专利名称：测量圆锥孔大端直径的量具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测量孔径的仪器。
背景技术：
以往在产品批量生产的过程中，为了精确测量工件上被加工的圆锥孔大端的直径，需要按图3所示，制作与工件8上被加工的圆锥孔81相配的圆锥形塞规9。塞规9前部的圆锥段91的锥度与被加工的圆锥孔81的锥度相同，塞规9中后部的圆柱段92的直径D等于被加工的圆锥孔81大端的直径。测量时，将该塞规9插入工件8上被测的圆锥孔81中，并从侧面观察该塞规9圆锥段91与圆柱段92的交界线93是否与被加工的工件8上被测的圆锥孔81大端的端面(基准面)之间是否重合，如果重合，则被测的圆锥孔81大端的直径等于塞规9圆柱段92的直径D ;若不重合即存在间隙，则被测的圆锥孔81大端的直径小
于塞规9圆柱段92的直径D，需要进刀继续扩孔。由于工件8和塞规9都是金属制成的，表面很明亮，塞规9圆锥段91与圆柱段92的交界线93本身就很难看清楚，它与基准面之间的间隙的大小，就更难判断了。所以，这种测量方法测量者侧面观察的人为因素对测量结果的影响很大、精确度难以保证，不适应各种精密设备批量生产加工的需要。

发明内容
本发明旨在提供一种测量圆锥孔大端直径的量具，可避免测量者侧面观察的人为因素对测量结果的影响、满足各种精密设备加工的需要。本发明的技术方案是测量圆锥孔大端直径的量具，具有一个壳体、一根伸缩杆、一个压簧、一个环形触头、一个螺母和一个百分表；壳体内沿前后向轴线开有大端在前的阶梯型通孔，壳体的前端面为测量基准面，壳体的后端部设外螺纹部和开有轴向切槽的圆锥形夹持部；伸缩杆前部设外凸缘，伸缩杆中后部滑动地插在壳体的通孔中段中；压簧套在伸缩杆上且两端分别顶住壳体通孔大端的底壁及伸缩杆外凸缘；环形触头由螺钉同轴地固定在伸缩杆的前端面上；螺母的后部开有圆锥形孔，螺母的前部螺合在壳体的外螺纹部上，螺母的圆锥形孔套住壳体的圆锥形夹持部；百分表的表杆插入并固定在壳体通孔的小端中，百分表的触头伸入壳体通孔的中段并顶抵伸缩杆的后端面。该量具通过对具有已知圆锥形孔锥度和大端直径的标准器的测量，进行百分表的读数归零，然后对被测圆锥孔进行测量，百分表的测量读数按照被测圆锥孔的锥度正比于被测圆锥孔大端与该标准器圆锥形通孔大端的真实直径差。因而，使用按照标准器作读数归零的本量具，可直接利用百分表的测量读数避免人为因素对圆锥形孔大端直径测量结果的影响、满足各种精密设备上精密的圆锥形孔加工的需要。在优选的实施结构中所述壳体的中部开有轴向的限位槽；所述伸缩杆的中部设限位螺孔；一个螺钉穿过所述壳体的限位槽螺合在所述伸缩杆的限位螺孔中。它可限制伸缩杆前后移动范围，使伸缩杆的外凸缘不会因压簧的推力脱离壳体通孔的大端。在优选的实施结构中所述壳体的外周在外螺纹部与圆锥形夹持部之间开有环形槽，所述圆锥形夹持部的侧壁上均布多个轴向切槽；每一个轴向切槽的根部延伸到该环形槽中且各自分别连通一个对应的径向通孔。利用壳体圆锥形夹持部的多个轴向切槽和壳体的外螺纹部与上述螺帽配合，在旋紧螺帽来夹持、固定百分表的的表杆的过程中，可以均匀地对百分表的表杆施加夹紧力；从而使百分表与壳体固定连接成一个整体，但不会造成百分表的表杆变形并避免由此影响触头动作的灵敏性。本发明测量圆锥孔大端直径的量具，利用对相同锥度和大端直径标准器的百分表读数归零测量和对被测圆锥孔的测量，将被测圆锥孔径向尺寸的测量转化为量具上环形触头探测的轴向尺寸变化并通过百分表显示出来，从百分表的测量读数间接得到被测圆锥孔大端与该标准器圆锥形通孔大端的真实直径差。避免了测量者侧面观察塞规圆锥段与圆柱段的交界线与工件上基准面之间的间隙时，人为因素对被测圆锥孔大端直径测量结果的影响，满足各种精密设备上圆锥形孔加工的需要。其优点体现在(1)，由于测量中对环形触头外周面最大直径尺寸的要求不高，而且百分表的测量读数按被测圆锥孔的锥度成比例放大测得的真实直径差，所以生产过程
中，操作者使用它可以快速控制圆锥形孔即时的加工进刀尺寸，保证加工的精度。(2)，被测圆锥孔可以是通孔，也可以是盲孔，量具本身的通用性好。(3)，更换不同外周面最大直径尺寸的环形触头，就可测量不同大端直径尺寸的被测圆锥孔，量具本身的互换性好。


图I为本发明测量圆锥孔大端直径的量具一个实施例的剖面结构示意图。图2为对图I实施例中环形触头进行标定的标准器的剖面结构示意图。图3为现有测量圆锥孔大端直径的圆锥形塞规使用状态的剖面结构示意图。
具体实施例方式本发明测量圆锥孔大端直径的量具一个实施例的结构，如图I所示，该量具包括同轴地装配在一起的一个壳体I、一根伸缩杆2、一个压簧3、一个环形触头4、一个螺母5和一个百分表6。壳体I内沿前后向轴线开有大端11在前、小端13在后、中段12较长的阶梯型通孔，壳体I的前端设外凸缘14，该外凸缘14的前端面为测量基准面141 ;测量基准面141与壳体I的前后向轴线相垂直。壳体I的中部开有轴向的限位槽15，该限位槽15贯通到壳体I通孔的中段12。壳体I的后端部从前向后依次设外螺纹部16、环形槽17和圆锥形夹持部18 ;环形槽17设在壳体I的外周外螺纹部16与圆锥形夹持部18之间。圆锥形夹持部18的侧壁上均布多个轴向切槽19 ;每一个轴向切槽19的根部延伸到环形槽17中且各自分别连通一个对应的径向通孔191。各个通孔191贯通到壳体I通孔的小端13。伸缩杆2的主体21为前端面上设有中心螺孔的圆杆，该主体21的前部设外凸缘22。伸缩杆2的主体21的中部设限位螺孔23。伸缩杆2的主体21中后部滑动地插在壳体I的通孔中段12中；压簧3套在伸缩杆2的主体21上且两端分别顶住壳体I通孔大端11的底壁及伸缩杆2外凸缘22。一个螺钉24穿过壳体I的限位槽15螺合在伸缩杆2的主体21的限位螺孔23中，限制伸缩杆2前后移动范围，使伸缩杆2的外凸缘22不会因压簧3的推力脱离壳体I通孔的大端11。环形触头4和弹性垫片41由螺钉42同轴地固定在伸缩杆2的主体21的前端面上。螺母5的后部开有圆锥形孔51，螺母5前部的内螺纹52螺合在壳体I的外螺纹部16上，螺母5的圆锥形孔51套住壳体I的圆锥形夹持部18。百分表6的表杆61从壳体I圆锥形夹持部18的自由端插入壳体I通孔的小端13中，百分表6的触头62伸入壳体I通孔的中段12并顶抵伸缩杆2的主体21的后端面。旋紧螺母5，壳体I的圆锥形夹持部18夹紧百分表6的表杆62,并将百分表6固定在壳体I上。实际工作中，各种被测圆锥孔的锥度和大端直径会有很大的变化。在使用本实施例之前，必须对每一个具有特定锥度和大端直径的被测圆锥孔分别制作出一个相应的具有已知圆锥形孔锥度和大端直径的标准器。请参看图2，该标准器7沿轴线设置具有某特定锥度和大端直径D的圆锥形通孔71。该标准器7的两个端面72、73均与该圆锥形通孔71的轴线相垂直。其中与该圆锥形通孔71大端相交的锥孔大端端面72为测量基准面。该标准器7的锥度可以用插入外周面涂有红丹粉的相同锥度的标准椎体，严格检测该标准器7圆
锥形通孔71的锥度是否符合要求。对于锥度符合要求的标准器7，再考察它的大端直径D是否符合要求。由于使用已知技术可以精确测量该标准器7的厚度以及圆锥形通孔71的小端直径，就可用上述两个数据和锥度数据一起计算出该标准器7圆锥形通孔71的大端直径D。有了符合要求的标准器7，下一步就是为本实施例选择一个直径符合设计要求的环形触头4。所谓直径符合设计要求环形触头4，它的直径必须小于标准器7圆锥形通孔71的大端直径D。在测量作业之前，先用该符合要求的标准器7对配备了直径符合设计要求的环形触头4的本实施例作读数归零的标定。具体说来，就是将本实施例壳体I的测量基准面141贴到该标准器7上圆锥形通孔71的锥孔大端端面72上，并使环形触头4伸入圆锥形通孔71中直至环形触头4外周面顶住圆锥形通孔71的侧壁。此时转动百分表6的表盘，将百分表6的读数归零。然后就可以用本实施例对工件8上的被测圆锥孔81进行大端直径的实际测量了。将本实施例壳体I的测量基准面141贴到工件8上的被测圆锥孔81的端面82上，并使环形触头4伸入被测圆锥孔81中直至环形触头4外周面顶住被测圆锥孔81的侧壁。设百分表指针O位的顺时针方向为逆时针方向为“ + ”。此时百分表6的读数按照被测圆锥孔81的锥度正比于被测圆锥孔81大端与该标准器7圆锥形通孔71大端的直径差。例如，被测圆锥孔81的锥度角为90°，即锥度为I :1时，则环形触头4外周面顶住被测圆锥孔81的侧壁时百分表6的读数为+1丝时，被测圆锥孔81大端直径与该标准器7圆锥形通孔71大端的直径差为+1丝。反之，环形触头4外周面顶住被测圆锥孔81的侧壁时百分表6的读数为-I丝时，被测圆锥孔81大端直径与该标准器7圆锥形通孔71大端的直径差为-I丝。又例如，被测圆锥孔81的锥度角为锐角，在锥度为I :6时，环形触头4外周面顶住被测圆锥孔81的侧壁时百分表6的读数为+6丝时，被测圆锥孔81大端直径与该标准器7圆锥形通孔71大端的直径差为+1丝。环形触头4外周面顶住被测圆锥孔81的侧壁时百分表6的读数为-6丝时，被测圆锥孔81大端直径与该标准器7圆锥形通孔71大端的直径差为_1丝。在锥度为I :10时，环形触头4外周面顶住被测圆锥孔81的侧壁时百分表6的读数为+10丝时，被测圆锥孔81大端直径与该标准器7圆锥形通孔71大端的直径差为+1丝。环形触头4外周面顶住被测圆锥孔81的侧壁时百分表6的读数为-10丝时，被测圆锥孔81大端直径与该标准器7圆锥形通孔71大端的直径差为-I丝。即百分表的测量读数相对被测量的圆锥形孔大端直径尺寸真实差值是放大的，这有利于操作者控制进给量，提高圆锥形孔大端尺寸的加工精度。为了提高环形触头4的使用寿命和测量的精度，环形触头4被加工成环形片状，其外周面为弧面或者由两个相对的斜面组成。以保证环形触头4外周面中部与被测圆锥孔81的侧壁成环形的线接触。虽然，本实施例对于不同锥度和大端直径的被测圆锥孔，需要配置不同的标准器7和相应直径的环形触头4。但是在大批量加工同一规格的被测圆锥孔81时，因操作工人在
加工每一个被测圆锥孔81的过程中，可以快速地将本实施例安放在被测圆锥孔81上，并从百分表6直接读取直径偏差测量数据，经简单的比例计算就可获得真实的直径偏差数据值，因而操作工人可以心中有数地快速调整下一次进刀的增量，加快被测圆锥孔81的加工速度；同时操作工人使用本实施例可以明显地提高被测圆锥孔81的加工合格率。所以采用本实施例及相应的标准器7和相应直径的环形触头4还是非常值得的。以上所述，仅为本发明较佳实施例，不以此限定本发明实施的范围，依本发明的技术方案及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应属于本发明涵盖的范围。
权利要求
1.测量圆锥孔大端直径的量具，其特征在于具有一个壳体、一根伸缩杆、一个压簧、一个环形触头、一个螺母和一个百分表；壳体内沿前后向轴线开有大端在前的阶梯型通孔，壳体的前端面为测量基准面，壳体的后端部设外螺纹部和开有轴向切槽的圆锥形夹持部；伸缩杆前部设外凸缘，伸缩杆中后部滑动地插在壳体的通孔中段中；压簧套在伸缩杆上且两端分别顶住壳体通孔大端的底壁及伸缩杆外凸缘；环形触头由螺钉同轴地固定在伸缩杆的前端面上；螺母的后部开有圆锥形孔，螺母的前部螺合在壳体的外螺纹部上，螺母的圆锥形孔套住壳体的圆锥形夹持部；百分表的表杆插入并固定在壳体通孔的小端中，百分表的触头伸入壳体通孔的中段并顶抵伸缩杆的后端面。
2.根据权利要求I所述的测量圆锥孔大端直径的量具，其特征在于所述壳体的中部开有轴向的限位槽；所述伸缩杆的中部设限位螺孔；一个螺钉穿过所述壳体的限位槽螺合在所述伸缩杆的限位螺孔中。
3.根据权利要求I或2所述的测量圆锥孔大端直径的量具，其特征在于所述壳体的外周在外螺纹部与圆锥形夹持部之间开有环形槽，所述圆锥形夹持部的侧壁上均布多个轴向切槽；每一个轴向切槽的根部延伸到该环形槽中且各自分别连通一个对应的径向通孔。
全文摘要
本发明测量圆锥孔大端直径的量具，涉及一种测量孔径的仪器。它有壳体、伸缩杆、压簧、环形触头、螺母和百分表；壳体内开有大端在前的阶梯型通孔，壳体前端面为测量基准面，壳体后端部设外螺纹部和圆锥形夹持部；伸缩杆滑动地插在壳体通孔中段中；压簧套在伸缩杆上且位于壳体通孔大端底壁及伸缩杆前部的外凸缘之间；环形触头同轴地固定在伸缩杆前端面上；螺母螺合在壳体外螺纹部上，螺母后部的圆锥形孔套住壳体的圆锥形夹持部；百分表的表杆插入并固定在壳体通孔小端中，百分表的触头伸入壳体通孔中段并顶抵伸缩杆后端面。利用对相同锥度和已知大端直径标准器的百分表读数归零测量和对被测圆锥孔的测量，避免了人为因素对测量结果的影响。
文档编号G01B5/08GK102853739SQ20121029052
公开日2013年1月2日 申请日期2012年8月15日 优先权日2012年8月15日
发明者张国梁 申请人:厦门天机自动化有限公司