阅读说明：本技术 锥形孔深度检测方法 (Method for detecting depth of tapered hole ) 是由 成钢 杨阳 罗军 张湘林 于 2019-10-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种锥形孔深度检测方法,包括以下步骤：建立锥形孔深度检测模型,即在锥形孔中放入钢球；推导锥形孔深度的计算公式；选取钢球,将钢球放在锥形孔中,确定钢球半径、锥形孔锥半角；测量钢球顶部到锥形孔所在平面的距离；计算钢球中心到锥形孔所在平面的距离；根据测量的钢球半径、锥形孔锥半角、钢球顶部到锥形孔所在平面的距离、钢球中心到锥形孔所在平面的距离计算出锥形孔深度；判断锥形孔深度是否合格。本发明通过推论出数学公式和间接检测方法实现阀芯定位锥形孔的深度检测,用检出间接尺寸判定锥形孔深度的实际尺寸在极限尺寸范围内,以判断加工是否合格,此方法适应任何锥形孔锥半角的锥形孔深度的实际尺寸检测。(The invention discloses a method for detecting the depth of a conical hole, which comprises the following steps: establishing a taper hole depth detection model, namely putting a steel ball into the taper hole; deducing a calculation formula of the depth of the conical hole; selecting a steel ball, placing the steel ball in the conical hole, and determining the radius of the steel ball and the conical half angle of the conical hole; measuring the distance from the top of the steel ball to the plane of the conical hole; calculating the distance from the center of the steel ball to the plane of the conical hole; calculating the depth of the conical hole according to the measured radius of the steel ball, the cone half angle of the conical hole, the distance from the top of the steel ball to the plane of the conical hole and the distance from the center of the steel ball to the plane of the conical hole; and judging whether the depth of the conical hole is qualified or not. The depth detection of the valve core positioning conical hole is realized by deducing a mathematical formula and an indirect detection method, and the detected indirect size is used for judging whether the actual size of the conical hole depth is in the limit size range so as to judge whether the machining is qualified.)

锥形孔深度检测方法

技术领域

本发明涉及一种锥形孔深度检测方法。

背景技术

在机械行业加工液压元件阀芯定位锥形孔中，由于锥形孔成一点造成检测其深度H非常不方便，如图1，图1中A为阀芯定位锥形孔。这种状态会造成定位钢球与阀芯定位锥形孔无法正常实现定位作用，如图2，图2中B为定位钢球，而且会造成定位不稳产生移位，所以必须通过其它方法解决。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种算法简单、检测方便的锥形孔深度检测方法。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种锥形孔深度检测方法，包括以下步骤：

1)建立锥形孔深度检测模型，即在锥形孔中放入钢球；

2)根据检测模型推导出锥形孔深度的计算公式；

3)选取钢球，将钢球放在锥形孔中，确定钢球半径R、锥形孔锥半角α；

4)测量钢球顶部到锥形孔所在平面的距离h；

5)根据测量的钢球顶部到锥形孔所在平面的距离h计算出钢球中心到锥形孔所在平面的距离δ；

6)根据测量的钢球半径R、锥形孔锥半角α、钢球顶部到锥形孔所在平面的距离h、钢球中心到锥形孔所在平面的距离δ计算出锥形孔深度H；

7)判断锥形孔深度H是否合格。

上述锥形孔深度检测方法，所述步骤2)中，锥形孔深度计算公式的推导过程为：

钢球与锥形孔的锥面相切，根据几何原理可得：

δ＝h-R (1)

R＝(H+δ)Sinα (2)

其中δ为钢球中心到锥形孔所在平面的距离，h为钢球顶部到锥形孔所在平面的距离，R为钢球半径，H为锥形孔深度，α为锥形孔锥半角；

由公式(1)、(2)可得：

R/Sinα＝H+h-R (3)

H＝R(1+1/Sinα)-h (4)。

上述锥形孔深度检测方法，所述步骤7)中，判断锥形孔深度H合格的标准为H值位于Hmax和Hmin之间，Hmax为锥形孔深度的最大值，Hmin为锥形孔深度的最小值。

上述锥形孔深度检测方法，还包括通过Hmax、Hmin计算出hmax、hmin的步骤：

将公式(4)进行变换可得：

h＝R(1+1/Sinα)-H (5)

将H＝Hmax、H＝Hmin分别代入公式(5)得到hmax、hmin，hmax为钢球顶部到锥形孔所在平面的距离的最大值，hmin为钢球顶部到锥形孔所在平面的距离的最小值；通过钢球和游标卡尺检出h，用h值是否在hmax、hmin之间来判定锥形孔深度的实际尺寸是否合格，是则合格，否则不合格。

上述锥形孔深度检测方法，所述步骤3)中，选取的钢球的半径R满足如下要求：R≥H/(1+1/sinα)。

本发明的有益效果在于：本发明通过推论出数学公式和间接检测方法实现阀芯定位锥形孔的深度H检测，通过钢球和深度游标卡尺检出间接尺寸h，用检出间接尺寸判定锥形孔深度的实际尺寸在Hmax和Hmin范围内，以判断加工是否合格，此方法适应任何锥形孔锥半角α的锥形孔深度的实际尺寸检测。

附图说明

图1为阀芯定位锥形孔的示意图。

图2为阀芯定位锥形孔无法正常定位的示意图。

图3为本发明的流程图。

图4为本发明中锥形孔深度的极限尺寸示意图。

图5为本发明中检测模型的示意图。

图6为本发明中通过钢球和游标卡尺检出h的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图3-图6所示，一种锥形孔深度检测方法，包括以下步骤：

1)建立锥形孔深度检测模型，即在锥形孔中放入钢球，模型如图5所示。

2)根据检测模型推导出锥形孔深度的计算公式。锥形孔深度计算公式的推导过程为：

钢球与锥形孔的锥面相切，根据几何原理可得：

δ＝h-R (1)

R＝(H+δ)Sinα (2)

其中δ为钢球中心到锥形孔所在平面的距离，h为钢球顶部到锥形孔所在平面的距离，R为钢球半径，H为锥形孔深度，α为锥形孔锥半角；

由公式(1)、(2)可得：

R/Sinα＝H+h-R (3)

H＝R(1+1/Sinα)-h (4)。

3)选取钢球，将钢球放在锥形孔中，确定钢球半径R、锥形孔锥半角α。

4)测量钢球顶部到锥形孔所在平面的距离h。

5)根据测量的钢球顶部到锥形孔所在平面的距离h计算出钢球中心到锥形孔所在平面的距离δ。

6)根据测量的钢球半径R、锥形孔锥半角α、钢球顶部到锥形孔所在平面的距离h、钢球中心到锥形孔所在平面的距离δ计算出锥形孔深度H。

7)判断锥形孔深度H是否合格。判断锥形孔深度H合格的标准为H值位于Hmax和Hmin之间，Hmax为锥形孔深度的最大值，Hmin为锥形孔深度的最小值，如图4所示。

通过Hmax、Hmin计算出hmax、hmin的步骤：

将公式(4)进行变换可得：

h＝R(1+1/Sinα)-H (5)

将H＝Hmax、H＝Hmin分别代入公式(5)得到hmax、hmin，hmax为钢球顶部到锥形孔所在平面的距离的最大值，hmin为钢球顶部到锥形孔所在平面的距离的最小值；如图6所示，通过钢球和游标卡尺检出h，用h值是否在hmax、hmin之间来判定锥形孔深度的实际尺寸是否合格，是则合格，否则不合格。

对钢球的半径R选取：

由h＝R+δ≥0

(δ+H)sinα＝R→δ＝R/sinα-H

推导出R+R/sinα-H≥0→R≥H/(1+1/sinα)

选取的钢球的半径R满足如下要求：R≥H/(1+1/sinα)。

通过验证，此设计基本可满足实际使用要求和设计目标。锥孔加工通过专用锥孔钻头成形。