专利名称：深长孔内窄台阶面垂直度的测量装置和测量方法
技术领域：
本发明属于机械仪器仪表技术，特别涉及台阶面垂直度的测量装置和方法。
背景技术：
某些壳体产品的主要结构为深长台阶孔隙结构，其基准孔两端(或一端)存在很 窄的环形台阶面，此台阶面相对于基准孔的垂直度要求较高，当加工过程中无法保证环形 台阶面与基准孔一次装夹进行加工时，垂直度指标就需要通过检验过程进行控制。由于孔 径尺寸及台阶面深度条件的限制，目前，通用检测设备对于这种窄台阶面的垂直度无法检 验。

发明内容
本发明的目的设计一种简单实用、用于深长孔内窄台阶面垂直度的测量装置及 其测量方法。本发明的技术方案是一种深长孔内窄台阶面垂直度的测量装置，包括测量杆1、 接触块2、定位套筒3和调节螺母4，其特征在于测量杆1为台阶圆柱(或圆锥)体结构， 包括操作圆柱体U、测量圆柱体12、定位圆锥体13和调节螺杆14 ；操作圆柱体11与测量 圆柱体12上表面平行；测量圆柱体12与零件台阶孔间隙配合，其直径大于零件基准孔的直 径；在圆柱体的外表面沿轴线方向开有一个安装槽15，接触块2嵌入其中并伸出一部分半 圆柱体结构21 ；定位套筒3是中心为锥形通孔的台阶圆柱体，包括定位圆柱体31、圆柱体 32、定位圆柱体33，其中锥形通孔与测量杆1定位圆锥体13配合安装，定位圆柱体31与定 位圆柱体33的直径相同，比圆柱体(32)的直径大0 Imm ；从定位圆柱体31的上表面沿 垂直于上表面的方向向下开有2 4处均衡槽34，从定位圆柱体33的下表面沿垂直于下表 面的方向向上开有2 4处均衡槽35 ；调节螺母4通过测量杆1的调节螺杆14螺纹部分 配合，进行定位套筒3的微量调节。所述圆柱体11的直径比零件台阶孔的直径小，外表面部分滚花，便于操作。所述均衡槽34、35的宽度为0.2 0.8mm，长度均为定位套筒3整体长度的4/5 1/3，均衡槽34和35互相错开并在定位套筒3的圆周方向平均分布。同时提供一种深长孔内窄台阶面垂直度的测量方法1)将接触块2固定镶嵌在测量杆1测量圆柱体12上的安装槽15之内，使接触块 的半圆柱体部分突出测量杆1测量圆柱体12的下表面；2)用气动量仪测量零件基准孔的尺寸，根据内孔尺寸大小与定位套筒3的定位圆 柱体31与33的外圆尺寸，选取尺寸最接近的定位套筒3 ；3)将定位套筒3通过锥度内孔安装在测量杆1的定位圆锥体13上，使用调节螺母 4沿测量杆1的调节螺杆14对定位套筒3的外圆尺寸进行微量调节，使零件基准孔与定位 套筒3的定位圆柱体31与33之间的配合间隙能够达到0. 003mm 0. 008mm范围之内；4)将零件竖直放置，将测量装置缓慢放入零件内孔之中，使定位套筒3的外表面与被测零件基准孔间隙配合；使接触块2的半圆柱面与被测零件孔内窄台阶面接触；缓慢 旋转测量装置一周，通过高度仪对测量装置的测量杆1操作圆柱体11的上端面选取4 8 点测量跳动，得出深长孔内窄台阶面的垂直度指标。本发明的优点和有益效果是本发明通过在测量杆上设计了特殊的接触块结构， 将通用检测设备无法测量的内孔窄台阶面垂直度问题转换为测量装置的端面跳动进行测 量；且在定位套筒上设计了均衡槽对定位套筒的尺寸进行微量调节，从而调节零件基准孔 与定位套筒的配合间隙，因此操作方便，实用性强，可以通过配套不同尺寸的定位套筒来实 现不同孔径内窄台阶面垂直度的测量。


图1为壳体零件台阶孔部分结构简图；图2为测量杆结构示意图；图3为接触块结构示意图；图4为定位套筒结构示意图；图5为调节螺母结构示意图；图6为测量装置装配示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明图1为壳体零件台阶孔部分结构简图，其主要结构为深长台阶孔隙结构，其基准 孔两端存在很窄的环形台阶面，上下各有一个深长台阶孔。如图2所示，测量杆1为台阶圆柱及圆锥体结构，包括操作圆柱体11、测量圆柱体 12、定位圆锥体13和调节螺杆14 ；操作圆柱体11与测量圆柱体12上表面平行；圆柱体11 的直径比零件台阶孔的直径小，外表面部分滚花，便于操作；测量圆柱体12与零件台阶孔 间隙配合，其直径大于零件基准孔的直径；在圆柱体的外表面沿轴线方向开有一个安装槽 15，接触块2嵌入其中并伸出一部分半圆柱体结构21 ；定位圆锥体13的大端连接测量圆柱 体12，其大端直径小于零件基准孔直径。接触块的结构如图3所示，由上部的立方体及下部的半圆柱体结构21组成，其中 立方体截面尺寸与测量杆1测量圆柱体12上的安装槽15的截面尺寸相同。定位套筒结构如图4所示，定位套筒是中心为锥形通孔的台阶圆柱体，包括定位 圆柱体31、圆柱体32、定位圆柱体33，其中定位圆柱体31与定位圆柱体33的直径相同，比 圆柱体(32)的直径大0 Imm ；从定位圆柱体31的上表面沿垂直于上表面的方向向下开有 2 4处均衡槽34，均衡槽的长度为定位套筒3整体长度的4/5 1/3，从定位圆柱体33的 下表面沿垂直于下表面的方向向上开有2 4处均衡槽35，均衡槽的长度为定位套筒3整 体长度的4/5 1/3，所有均衡槽在定位套筒3的圆周方向平均分布。使用过程中，由于定 位套筒3的圆周方向平均分布一定数量的均衡槽34、35，均衡槽34、35可以起到涨开作用， 当调节螺母4沿测量杆1的调节螺杆14转动时，即可推动定位套筒3沿测量杆1定位圆锥 体13轻微移动，通过测量杆1定位圆锥体13的锥度支撑作用，达到对定位套筒3的定位圆 柱体31与33的外圆尺寸进行微量调节的目的，最终零件基准孔与定位套筒3的定位圆柱体31与33之间配合间隙能够达到一定范围0. 003mm 0. 008mm以内；图5为调节螺母4的示意图。调节螺母4与测量杆1的调节螺杆14螺纹连接。同时提供一种深长孔内窄台阶面垂直度的测量方法1)将接触块2固定镶嵌在测量杆1测量圆柱体12上的安装槽15之内，使接触块 的半圆柱体部分突出测量杆1测量圆柱体12的下表面；2)用气动量仪测量零件基准孔的尺寸，根据内孔尺寸大小与定位套筒3的定位 圆柱体31与33的外圆尺寸，选取尺寸最接近的定位套筒3 ；3)将定位套筒3通过锥度内孔安装在测量杆1的定位圆锥体13部分，使用调节螺 母4沿测量杆1的调节螺杆14对定位套筒3的外圆尺寸进行微量调节，使零件基准孔与定 位套筒3的定位圆柱体31与33之间配合间隙能够达到0. 003mm 0. 008mm范围之内；4)将零件竖直放置，将测量装置缓慢放入零件内孔之中，使定位套筒3的外表面 与被测零件基准孔间隙配合；使接触块2的半圆柱面与被测零件孔内窄台阶面接触；缓慢 旋转测量装置一周，通过高度仪对测量装置的测量杆1操作圆柱体11的上端面选取4 8 点测量跳动指标，由于定位套筒3的定位圆柱体与基准孔紧密配合，测量过程中的基准即 为台阶面垂直度的基准，将测量装置旋转一周，接触块可沿台阶面运动一周，测量测量装置 端面的跳动值，可以得出深长孔内窄台阶面的垂直度指标。
权利要求
一种深长孔内窄台阶面垂直度的测量装置，包括测量杆(1)、接触块(2)、定位套筒(3)和调节螺母(4)，其特征在于测量杆(1)为台阶圆柱及圆锥体结构，包括操作圆柱体(11)、测量圆柱体(12)、定位圆锥体(13)和调节螺杆(14)；操作圆柱体(11)的上端面与测量圆柱体(12)的上端面平行；测量圆柱体(12)与零件台阶孔间隙配合，其直径大于零件基准孔的直径；在圆柱体的外表面沿轴线方向开有一个安装槽(15)，接触块(2)嵌入安装槽(15)内并伸出一部分半圆柱体结构(21)；定位套筒(3)是中心为锥形通孔的台阶圆柱体，包括定位圆柱体(31)、圆柱体(32)、定位圆柱体(33)，其中锥形通孔与测量杆(1)定位圆锥体(13)配合安装，定位圆柱体(31)与定位圆柱体(33)的直径相同，比圆柱体(32)的直径大0～1mm；从定位圆柱体(31)的上表面沿垂直于上表面的方向向下开有2～4处均衡槽(34)，从定位圆柱体(33)的下表面沿垂直于下表面的方向向上开有2～4处均衡槽(35)；调节螺母(4)通过测量杆(1)的调节螺杆(14)螺纹部分配合，进行定位套筒(3)的微量调节。
2.根据权利要求1所述的深长孔内窄台阶面垂直度的测量装置，所述圆柱体(11)的直 径比零件台阶孔的直径小，外表面部分滚花，便于操作。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的深长孔内窄台阶面垂直度的测量装置，所述均 衡槽(34)、(35)的宽度为0. 2 0. 8mm，长度均为定位套筒(3)整体长度的4/5 1/3，均 衡槽(34)和(35)互相错开并在定位套筒(3)的圆周方向平均分布。
4.一种深长孔内窄台阶面垂直度的测量方法，其特征在于，包括如下步骤1)将接触块⑵固定镶嵌在测量杆⑴测量圆柱体(12)上的安装槽(15)之内，使接 触块的半圆柱体部分突出测量杆(1)测量圆柱体(12)的下表面；2)用气动量仪测量零件基准孔的尺寸，根据内孔尺寸大小与定位套筒(3)的定位圆柱 体(31)与(33)的外圆尺寸，选取尺寸最接近的定位套筒(3)；3)将定位套筒(3)通过锥度内孔安装在测量杆(1)的定位圆锥体(13)部分。使调节 螺母(4)沿测量杆(1)的调节螺杆(14)转动，推动定位套筒(3)运动，均衡槽(34)、(35)涨 开，当定位套筒⑶沿测量杆⑴定位圆锥体(13)轻微移动时，通过圆锥体的锥度支撑，对 定位套筒(3)的定位圆柱体(31)与(33)外圆尺寸进行微量调节，最终零件基准孔与定位 套筒(3)的定位圆柱体(31)与(33)之间配合间隙能够达到一定范围0.003mm 0.008mm 以内；4)将零件竖直放置，将测量装置缓慢放入零件内孔之中，使定位套筒(3)的外表面与 被测零件基准孔间隙配合；使接触块(2)的半圆柱面与被测零件孔内窄台阶面接触；缓慢 旋转测量装置一周，通过高度仪对测量装置的测量杆(1)操作圆柱体(11)的上端面选取 4 8点测量跳动，得出深长孔内窄台阶面的垂直度指标。
全文摘要
本发明公开了一种深长孔内窄台阶面垂直度的测量装置和测量方法。该测量装置主要包括测量杆(1)、接触块(2)、定位套筒(3)和调节螺母(4)，在测量杆测量圆柱体(12)的外表面沿轴线方向开有一个安装槽(15)，接触块(2)嵌入安装槽(15)内并伸出一部分半圆柱体结构(21)，与被测台阶面接触；定位套筒(3)是中心为锥形通孔的台阶圆柱体，与测量杆定位圆锥体(13)配合安装。该发明将无法测量的内孔窄台阶面垂直度问题转换为测量装置的端面跳动进行测量，操作方便，实用性强，可以通过配套不同尺寸的定位套筒(3)来实现不同孔径内窄台阶面垂直度的测量。
文档编号G01B5/245GK101936701SQ201010260039
公开日2011年1月5日 申请日期2010年8月19日 优先权日2010年8月19日
发明者姜燕, 王文汉 申请人:中国航空工业第六一八研究所