具架沿橫向套裝有第一連接塊和第二連接塊，所述第一連接塊內(nèi)沿豎向裝設(shè)有定位桿，所述定位桿的底部設(shè)有尖端圓弧觸點(diǎn)，所述第二連接塊內(nèi)沿豎向裝設(shè)有測(cè)量桿，所述測(cè)量桿的底部通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接有第一扇形板，所述第一扇形板的圓心套于所述轉(zhuǎn)軸，可繞所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第一扇形板的圓周均勻分布若干刻度，所述測(cè)量桿的中部設(shè)有弧形的帶刻度的游標(biāo)，所述游標(biāo)的弧度與所述第一扇形板的弧度相同，所述游標(biāo)的下表面與所述第一扇形板弧形端面相配合，所述第一扇形板朝向所述定位桿的一側(cè)固定有百分表，所述百分表的測(cè)頭朝向待測(cè)零件的錐面，所述第一扇形板的中部設(shè)有與其同心的弧形槽供螺釘穿過(guò)以固定于所述測(cè)量桿，當(dāng)調(diào)整所述第一扇形板轉(zhuǎn)動(dòng)到所述百分表的測(cè)頭垂直于所述待測(cè)零件的錐面時(shí)，鎖緊所述螺釘以將所述第一扇形板固定于所述測(cè)量桿。

進(jìn)一步，所述量具架的下端面標(biāo)有刻度。

進(jìn)一步，所述量具架的橫向軸線上開(kāi)設(shè)有多個(gè)孔。

進(jìn)一步，所述量具架的底部焊接有定位塊，所述定位塊的底面為定位端面，用于供所述待測(cè)零件的頂面抵接。

進(jìn)一步，所述定位桿通過(guò)橫向緊固螺釘固定于所述第一連接塊，所述測(cè)量桿通過(guò)橫向緊固螺釘固定于所述第二連接塊，所述第一連接塊、所述第二連接塊通過(guò)豎向緊固螺釘固定于所述量具架。

進(jìn)一步，所述定位桿和所述測(cè)量桿上標(biāo)有刻度。

進(jìn)一步，所述游標(biāo)是自所述測(cè)量桿表面凸設(shè)的凸臺(tái)，所述凸臺(tái)的底面與所述第一扇形板的頂面貼合，所述第一扇形板上每個(gè)格對(duì)應(yīng)1°，所述第一扇形板和所述游標(biāo)共同構(gòu)成精度為5′的角度尺。

進(jìn)一步，所述第一扇形板的端部設(shè)有夾緊塊，所述夾緊塊用于夾緊所述百分表，通過(guò)調(diào)整所述夾緊塊的安裝位置，使所述百分表測(cè)頭的軸線與所述第一扇形板下端面夾角為整數(shù)。

進(jìn)一步，所述測(cè)量桿遠(yuǎn)離所述第一扇形板的另一側(cè)安裝有第二扇形板，所述第二扇形板的形狀與所述第一扇形板的形狀相同，且固定于所述第一扇形板。

一種基于上述錐面尺寸量具的使用方法，包括：

步驟一：量具使用前按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)尺寸調(diào)整，先將所述第一扇形板由初始位置轉(zhuǎn)動(dòng)至圖紙?jiān)O(shè)計(jì)錐度值對(duì)應(yīng)的角度值，然后根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的假想圓環(huán)距端面尺寸，分別調(diào)整所述定位桿的尖端圓弧觸點(diǎn)、所述測(cè)量桿的轉(zhuǎn)動(dòng)軸心與所述量具架定位端面的距離，并根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙給出的徑向尺寸調(diào)整所述測(cè)量桿與所述定位桿之間的距離；

步驟二：量具調(diào)零，將所述量具架定位端面放置于標(biāo)準(zhǔn)件端面上，測(cè)量假想圓環(huán)的徑向尺寸，測(cè)量時(shí)，保持所述定位桿的尖端圓弧觸點(diǎn)緊貼于所述標(biāo)準(zhǔn)件錐面上，然后輕微轉(zhuǎn)動(dòng)所述量具，觀察所述百分表的拐點(diǎn)，尋找出最大值后，將所述百分表調(diào)零；

步驟三：測(cè)量待測(cè)零件的徑向尺寸，將所述量具放置于待測(cè)零件的端面上，使所述定位桿的尖端圓弧觸點(diǎn)始終緊貼于所述零件錐面，然后輕微轉(zhuǎn)動(dòng)所述第一扇形板，讀出所述百分表示數(shù)的最大擺動(dòng)值；

步驟四：計(jì)算，將所述百分表讀出的最大擺動(dòng)值除以sinθ，其中θ為圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中錐面錐度值，所得結(jié)果為待測(cè)零件徑向尺寸與圖紙?jiān)O(shè)計(jì)尺寸的偏差值。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明采用比較測(cè)量方法，將零件尺寸與標(biāo)準(zhǔn)件尺寸比較，錐面尺寸的測(cè)量采用了三角形的相似原理，即零件錐面上距定位端面任何距離的圓環(huán)，其在錐面法線方向上與標(biāo)準(zhǔn)件相應(yīng)尺寸的差異都是相同的。使用時(shí)調(diào)整百分表的測(cè)頭與零件錐面垂直，這樣測(cè)量頭只產(chǎn)生法向應(yīng)力，從而避免了測(cè)量頭切向彎曲變形。本發(fā)明能夠有效地解決現(xiàn)有量具測(cè)量圓臺(tái)錐面徑向尺寸時(shí)，因量具受力變形而產(chǎn)生的精度問(wèn)題，提高測(cè)量精度，且可降低人為因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，縮短測(cè)量時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)，上述量具可調(diào)整測(cè)量頭的角度和徑向尺寸，適用于不同尺寸、形狀零件的測(cè)量，應(yīng)用范圍廣泛，具有極大的經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明錐面尺寸量具的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的俯視圖；

圖3為本發(fā)明錐面尺寸量具使用時(shí)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1—量具架、2—孔、3—定位塊、4—第一連接塊、5—第二連接塊、6—橫向緊固螺釘、7—豎向緊固螺釘、8—定位桿、9—測(cè)量桿、10—游標(biāo)、11—第一扇形板、12—轉(zhuǎn)軸、13—弧形槽、14—夾緊塊、15—百分表、16—螺釘、17—第二扇形板、18—尖端圓弧觸點(diǎn)、19—待測(cè)零件。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1，本發(fā)明提供一種錐面尺寸量具，用于測(cè)量圓錐或圓臺(tái)零件的錐度值或徑向尺寸。錐面尺寸量具包括橫向設(shè)置的量具架1，量具架1為矩形桿，采用工字形設(shè)計(jì)，即量具架1四周高于中部，可增強(qiáng)量具架1的剛性。使用前對(duì)量具架1進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，可以進(jìn)一步減小量具因受力而產(chǎn)生的變形。在成本允許范圍內(nèi)，量具架1材料應(yīng)選擇剛度好，熱脹系數(shù)小的材料。量具架1橫向軸線上開(kāi)設(shè)有多個(gè)孔2，以減輕質(zhì)量便于操作者手持。為避免因手持過(guò)程中人體溫度對(duì)量具精度的改變，可在量具架1兩端安裝塑料握柄。量具架1下端面上標(biāo)有尺寸刻度，在后續(xù)調(diào)整測(cè)量桿9和定位桿8之間的距離時(shí)便于讀數(shù)。量具架1下表面設(shè)置兩個(gè)定位塊3，定位塊3焊接于量具架1的底面上，兩個(gè)定位塊3與量具架1中線平行且等距設(shè)置，定位塊3的底面具有較高的平面精度，成為定位端面，用于供所述待測(cè)零件19的頂面抵接。定位塊3的尺寸應(yīng)根據(jù)量具尺寸及待測(cè)零件尺寸范圍確定，從而確保量具使用過(guò)程中，定位塊3接觸零件端面后能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的定位支撐功能。

如圖1及圖2，量具架1沿橫向套裝有第一連接塊4和第二連接塊5，第一連接塊4內(nèi)沿豎向裝設(shè)有定位桿8，第二連接塊5內(nèi)沿豎向裝設(shè)有測(cè)量桿9。量具架1的下表面具有一定的平面精度，使得第一連接塊4和第二連接塊5與量具架1配合，可沿量具架1橫向移動(dòng)。第一連接塊4有兩個(gè)方孔分別用于連接量具架1和定位桿8，第一連接塊4中量具架1所通過(guò)的方孔為橫向通孔，定位桿8所通過(guò)的方孔為豎向通孔，第二連接塊5中量具架1所通過(guò)的方孔為橫向通孔，測(cè)量桿9所通過(guò)的方孔為豎向通孔。由于第一連接塊4和第二連接塊5會(huì)沿著量具架1橫向移動(dòng)，即橫向通孔的底部與量具架1的下表面接觸，因此橫向通孔的下表面應(yīng)與量具架1中線平行，且具有一定的平面精度。第一連接塊4和第二連接塊5的上方通過(guò)豎向緊固螺釘7固定于量具架1，當(dāng)調(diào)整好定位桿8和測(cè)量桿9之間的橫向距離后，鎖緊豎向緊固螺釘7即可。定位桿8可沿著第一連接塊4豎向移動(dòng)，定位桿8的左側(cè)通過(guò)橫向緊固螺釘6固定于第一連接塊4上，定位桿8的右表面與第一連接塊4豎向通孔的右表面接觸，在第一連接塊4加工過(guò)程中，應(yīng)保證豎向通孔的右表面與水平通孔的下表面垂直，且定位桿8的右表面應(yīng)具有一定的平面精度。測(cè)量桿9可沿著第二連接塊5豎向移動(dòng)，測(cè)量桿9的右側(cè)通過(guò)橫向緊固螺釘6固定于第二連接塊5上，測(cè)量桿9的左表面與第二連接塊5豎向通孔的左表面相接觸，在第二連接塊5加工過(guò)程中，應(yīng)保證豎向通孔的左表面與水平通孔的下表面垂直，且測(cè)量桿9的左表面應(yīng)具有一定的平面精度，以確保測(cè)量桿9運(yùn)動(dòng)過(guò)程中右端面垂直于量具架4中線。當(dāng)定位桿8和測(cè)量桿9在豎向的位置確定好后，鎖緊橫向緊固螺釘6即可。定位桿8底部具有尖端圓弧觸點(diǎn)18，使用時(shí)該尖端圓弧觸點(diǎn)18接觸零件實(shí)現(xiàn)定位。定位桿8上標(biāo)有刻度，用于調(diào)整尖端圓弧觸點(diǎn)18到定位端面的距離。

如圖1至圖3，測(cè)量桿9的上部為矩形部分穿過(guò)第二連接塊5的豎向通孔，其左端面與第二連接塊5接觸，加工過(guò)程中應(yīng)保證測(cè)量桿9左端面具有較好的平面度，這樣測(cè)量桿9的運(yùn)動(dòng)軌跡才能與量具架1中心線垂直。測(cè)量桿9上標(biāo)有刻度，用于調(diào)整測(cè)量桿9到定位端面的距離。測(cè)量桿9的底部通過(guò)轉(zhuǎn)軸12連接有第一扇形板11，該轉(zhuǎn)軸12可以是測(cè)量桿9上的凸軸，也可以是在測(cè)量桿9下部加工一個(gè)孔，然后用與其過(guò)盈配合的圓柱作為轉(zhuǎn)軸12，第一扇形板11的圓心套于轉(zhuǎn)軸12，可繞轉(zhuǎn)軸12轉(zhuǎn)動(dòng)。第一扇形板11的圓周均勻分布若干刻度，每個(gè)刻度對(duì)應(yīng)1°。測(cè)量桿9的中部設(shè)有弧形的帶刻度的游標(biāo)10，游標(biāo)10的弧度與第一扇形板11的弧度相同，游標(biāo)10的下表面與第一扇形板11的弧形端面相配合。在本實(shí)施例中，游標(biāo)10是自測(cè)量桿9表面凸設(shè)的凸臺(tái)，凸臺(tái)的底面與第一扇形板11的頂面貼合。游標(biāo)10的刻度均分為12個(gè)格，游標(biāo)10的刻度和第一扇形板11的刻度共同構(gòu)成角度尺，第一扇形板11作為角度尺主尺，角度尺的精度為5′。

第一扇形板11朝向定位桿8的端部設(shè)有夾緊塊14用于夾緊百分表15，百分表15的測(cè)頭朝向待測(cè)零件19的錐面，通過(guò)調(diào)整夾緊塊14的安裝位置，使得百分表15測(cè)頭軸線與第一扇形板11平行。夾緊塊14的安裝角度應(yīng)使百分表15軸線與第一扇形板11下端面夾角為整數(shù)，并當(dāng)百分表5的測(cè)頭軸線豎直時(shí)，將此角度尺數(shù)值標(biāo)定為0°，在此基礎(chǔ)上，角度尺順時(shí)鐘旋轉(zhuǎn)10°后，角度尺顯示的值為10°。這樣角度尺的示值將與所測(cè)錐面角度相對(duì)應(yīng)，并據(jù)此依次標(biāo)定角度尺其余刻度值。第一扇形板11的中部設(shè)有與其同心的弧形槽13，螺釘16穿過(guò)弧形槽13固定于測(cè)量桿9，使用時(shí)將角度尺調(diào)節(jié)到所需角度使百分表15測(cè)頭與待測(cè)零件19圓錐面垂直時(shí)，緊固螺釘16，即可將角度尺固定。此時(shí)螺釘16既可實(shí)現(xiàn)軸向定位，又可實(shí)現(xiàn)徑向定位。

為了增加第一扇形板11的剛度，避免第一扇形板11彎曲變形對(duì)測(cè)量精度造成影響，測(cè)量桿9遠(yuǎn)離第一扇形板11的另一側(cè)安裝有第二扇形板17，第二扇形板17沒(méi)有弧形槽和夾緊塊，和第一扇形板11形狀形同，與第一扇形板11同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，第一扇形板11和第二扇形板17之間用連接螺栓相對(duì)固定。

上述錐面尺寸量具使用時(shí)，采用比較測(cè)量法進(jìn)行測(cè)量。具體為：

步驟一：量具使用前按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)尺寸調(diào)整，先將將第一扇形板11由初始位置轉(zhuǎn)動(dòng)至圖紙?jiān)O(shè)計(jì)錐度值對(duì)應(yīng)的角度值，該初始位置即百分表15的測(cè)頭豎向向下時(shí)第一扇形板11的位置，然后根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的假想圓環(huán)距端面尺寸，分別調(diào)整定位桿8的尖端圓弧觸點(diǎn)、測(cè)量桿9的轉(zhuǎn)動(dòng)軸心與量具架1定位端面的距離，并根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙給出的徑向尺寸調(diào)整測(cè)量桿9與定位桿8之間的距離。當(dāng)調(diào)整好對(duì)應(yīng)的距離后，將橫向緊固螺釘6和豎向緊固螺釘7鎖緊。

步驟二：量具調(diào)零，將量具架1的定位端面，即定位塊3的底面，放置于標(biāo)準(zhǔn)件上端面上，測(cè)量假想圓環(huán)的徑向尺寸，測(cè)量時(shí)，保持定位桿8的尖端圓弧觸點(diǎn)18緊貼于標(biāo)準(zhǔn)件錐面上，然后輕微轉(zhuǎn)動(dòng)量具，觀察百分表15的拐點(diǎn)，尋找出最大值后，將百分表15調(diào)零。

步驟三：測(cè)量待測(cè)零件19的徑向尺寸，將調(diào)整好的量具放置于待測(cè)零件19的端面上，使定位桿8的尖端圓弧觸點(diǎn)18始終緊貼于零件錐面，然后輕微轉(zhuǎn)動(dòng)量具，讀出百分表15示數(shù)的最大擺動(dòng)值。

步驟四：計(jì)算，將百分表15讀出的最大擺動(dòng)值除以sinθ，其中θ為圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中錐面錐度值，所得結(jié)果為待測(cè)零件19徑向尺寸與圖紙?jiān)O(shè)計(jì)尺寸的偏差值。如果該偏差值在設(shè)計(jì)圖紙的公差范圍內(nèi)，則零件的加工尺寸符合設(shè)計(jì)要求，若該偏差值超出公差范圍，則零件加工不合格，需修整。

本發(fā)明的錐面尺寸量具使用時(shí)百分表15測(cè)頭與測(cè)量錐面相垂直，依靠其自重即可實(shí)現(xiàn)測(cè)量，不僅減小了軸向阻力，使操作更加便利，更能避免因測(cè)量頭受切向力彎曲變形而產(chǎn)生的精度誤差。采用三角形相似原理的比較測(cè)量法，將角度尺調(diào)節(jié)到錐面錐度尺寸后，選取任意的錐面上的圓環(huán)進(jìn)行徑向尺寸的比較，即可計(jì)算出零件錐面徑向尺寸。本發(fā)明所提出的錐面尺寸量具可調(diào)整測(cè)量頭的角度和徑向尺寸，適用于不同尺寸、形狀零件的測(cè)量，具有廣泛的適用范圍，一個(gè)量具即可完成對(duì)于多種零件的檢驗(yàn)，降低了對(duì)操作者的經(jīng)驗(yàn)水平要求，減小了人為因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，顯著提高測(cè)量精度和生產(chǎn)效率，具有極大的經(jīng)濟(jì)效益。

以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。