阅读说明：本技术 一种用于测量高精度浅孔直径的测量装置及采用其测量浅孔的方法 (A method of for measuring the measuring device of high-precision shallow bore hole diameter and measuring shallow bore hole using it ) 是由 郭霞 葛蕾 杨静 吉建新 张俊 高锋利 于 2019-08-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于测量高精度浅孔直径的测量装置,包括气动测量头和气动测量仪,气动测量头一端为螺纹端,另一端为圆柱端,气动测量头通过螺纹端与气动测量仪连接；气动测量头内开有通气盲孔,通气盲孔贯穿了螺纹端,且伸至圆柱端内；圆柱端上开有环形喷嘴排气槽,在环形喷嘴排气槽的中心位置开有径向通孔,径向通孔与通气盲孔相贯通。零件被测量面完全包容了气动测量头的环形结构排气槽,排气槽在使用过程中,空气流量均匀,测量过程稳定,解决了标准量头测量不准确的问题。还公开了采用其测量浅孔的方法,测量过程简单,气动测量精度高,解决了普通塞规精度低的问题。(The invention discloses a kind of for measuring the measuring device of high-precision shallow bore hole diameter, including Pneumatic measuring head and pneumatic measuring instrument, and Pneumatic measuring head one end is the end of thread, and the other end is cylindrical end, and Pneumatic measuring head is connect by the end of thread with pneumatic measuring instrument；Ventilation blind hole is provided in Pneumatic measuring head, ventilation blind hole has run through the end of thread, and extends in cylindrical end；It is provided with nozzle ring air discharge duct on cylindrical end, is provided with radial through-hole in the center of nozzle ring air discharge duct, radial through-hole connects with ventilation blind hole.Part measured surface has contained the ring structure air discharge duct of Pneumatic measuring head completely, and in use, air mass flow is uniform for air discharge duct, and measurement process is stablized, and solves the problems, such as standard volume head measurement inaccuracy.The method that shallow bore hole is measured using it is also disclosed, measurement process is simple, and pneumatic gauging precision is high, solves the problems, such as that regular surface gauge precision is low.)

一种用于测量高精度浅孔直径的测量装置及采用其测量浅孔 的方法

技术领域

本发明属于孔直径测具技术领域，特别涉及一种用于测量高精度浅孔直径的测量装置及采用其测量浅孔的方法。

背景技术

目前，测量孔直径一般采用千分尺或百分表，但对于深度浅且精度要求高的浅孔或盲孔的直径测量，内径千分尺或内径百分表结构较大，不适用于测量；由于孔精度高，内孔塞规测量精度也达不到要求。专用内径测具结构复杂，检测辅助时间长，检测效率低，同时，专用测具需用标准件进行对比测量，由于为比较法测量，测具占用零件公差大，零件的报废率高。

比如，用标准气动塞规测量如图1所示零件上的半盲孔(01)时，该半盲孔(01)精度高，深度仅为4.921毫米。由于该半盲孔(1)深度浅，标准的喷嘴排气孔直径较大，为Ф4mm或Ф6mm，常使得气动塞规喷嘴不能测量到合理的位置，导致测量结果不稳定，不能得到真实的零件实际尺寸。因此，必须发明一种专门的测量装置，以解决上述测量方法存在的测量效率低、测量结果不准确的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于测量高精度浅孔直径的测量装置及采用其测量浅孔的方法，结构简单，测量过程稳定，解决了标准气动塞规测量不准确的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种用于测量高精度浅孔直径的测量装置，包括气动测量头和气动测量仪，气动测量头一端为螺纹端，另一端为圆柱端，气动测量头通过螺纹端与气动测量仪连接；

气动测量头内开有通气盲孔，通气盲孔贯穿了螺纹端，且伸至圆柱端内；

圆柱端上开有环形喷嘴排气槽，在环形喷嘴排气槽的中心位置开有径向通孔，径向通孔与通气盲孔相贯通。

进一步，圆柱端的直径比被测孔的直径小0.01～0.05mm。

进一步，环形喷嘴排气槽的宽度为1～5mm。

进一步，环形喷嘴排气槽的中心位置与圆柱端的端面的距离为L，环形喷嘴排气槽的宽度为d，被测孔的深度为S，L+d/2<S。

进一步，环形喷嘴排气槽的下沉量δ值为0.003～0.006mm。

进一步，螺纹端的螺纹参数为M14。

进一步，通气盲孔的直径为1.5～5mm。

进一步，径向通孔的直径为环形喷嘴排气槽的宽度值的(1/3～1/2)。

进一步，气动测量仪的型号为QFP型浮标式气动量仪。

本发明还公开了采用所述用于测量高精度浅孔直径的测量装置测量浅孔的方法，包括以下步骤：

1)首先对气动测量仪进行调整，将气动测量仪调整至正确的位置，即气动测量仪刻度尺的上限刻度值和下限刻度值分别对应被测孔的最大直径和最小直径；

2)将气动测量头放入被测孔，调整气动测量仪的气体压力，观察气动测量仪的浮标位置是否落在上限刻度值和下限刻度值内；

浮标位置若在上限刻度值和下限刻度值范围内，则说明被测孔径合格；浮标位置若不在上限刻度值和下限刻度值范围内，则说明被测孔径不合格。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明公开了一种用于测量高精度浅孔直径的测量装置，包括相连接的气动测量仪和气动测量头，气动测量头一端为螺纹端，另一端圆柱面上加工有环形喷嘴排气槽，在环形喷嘴排气槽的中心位置开有径向通孔，径向通孔与通气盲孔相贯通。螺纹端与气动测量仪相连接后，气动测量仪中的气体流量通过通气盲孔和径向通孔，再通过环形喷嘴排气槽流通至圆柱面与被测孔的间隙后逸入大气。当圆柱面与被测孔的间隙变化时，气动测量仪的浮标位置相应变化，即可在气动测量仪的刻度尺上将被测孔的尺寸误差表示出来，从而测量出被测孔的直径尺寸，解决了标准量头测量不准确的问题。

进一步，一般圆柱端的直径比被测孔的直径小0.01～0.05mm，与被测孔径相适应。

进一步，螺纹端的螺纹参数设计为M14，方便与气动测量仪进行连接。

进一步，环形喷嘴排气槽距离圆柱端端面的尺寸取值保证被测量孔圆弧面能够包容排气槽，不会在测量时气体跑漏，空气流量均匀，测量过程稳定。

进一步，根据被测孔的直径尺寸公差，可以选择1000倍、2000倍、5000倍、10000倍或20000倍等不同的放大倍数的浮标式气动量仪。

本发明还公开了采用所述用于测量高精度浅孔直径的测量装置测量浅孔的方法，测量过程简单，气动测量精度高，可达0.002mm，解决了普通塞规精度低的问题。

附图说明

图1为被测零件简图；

图2为本发明的气动测量装置结构示意图；

图3为本发明的气动测量头的主视图；

图4为本发明的气动测量头的俯视图；

图5为本发明的气动测量头A-A剖视图。

其中，01为半盲孔，1为气动测量头，2为气动测量仪，11为螺纹端，12为圆柱端，13为环形喷嘴排气槽，14为径向通孔，15为通气盲孔。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

如图2-5所示，本发明的一种用于测量高精度浅孔直径的测量装置，包括气动测量仪2和气动测量头1，气动测量头1的一个端头为M14的螺柱，通过螺纹与气动测量仪2的气体输出管道连接；另一端为一个圆柱端12，气动测量头1通过M14的螺纹与气动测量仪2连接。气动测量头1可看作是阶梯轴，在阶梯轴的一端加工有螺纹，另一端上开环形喷嘴排气槽13。

如图2所示，气动测量仪2采用型号为QFP型浮标式气动量仪。根据被测孔的直径尺寸公差，可以选择1000倍、2000倍、5000倍、10000倍或20000倍等不同的放大倍数的浮标式气动量仪。

如图3～5所示，圆柱端12上开有环形喷嘴排气槽13，在环形喷嘴排气槽13的中心位置开有径向通孔14，径向通孔14与通气盲孔15相贯通。圆柱端12的直径可以根据选用或生产现场现有的气动量仪的放大倍数确定，一般比被测孔的直径小0.01mm～0.05mm，便于调整气动测量仪2的浮标指示在正确合理的位置，环形喷嘴排气槽13的宽度一是考虑被测孔的深度，二是考虑开槽后环形喷嘴排气槽13应被被测量孔圆弧面完全包容，不会在测量时气体跑漏，一般设计为1～5mm，环形喷嘴排气槽13的下沉量δ值为0.003～0.006mm，这需要经流量实验确定，是为保证气动量仪测量时气体流量的稳定性。

环形喷嘴排气槽13的中心位置距离圆柱端12的端面的尺寸L应根据被测孔深度S和环形喷嘴排气槽13宽度d确定，被测孔的深度为S，一般为L+d/2<S，保证被测孔圆弧面能够包容排气槽。通气盲孔15的直径一般设计为1.5～5mm。径向通孔14的直径一般设计为环形喷嘴排气槽13的宽度值的(1/3～1/2)。

以测量图1中所示零件的半盲孔01为例进行说明，半盲孔01的直径为 将圆柱端12的直径设计为Ф20.615mm，最大直径比被测孔直径减小0.01mm；圆柱端12上有一个2mm环形喷嘴排气槽13，环形喷嘴排气槽13的中心距离圆柱端12端面的尺寸L设计为3mm，这样，排气槽13左边距离圆柱端12端面为2mm，左边距离圆柱端12端面为4mm，排气槽13可以完全包容在被测量孔圆弧面4.921mm内，不会在测量时气体跑漏，保证了测量准确性。如图4所示，气动测量头1的中间沿轴向有一个直径为Ф5mm的通气盲孔15，孔口在螺柱端；环形喷嘴排气槽13中间位置设计一个直径为Ф1mm的径向通孔14，与测量头中心的通气盲孔15相通。

如图5所示，环形喷嘴排气槽13径向深度δ经流量试验确定为0.005mm。

使用时，用气动测量头1和专门设计的以被测孔最小和最大直径为内孔直径的两个校对环规，按照QFP型浮标式气动量仪调整方法进行调整，将气动测量仪2调整至正确合理的位置，即气动测量仪2刻度尺的上、下限刻度值分别对应最大和最小直径校对环规；被测孔一般为浅孔或盲孔。

将气动测量头1放入被测孔，按照校对环规调整气动测量仪2时的气体压力，对工件进行测量，将气动测量头1在被测孔内轻微旋转一周，观察气动测量仪2的浮标位置是否落在上、下刻度值内。

浮标若在上下限刻度范围内，则说明被测孔径合格；若不在上下限范围内，则说明被测孔径不合格。如需要测被测孔径的实际值，可根据选用的气动量仪的放大倍数和刻度值的分辨率，以及浮标偏离上下限刻度值的刻度进行换算，如浮标位置在范围内偏离上限，则用最大直径校对环规尺寸减去偏离值；如浮标位置在范围内偏离下限，则用最小直径校对环规尺寸加上偏离值。