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专利名称：一种外锥斜度钢球测量检具及其测量方法
技术领域：
本发明涉及一种测量装置及其测量方法，特别是一种用于测量加工件锥度的测量装置及其测量方法。
背景技术：
目前，传统的外锥斜度测量方法有(I)涂色法将锥度环规涂上红丹粉，再与被测物外锥相配合，根据其相接触的面积比例判断斜度是否合格。这种方法要求测量者具有一定经验，且不能知道外锥斜度的实际值。(2)工具显微镜测量通过测量计算锥度大、小端截面直径差值与大、小端截面距离的比值换算出锥度斜度值，此方法成本太高，也较复杂，不适合在车间现场测量。公开号为CN202041158U、发明名称为《外锥度测量检具》的实用新型专利公开了一种外锥度测量检具，但并未公开其具体的测量方法，而且，该装置还存在以下不足，该装置不能测量外锥斜度尺寸，而是测量外锥相对下端底面的距离尺寸，而且测量不够精确快速，操作复杂。

发明内容
本发明的目的在于提供一种外锥斜度钢球测量检具及其测量方法；特别是适用于检测夹片外锥斜度的测量检具及其测量方法，该检具能够在生产现场对外锥斜度进行快速、精确的测量，并可给机床调整带来极大便利，能够随时进行斜度测量，避免斜度尺寸超差造成产品批量不合格。解决上述问题的技术方案是一种外锥斜度钢球测量检具，包括百分表，配套使用的标准锥度外锥塞规，其特征在于，该外锥斜度钢球测量检具还包括固定环、活动环，端盖板、钢球组I、钢球组II、弹簧和百分表夹持装置，所述固定环是一个贯通的圆筒体，其下部有一环状凸起，所述活动环是一个具有两级台阶的圆柱体，所述端盖板是两边有凸台、中间有中心孔的不等径圆柱体，活动环套装在固定环内能上下滑动，钢球组I通过环氧胶固定在活动环的第一级台阶上，钢球组II通过环氧胶固定在固定环的环状凸起与固定环筒壁形成的固定环第一台阶上，百分表通过夹持装置固定在盖板中间、其测量指针直达活动环上端面，弹簧套在测量指针外；
在校准状态下，标准锥度外锥塞规上端部置于活动环内再整体置于固定环内，其外锥大头与固定环与钢球组I构成的大内径Dl端接触；外锥小头与活动环与钢球组II构成的小内径D2端接触；
在测量状态下，带有外锥斜度的被测件上端部置于活动环内再整体置于固定环内，其外锥大头与固定环与钢球组I构成的大内径Dl端接触；外锥小头与活动环与钢球组II构成的小内径D2端接触。相关的又一技术方案是一种外锥斜度的测量方法，其特征在于，它是采用本发明的外锥斜度钢球测量检具对被测件外锥斜度进行精确和快速检测的方法，具体方法是分别将标准锥度外锥塞规或外测件上端部置于活动环内再整体置于固定环I内，其外锥大头与固定环与钢球组I构成的大内径Dl端接触；外锥小头与活动环与钢球组II构成的小内径D2端接触；通过端盖板上的百分表比较出标准锥度外锥塞规在固定环和活动环之间的直线距离LI与被测件在固定环和活动环之间的直线距离L2的变量值Λ L2，换算出被测件外锥斜度与标准锥度外锥塞规斜度的变化量，从而测出被测件的外锥斜度α ；
该量具第一次测量外锥斜度前应将被测件的外锥斜度标准锥度和公差(即β 土 Λ β ')通过以下公式换算成固定环与活动环之间的距离的长度公差Λ LI ；
Δ LI = ((D1-D2)/2tgβ min-(D1-D2)/2 tg β max上述公式中
Δ LI :被测件的外锥斜度公差范围内固定环和活动环之间的直线距离变量值； β是被测件的标准锥度β的数值；·
Dl是固定环与钢球组II构成的大端内径；
D2是活动环与钢球组I构成的小端内径；
使用时预先根据以上公式计算出外锥斜度尺寸与百分表指示的对照值。
上述标准锥度β的取值范围是1° 20°之间的任意数值；
所述的被测件包括预应力夹片或一切外锥斜度α°取值范围在1° 20°之间的圆锥体。所述的一种外锥斜度的测量方法的进一步技术方案是该方法的具体步骤如下 Α.先将标准锥度外锥塞规放入外锥斜度钢球测量检具内，调整百分表零位，根据公式
ALl =((Dl-D2)/2tg0 min-(Dl-D2)/2 tg β max计算出标准锥度外锥塞规的外锥斜度尺寸与百分表指示的对照值，并列表显示Λ L与标准锥度β之间的对应关系；
B.将带有外锥斜度α的被测件放入外锥斜度钢球测量检具内，上端部置于活动环内再整体置于固定环内，其外锥大头与固定环与钢球组I 71构成的大内径Dl端接触；外锥小头与活动环与钢球组II 72构成的小内径D2端接触，读取百分表的变量值Λ L2 ；
C.将变量值ΛL2与对照值比较，得出被测件的外锥斜度α值，完成被测件外锥斜度α测量。由于采取上述结构，本发明之一种外锥斜度钢球测量检具及其测量方法具有以下有益效果
I.提高了测量被测件外锥斜度的工作效率以及检测精度
本发明一种外锥斜度钢球测量检具通过端盖板上的百分表显示出固定环和活动环在标准锥度外锥塞规上的距离与固定环和活动环在被测工件(如工作夹片)外锥上距离的变量值，就能换算出被测工件(如工作夹片)外锥斜度与标准锥度外锥塞规斜度的变化量；这样就将复杂的斜度测量转化为简单的长度测量；避免了操作工人多次往返的万能工具显微镜测量外锥斜度，提高了工作效率并提高了测量精度。2.外锥斜度通过百分表显示出来，直观明了，避免批量不合格品的产生，确保了产品质量，降低了生产成本。3.本发明外锥斜度钢球测量检具采用将钢球粘结在固定环和活动环上形成高精度的内圆环直径和圆弧直径，构成固定测头和活动测头使得被测斜度在钢球任意接触点上都精确的符合正切公式，为此其测量结果更精确。
下面结合附图和实施例对本发明之一种外锥斜度钢球测量检具及其测量方法的技术特征作进一步说明。


图1-1 图2-2 :本发明一种外锥斜度钢球测量检具的结构及其安装使用状态参考图
图1-1 :采用标准锥度外锥塞规进行校准状态；
图1-2 :图1-1的A-A向首I]视 图2-1 :被测件进行测量状态；
图2-2 :图2-1的B-B向剖视图。
图中
1-固定环，11-固定环第一台阶，12-环状凸起；
2-活动环，21-活动环2的第一级台阶；
3-端盖板，4-百分表，5-百分表夹持装置，6-弹簧，71-钢球组I，72-钢球组II，8-标准锥度外锥塞规，9-被测件，10-环氧胶。
具体实施例方式实施例一
一种外锥斜度钢球测量检具，如图1-1所示，该外锥斜度钢球测量检具包括固定环I、活动环2，端盖板3、百分表4、百分表夹持装置5、弹簧6、钢球组I 71、钢球组II 72以及配套使用的标准锥度外锥塞规8 ;
所述固定环I是一个贯通的圆筒体，其下部有一环状凸起12，所述活动环2是一个具有两级台阶的圆柱体，所述端盖板3是两边有凸台、中间有中心孔的不等径圆柱体，活动环2套装在固定环I内能上下滑动，钢球组I 71通过环氧胶10固定在活动环2的第一级台阶21上，钢球组II 72通过环氧胶10固定在固定环的环状凸起12与固定环I筒壁形成的固定环第一台阶11上，百分表4通过夹持装置5固定在盖板3中间、其测量指针直达活动环上端面，弹黃6套在测量指针外；
在校准状态下，标准锥度外锥塞规8上端部置于活动环2内再整体置于固定环I内，其外锥大头与固定环与钢球组I构成的大内径Dl端接触；外锥小头与活动环与钢球组II构成的小内径D2端接触；
在测量状态下，带有外锥斜度的被测件9上端部置于活动环内再整体置于固定环内，其外锥大头与固定环与钢球组I构成的大内径Dl端接触；外锥小头与活动环与钢球组II构成的小内径D2端接触。实施例二
一种外锥斜度的测量方法，它是利用实施例一所述的外锥斜度钢球测量检具对被测件外锥斜度进行精确和快速检测的方法，是根据圆柱测量外锥斜度的正切原理，分别将标准锥度外锥塞规8或外测件9上端部置于活动环内再整体置于固定环I内，其外锥大头与固定环与钢球组I构成的大内径Dl端接触；外锥小头与活动环与钢球组II构成的小内径D2端接触；通过端盖板上的百分表比较出标准锥度外锥塞规在固定环和活动环之间的直线距离LI与被测件在固定环和活动环之间的直线距离L2的变量值Λ L2，换算出被测件外锥斜度α与标准锥度外锥塞规斜度的变化量，从而测出被测件的外锥斜度α ；
该量具第一次测量外锥斜度前，应将被测件的标准锥度β外锥斜度尺寸和公差(β 土 Λ β '通过以下公式换算成固定环与活动环之间的距离的长度公差Λ LI ；
Δ LI = ((D1-D2)/2tgβ min-(D1-D2)/2 tg β max上述公式中
Δ LI :被测件的外锥斜度公差范围内固定环和活动环之间的直线距离变量值； β是被测件的标准斜度β的数值；
Dl是固定环与钢球组II构成的大端内径；
D2是活动环与钢球组I构成的小端内径； 使用时预先根据以上公式计算出标准锥度β外锥斜度尺寸与百分表指示的对照值Δ LI之间的变量关系β 土 Λ β '，并列表备查；
上述标准锥度β的取值范围是1° 20°之间的任意数值；
所述的被测件包括预应力夹片或一切标准锥度β取值范围在1° 20 °之间的圆锥体。该方法的具体步骤如下
Α.先将标准锥度外锥塞规放入外锥斜度钢球测量检具内，调整百分表零位，根据公式Δ LI =((Dl-D2)/2tg0 min-(Dl_D2)/2 tg β max计算出标准锥度β外锥斜度尺寸与百分表指示的对照值β 土 Λ β '，并列表显示Λ LI与标准锥度β之间的对应关系；
B.将带有外锥斜度α的被测件9放入外锥斜度钢球测量检具内，上端部置于活动环内再整体置于固定环内，其外锥大头与固定环与钢球组I 71构成的大内径Dl端接触；外锥小头与活动环与钢球组II 72构成的小内径D2端接触，读取百分表的变量值Λ L2 ；
带有外锥斜度α的被测件9的外锥大头、外锥小头通过钢球组I 71、钢球组II 72分别与固定环和活动环接触，读取百分表的变量值Λ L2 ；
C.将变量值ΛL2与对照值比较，得出被测件9外锥斜度α值，完成被测件9外锥斜度α测量。以下以一个被测件的标准斜度为7°，其误差要求为±2'为例来说明本发明一种外锥斜度的测量方法的具体方法以及步骤
Α.先将标准锥度β为7°的标准锥度外锥塞规放入外锥斜度钢球测量检具内，调整百分表零位，根据公式Λ LI =((Dl-D2)/2tg0 min-(Dl-D2)/2 tg β max计算出标准度数外锥斜度尺寸与百分表指示的对照值β ±2'，并列表显示AL与标准锥度β之间的对应关系，将Λ L值标注在百分表上(参见图1-1)；
当 Dl = 26. 1cm、D2 = 19. 7cm、斜度 β =7° 时，根据公式 AL=((D1-D2)/2tg a min-(D1-D2)/2 tgamax,计算后可得
Δ LI =((D 大-D 小)/2tga min-(D 大-D 小)/2 tg a max = (26. 1-19. 70)/2tg6° 58' - (26. 1-19. 70)/2tg7° 2'
=0. 24 (mm)
即 ±2' =±0· 12mm
使用时可列出外锥斜度尺寸与百分表指示的对照表(参见附表一)
权利要求
1.一种外锥斜度钢球测量检具，包括百分表(4)，配套使用的标准锥度外锥塞规(8)，其特征在于，该外锥斜度钢球测量检具还包括固定环(I)、活动环(2)，端盖板(3)、钢球组I、钢球组II、弹簧(6)和百分表夹持装置(5)，所述固定环(I)是一个贯通的圆筒体，其下部有一环状凸起(12)，所述活动环(2)是一个具有两级台阶的圆柱体，所述端盖板(3)是两边有凸台、中间有中心孔的不等径圆柱体，活动环(2)套装在固定环(I)内能上下滑动，钢球组I (71)通过环氧胶10固定在活动环(2)的第一级台阶(21)上，钢球组II (72)通过环氧胶10固定在固定环的环状凸起(12)与固定环(I)筒壁形成的固定环第一台阶(11)上，百分表(4)通过夹持装置5皿在盖板3中间、其测量指针直达活动环上端面，弹簧(6)套在测量指针外； 在校准状态下，标准锥度外锥塞规(8 )上端部置于活动环(2 )内再整体置于固定环(I)内，其外锥大头与固定环与钢球组I构成的大内径Dl端接触；外锥小头与活动环与钢球组II构成的小内径D2端接触； 在测量状态下，带有外锥斜度的被测件(9 )上端部置于活动环内再整体置于固定环内，其外锥大头与固定环与钢球组I构成的大内径Dl端接触；外锥小头与活动环与钢球组II构成的小内径D2端接触。
2.—种外锥斜度的测量方法，其特征在于，它是利用权利要求I所述的外锥斜度钢球测量检具对被测件外锥斜度进行精确和快速检测的方法，具体方法是分别将标准锥度外锥塞规(8 )或被测件(9 )上端部置于活动环内再整体置于固定环(I)内，其外锥大头与固定环与钢球组I构成的大内径Dl端接触；外锥小头与活动环与钢球组II构成的小内径D2端接触；通过端盖板上的百分表比较出标准锥度外锥塞规在固定环和活动环之间的直线距离LI与被测件在固定环和活动环之间的直线距离L2的变量值Λ L2，换算出被测件外锥斜度与标准锥度外锥塞规斜度的变化量，从而测出被测件的外锥斜度α ； 该量具第一次测量外锥斜度前应将被测件的外锥斜度标准锥度和公差，即β 土 Λ β '通过以下公式换算成固定环与活动环之间的距离的长度公差Λ LI ；Δ LI =((D1-D2)/2tgβ min-(D1-D2)/2 tg β max上述公式中 Δ LI :被测件的外锥斜度公差范围内固定环和活动环之间的直线距离变量值； β是被测件的标准斜度β的数值； Dl是固定环与钢球组II构成的大端内径； D2是活动环与钢球组I构成的小端内径； 使用时预先根据以上公式计算出外锥斜度尺寸与百分表指示的对照值 上述标准锥度β的取值范围是1° 20°之间的任意数值； 所述的被测件包括预应力夹片或一切外锥斜度α°取值范围在1° 20°之间的圆锥体。
3.根据权利要求2所述的一种外锥斜度的测量方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下 Α.先将标准锥度外锥塞规放入外锥斜度钢球测量检具内，调整百分表零位，根据公式Λ LI = ((D1-D2) /2tg β min- (D1-D2) /2 tg β max计算出标准锥度外锥塞规的外锥斜度尺寸与百分表指示的对照值，并列表显示Λ L与标准锥度β之间的对应关系，B.将带有外锥斜度α的被测件(9)放入外锥斜度钢球测量检具内，上端部置于活动环内再整体置于固定环内，其外锥大头与固定环与钢球组I (71)构成的大内径Dl端接触；夕卜锥小头与活动环与钢球组II (72)构成的小内径D2端接触，读取百分表的变量值Λ L2 ； C.将变量值ΛL2·与对照值比较，得出被测件(9)的外锥斜度α值，完成被测件(9)夕卜锥斜度α测量。
全文摘要
一种外锥斜度钢球测量检具，包括固定环、活动环、端盖板、百分表，配套使用的标准锥度外锥塞规和2组钢球组,所述固定环是一个贯通的圆筒体，活动环是一个具有两级台阶的圆柱体，端盖板是两边有凸台、中间有中心孔的不等径圆柱体，活动环套装在固定环内能上下滑动，钢球组Ⅰ固定在活动环的第一级台阶上，钢球组Ⅱ固定在固定环的第一台阶上，百分表通过夹持装置固定在盖板中间、其测量指针直达活动环上端面。进行检测时，分别将标准外锥塞规和外测件上端部置于活动环内再整体置于固定环内，其外锥大头与固定环与钢球组Ⅰ构成的大内径D1端接触；外锥小头与活动环与钢球组Ⅱ构成的小内径D2端接触，测出△L，即可快速、精确的测量出被测件的外锥斜度。
文档编号G01B5/24GK102944166SQ20121051596
公开日2013年2月27日 申请日期2012年12月5日 优先权日2012年12月5日
发明者吴勇翔, 梁黎霞 申请人:柳州欧维姆机械股份有限公司