一种螺纹孔深度和垂直度的检测装置的制作方法

1.本技术涉及大型零部件螺纹孔加工后的检测领域，尤其涉及一种螺纹孔深度和垂直度的检测装置。


背景技术：

2.螺纹孔深度是指螺纹孔的孔底中心沿着螺纹孔轴线到端面的长度；螺纹孔垂直度是指螺纹孔的孔底中心到垂直于端面的法线的距离。二者均是螺纹孔的重要特征参数。
3.针对螺纹孔深度，目前主要利用螺纹规进行测量。一个螺纹孔深度的测量时间大约需要25-30秒，效率较为低下。一些具有较多螺纹孔的工件，例如大型轴承，其套圈上多达数十个螺纹孔，采用螺纹规的测量方法是非常耗费工时的。
4.针对螺纹孔垂直度，目前没有统一专用的螺纹孔垂直度检测装置。相关技术中，虽然出现了一些能够比较精确地计量出螺纹孔垂直度的装置，但尚未出现能同时测量螺纹孔深度和螺纹孔垂直度的测量装置和测量方法，测量过程中所要用到的螺纹孔深度数据依然需要用其他方法计算，无法做到完全实时测量。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本技术提供一种螺纹孔深度和垂直度的检测装置，能够实现同时检测螺纹孔深度和螺纹孔垂直度，提高检测效率，缩短检测工时。
6.具体地，一种螺纹孔深度和垂直度的检测装置，一种螺纹孔深度和垂直度的检测装置，其特征在于，包括：深度检测单元和垂直度检测单元；
7.所述深度检测单元包括：设有刻度的测量杆、以及与测量杆同轴连接的第一旋转轴；
8.所述垂直度检测单元包括：与第一旋转轴转动连接的测量臂、以及与测量臂连接的测量表；
9.测量臂的轴线与测量杆的轴线垂直，测量表的轴线与测量臂的轴线垂直。
10.在一些可能的实施例中，深度检测单元还包括：位于第一旋转轴和测量杆之间，且与二者固定连接的第二旋转轴；第二旋转轴、第一旋转轴和测量杆三者同轴；所述测量杆为螺杆。
11.在一些可能的实施例中，第二旋转轴在垂直于测量杆轴线的方向上设有助力转动把手。
12.在一些可能的实施例中，第二旋转轴为圆柱体。
13.在一些可能的实施例中，测量臂的一端套设在第一旋转轴上，测量臂与第一旋转轴的转动副类型为小间隙配合。
14.在一些可能的实施例中，所述测量臂上设有滑道，滑道匹配有滑块；测量表通过滑道-滑块结构与测量臂可滑动连接。
15.在一些可能的实施例中，所述滑块上设有通孔，测量表通过插入滑块上的通孔与
滑块连接。
16.在一些可能的实施例中，所述滑道为截面为t型的滑道。
17.在一些可能的实施例中，所述测量臂上设有第一刻度；所述测量表为百分表；所述测量杆为螺杆，在螺杆的螺纹段设有一段轴向沟槽，沟槽中设有第二刻度。
18.本发明至少具有如下有益效果：
19.将螺纹孔的深度和垂直度通过一个计算公式关联起来，通过一套装置就可以同时检测两个指标，大幅提升了螺纹孔的检测效率、缩短工时。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
21.图1为本技术某一实施例提供的一种螺纹孔深度和垂直度的检测装置的结构示意图；
22.图2为图1所示检测装置的俯视图(部分零部件未示出)；
23.图3为图1所示检测装置的右视图(部分零部件未示出)；
24.图4为图1所示检测装置的检测原理图抽象示意图；
25.图5为本技术另一实施例提供的检测装置的结构示意图；
26.其中，1、深度检测单元，1.1、测量杆，1.2、第一旋转轴，1.3、第二旋转轴，1.4、圆棒；2、垂直度检测单元，2.1、测量臂，2.2、测量表，2.3、滑块，2.4、第一紧定螺钉，2.5、第一刻度，2.6、第二紧定螺钉；3、螺纹孔端面。
具体实施方式
27.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，本技术中附图仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本技术的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。
28.除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。本技术所使用的设备或材料均可通过常规途径购买获得，如无特殊说明，本技术所使用的设备或材料均按照本领域常规方式使用或者按照产品说明书使用。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本技术方法中。本技术中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。
29.请参阅图1-图3，本技术实施例所提供的一种螺纹孔深度和垂直度的检测装置，包括深度检测单元(1)和垂直度检测单元(2)；所述深度检测单元(1)包括：设有刻度的测量杆(1.1)、以及与测量杆(1.1)同轴的第一旋转轴(1.2)；所述垂直度检测单元(2)包括：与第一旋转轴(1.2)转动连接的测量臂(2.1)、以及与测量臂(2.1)连接的测量表(2.2)；测量臂(2.1)的轴线与测量杆(1.1)的轴线垂直，测量表(2.2)的轴线与测量臂(2.1)的轴线垂直。
30.采用本实施例提供的检测装置对螺纹孔的深度和垂直度进行检测的步骤如下：
31.步骤s1、螺纹孔深度检测：将测量杆(1.1)插入螺纹孔，让测量杆(1.1)的端部接触
螺纹孔的底部，记录测量杆(1.1)在螺纹孔端面处的刻度值读数l1，l1即为螺纹孔深度；
32.步骤s2、螺纹孔垂直度检测：
33.步骤s21、设置测量表(2.2)的轴线与第一旋转轴(1.2)的轴线之间的距离为l2；
34.步骤s22、将测量臂(2.1)绕第一旋转轴(1.2)旋转一周，记录测量表(2.2)的最大读数和最小读数；
35.步骤s23、计算螺纹孔垂直度x1，用δx表示测量表(2.2)的最大读数和最小读数的差值，则
36.本实施例提供的螺纹孔深度和垂直度的检测装置及检测方法，将螺纹孔的深度和垂直度通过一个计算公式关联起来，通过一套装置就可以同时检测两个指标，大幅提升了螺纹孔的检测效率、缩短工时。
37.具体地，本实施例中螺纹孔深度和垂直度检测原理如图4所示。需要特别说明的是，为了便于突出展示图中的相似三角形，图4是抽象画法，并非与实际检测过程完全对应。测量表(2.2)的轴线与测量臂(2.1)的轴线垂直，测量臂(2.1)的轴线与测量杆(1.1)的轴线垂直。如图4所示，n表示测量杆(1.1)的轴线方向，x表示螺纹孔端面(3)的方向，y表示螺纹孔端面的法线方向。按照螺纹孔深度的定义，图中l1即表示螺纹孔深度，x1即表示螺纹孔的垂直度。测量表(2.2)与螺纹孔端面(3)接触，其接触点与测量表(2.2)的中心点之间的距离即为测量表(2.2)的读数。由于测量臂(2.1)的轴线并未平行于螺纹孔端面(3)，因此，测量表(2.2)绕第一旋转轴(1.2)旋转过程中，测量表(2.2)的读数将发生变化。根据几何关系，可以得到如图5中所示的两个相似三角形，根据勾股定理和三角函数可以得到变换后螺纹孔垂直度x1的表达式即：
38.在本实施例中，深度检测单元(1)还包括：位于第一旋转轴(1.2)和测量杆(1.1)之间的第二旋转轴(1.3)；第二旋转轴(1.3)分别与测量杆(1.1)、第一旋转轴(1.2)固定连接；第二旋转轴(1.3)、第一旋转轴(1.2)和测量杆(1.1)三者同轴。在本实施例中，测量杆(1.1)采用螺杆，当然，在另一些具体的实施例中，测量杆(1.1)可以呈光滑圆柱体、又或者长方体等其他形态。第二旋转轴(1.3)与测量杆(1.1)固定连接后，第二旋转轴(1.3)就能带动测量杆(1.1)旋转，帮助螺杆端部抵达螺纹孔底部。
39.在本实施例中，第二旋转轴(1.3)在垂直于测量杆(1.1)轴线的方向上设有助力转动把手。具体地，第二旋转轴(1.3)在垂直于测量杆(1.1)轴线的方向上设有圆孔；深度检测单元(1)还包括圆棒(1.4)，圆棒(1.4)的直径小于所述圆孔的直径。将圆棒(1.4)插入圆孔中，通过扭转圆棒(1.4)带动第二旋转轴(1.3)旋转，从而带动螺杆旋入螺纹孔。第一旋转轴(1.2)和第二旋转轴(1.3)均采用圆柱体。该设计使螺纹孔深度测量过程更加便利。
40.在本实施例中，测量臂(2.1)的一端套设在第一旋转轴(1.2)上，测量臂(2.1)与第一旋转轴(1.2)的转动副类型为小间隙配合。所述小间隙配合是指公差在3级以上的间隙配合，即精密配合。该配合方式不会影响测量臂(2.1)的转动精度。
41.在本实施例中，所述测量臂(2.1)上设有滑道，滑道匹配有滑块(2.3)；测量表(2.2)通过滑道-滑块结构与测量臂(2.1)可滑动连接。具体地，滑块(2.3)上设有圆孔，测量
表(2.2)插入滑块(2.3)的圆孔内，再旋紧第一紧定螺钉(2.4)，将测量表(2.2)与滑块(2.3)固定连接。滑动滑块(2.3)，就可以改变测量表(2.2)与第一旋转轴(1.2)之间的距离，确定测量表(2.2)在测量臂(2.1)上的位置后，在旋紧第二紧定螺钉(2.6)，将滑块(2.3)固定在测量臂(2.1)上。
42.滑道-滑块结构可以调节螺纹孔垂直度计算公式里面的部分数值大小，某些情况下，便于简化计算公式。例如不方便进行开根号计算的时候，通过调节测量表(2.2)在测量臂(2.1)上的位置，使l2为δx的整数倍，便于口算检检测结果。
43.在另一些具体的实施例中，如图5所示，可以省去滑道-滑块结构，测量表(2.2)直接与测量臂(2.1)固定连接。该设计方式则省去调节测量表(2.2)的环节，使用过程更方便。
44.在本实施例中，测量臂(2.1)的滑道截面为t型。t型滑道在远离第一旋转轴(1.2)的一端设有限位件，在滑块(2.3)滑动过程中起到限位作用，防止滑块(2.3)脱离测量臂(2.1)。在另一些实施例中，测量臂(2.1)的滑道还可以是其他形状，例如凹槽状等。
45.在本实施例中，测量臂(2.1)上设有第一刻度(2.5)；测量表(2.2)为百分表，在另一些实施中，测量表(2.2)还可以是千分表等其他类型的长度测量仪器。螺杆的螺纹上设有一段轴向沟槽，沟槽中设有第二刻度。测量臂(2.1)和螺杆的刻度设置便于记录相应的测量值。
46.在本说明书中描述的“一些具体的实施例中”、“一些可能的实施例中”或“本技术”等意味着在本技术的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书的不同之处出现的语句“一些具体的实施例中”、“一些可能的实施例中”或“本技术”等不是必然都参考相同的实施例，而意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。在本说明书中描述的“第一”和“第二”仅仅是用于表达不同区域的不同部件，不具备技术特征上的特殊含义，亦可采用其他用语进行表达。
47.以上所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制本技术的保护范围，而仅仅是表示本技术的选定实施例。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。此外，基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下可获得的所有其它实施例，都应属于本技术保护的范围。