一种用于超大型孔的精确测量装置及方法与流程

1.本发明涉及孔加工的测量，特别涉及一种用于超大型孔的精确测量装置及方法，属于机械加工技术领域。


背景技术：

2.在大功率低速船用柴油机的加工制造过程中，经常有许多大直径孔需要在数控机床上加工。有些孔径甚至达到3000mm-5000mm，这些孔在加工后，存在着测量困难及测量误差大的困难。
3.目前测量超大孔径所用的量具有以下几种，其特点如下：
4.1、卷尺，主要用于大尺寸孔径的低精度测量，其优点是携带方便，缺点是测量精度差。
5.2、内径千分尺，其优点是测量精度高，缺点主要有：
6.a、需要复测外径千分尺，并复测标准量棒；
7.b、由于超过2m以上的外径千分尺的体积庞大，现场加工的超大孔径的不同规格较多，因而配备各种规格的超大外径千分尺，搬运异常吃力，实际生产一般使用相对较少。
8.c、常用的超过2m以上的内径千分尺通常为多段可拆卸式，重复的拆装操作容易产生装配误差。


技术实现要素：

9.本发明所要解决的技术问题是，克服现有大孔径测量技术的不足，提供一种用于超大型孔的精确测量装置及方法，达到提高测量效率、降低制造使用成本和降低劳动强度的效果，更好地满足多规格超大型孔径加工的需要。
10.基于上述目的，本发明采取的技术方案如下：
11.一种用于超大型孔的精确测量装置，放置于水平台面上，包括有底座、导轨、固定块、两个支架底座、两个v型支架、尾部支架底座、百分表夹持架、平头百分表、量棒和测量杆；
12.所述导轨沿纵向固定安装于所述底座上，该导轨的上平面为一水平面；
13.所述固定块固定在所述底座的上部的一端且位于所述导轨的始端的侧旁，该固定块靠近所述导轨的内侧面上设有零位圆头，该零位圆头设有测量平面；
14.所述尾部支架底座安装在所述导轨的尾部，并且能够沿纵向在该导轨上滑动以调整位置，所述百分表夹持架固定在该尾部支架底座的顶面上，所述平头百分表夹持在该百分表夹持架上，该平头百分表设有用于测量的平头面；
15.两个所述支架底座安装于所述固定块与尾部支架底座之间的导轨上，并且能够沿纵向在该导轨上滑动以调整位置，两个所述v型支架分别固定安装在该两个支架底座的顶面上，所述v型支架设置有v型口，该v型口用于放置所述量棒或测量杆；
16.所述量棒为标准长度杆件，置放于两个所述v型支架的v型口中，一端与所述固定
块的零位圆头的测量平面接触，另一端与所述平头百分表的平头面接触；
17.所述测量杆包括通过螺纹连接的千分测量头和固定长度杆，该测量杆置放于两个所述v型支架的v型口中，一端与所述固定块的零位圆头的测量平面接触，另一端与所述平头百分表的平头面接触。
18.作为进一步改进，所述的底座的上部设有沿纵向的直线定位槽，所述导轨嵌置于该直线定位槽内且上部凸出于该直线定位槽之上。
19.作为进一步改进，所述的尾部支架底座的顶面和支架底座的顶面与所述导轨的上平面平行；所述平头百分表的平头面与所述固定块的零位圆头的测量平面相对且平行，同时垂直于所述导轨的纵向。
20.作为进一步改进，所述的两个v型支架的v型口方向一致且处于同一水平上。
21.作为进一步改进，所述的量棒或测量杆置放于两个v型支架的v型口中时，轴线与所述轨道的上平面平行。
22.作为进一步改进，所述的测量杆的固定长度杆的外端和所述量棒的两端均为球面且经过淬火处理。
23.作为进一步改进，所述的尾部支架底座的侧面和所述支架底座的侧面设置有用于固定位置的锁紧螺钉。
24.本发明的另一技术方案如下：
25.一种采用上述精确测量装置实现的用于超大型孔的精确测量方法，包括如下具体步骤：
26.a)准备好与所述超大型孔相对应的量棒和测量杆；
27.b)对待加工的所述超大型孔进行初步测量，预留5mm的单边余量；
28.c)以最少余量试切所述超大型孔的孔口；
29.d)将所述量棒放置在两个v型支架上，一端贴紧所述零位圆头的测量平面，在所述导轨上滑动所述百分表夹持架，使所述平头百分表的平头面贴紧所述量棒的另一端，将该平头百分表调整至零点，锁定所述尾部支架底座的位置，完成以所述量棒为基准对所述精确测量装置的校准；
30.e)取下所述量棒，将所述测量杆放置于两个v型支架上，所述固定长度杆的一端贴紧所述零位圆头的测量平面，所述千分测量头的另一端贴紧所述平头百分表的平头面，旋转该千分测量头，同时查看所述平头百分表的读数，当所述平头百分表的读数为零时，锁紧该千分测量头，并且记录所述千分测量头当时的读数，该读数即为精加工所述超大型孔后的最终读数，从而完成对所述测量杆的校定；
31.f)用所述测量杆测量所述超大型孔试切后的孔口，通过计算确定目前的实际余量，粗加工所述超大型孔；
32.g)重复所述步骤f)，进行所述超大型孔的半精加工和精加工，直至所述千分测量头的读数到达所述步骤f)所述的最终读数。
33.与传统的方法相比较，本发明在加工时，先测量需要加工的超大型孔的量棒，再用对应的测量杆测量当下尺寸，从而确定后续加工的余量，调整试切后进行加工，因而具有以下优点：
34.1、避免了大型外径千分尺的频繁搬运，现场只需提前准备与加工的超大型孔相应
的量棒即可，同时减少了测量前的辅助时间，从而降低了劳动强度，提高了生产效率，消除了安全隐患。
35.2、适用范围更广，可适用于各种规格孔径的孔的加工，尤其适用于超大型孔的加工。
36.3、避免了重复拆装内径千分尺导致的装配误差和测量误差，一个孔径的超大型孔对应一套量棒和测量杆，只需定期对量棒进行复检，即可保证超大型孔的加工精度，从而提高了超大型孔的测量精度和加工精度。
37.综上所述，本发明具有操作便捷、安全可控的优点，减少了孔加工测量的辅助时间，避免了人工操作导致安全事故的发生，适用于任意规格的孔加工，特别适用于大孔径的超大型孔的加工和测量。
附图说明
38.图1是本发明的结构示意图之一(不含量棒和测量杆)。
39.图2是本发明校对量棒的工作状态图。
40.图3是本发明校对测量杆工作状态图。
41.图4是测量杆的结构示意图。
42.图5是图4的a部放大图。
43.图6是量棒的结构示意图。
44.图中：
45.1—底座，2—导轨，3—固定块，3.1—零位圆头，4—支架底座，4.1—锁紧螺钉，4a—尾部支架底座，5—v型支架，6—百分表夹持架，6.1—平头百分表，7—量棒，8—测量杆，8.1—千分测量头。
具体实施方式
46.下面结合附图和具体实施例来对本发明做进一步的详细说明。
47.请参阅图1、图2和图3，本发明所述的精确测量装置放置于水平台面上，包括有底座1、导轨2、固定块3、两个支架底座4、两个v型支架5、尾部支架底座4a、百分表夹持架6、平头百分表6.1、量棒7和测量杆8。
48.请参阅图1，所述底座1为所述精确测量装置的基础件，上部设有安装所述导轨2的沿纵向的直线定位槽，该直线定位槽的截面为矩形。
49.所述导轨2为矩形截面的直线杆件，固定嵌置在所述底座1的直线定位槽内且上部凸出于该直线定位槽之上，该导轨2的上平面通过刮研加工，成为同一水平面。
50.所述固定块3固定安装在底座1上部的一端，并且位于导轨2的始端的侧旁；所述固定块3靠近所述导轨2的内侧面上设有零位圆头3.1，该零位圆头3.1的测量平面与所述导轨2的纵向垂直。
51.所述尾部支架底座4a安装在所述导轨2的尾部，并且能够沿纵向在该导轨2上滑动以调整位置，位置确定后通过侧面的锁紧螺钉4.1将所述尾部支架底座4a固定连接于所述导轨2上；所述尾部支架底座4a的顶面与所述导轨2的上平面平行。
52.所述百分表夹持架6固定安装在所述尾部支架底座4a的顶面上。
53.所述平头百分表6.1夹持在所述百分表夹持架6上，该平头百分表6.1的平头面与所述固定块3的零位圆头3.1的测量平面相对且平行，同时垂直于所述导轨2的纵向。
54.两个所述支架底座4安装于所述固定块3与尾部支架底座4a之间的导轨2上，并且能够沿纵向在该导轨2上滑动以调整位置；所述支架底座4的顶面与所述导轨2的上平面平行，侧面设置有用于固定该支架底座4位置的锁紧螺钉4.1。
55.两个所述v型支架5分别固定安装在两个支架底座4的顶面上，各自设置有v型口，以置放所述量棒7或测量杆8，该两个v型支架5的v型口方向一致且处于同一水平上。
56.所述量棒7或测量杆8置放于两个v型支架5的v型口中，一端与所述固定块3的零位圆头3.1的测量平面接触，另一端与所述平头百分表6.1的平头面接触，放置时该量棒7或测量杆8的轴线与所述轨道2平行。
57.请结合参阅图4和图5，所述测量杆8由千分测量头8.1和固定长度杆组成，该千分测量头8.1通过螺纹与所述固定长度杆连接。所述千分测量头8.1能够旋转地测量尺寸，并且能够锁定当前尺寸。所述固定长度杆的外端加工成球面r(见图5)，并且经过淬火处理，以增加其耐磨性和减少测量误差。
58.请参阅图6，所述量棒7为标准长度杆件，两端均加工成球面r，并且经过淬火处理。
59.本发明所述用于超大型孔的精确测量方法包括如下具体步骤：
60.a)首先准备好与所述超大型孔相对应的量棒7和测量杆8。
61.b)用卷尺或钢皮尺进行初步测量，预留5mm左右的单边余量。
62.c)以最少余量试切所述超大型孔的孔口。
63.d)将所述量棒7放置两个v型支架5上，该量棒7的一端贴紧所述零位圆头3.1的测量平面，在所述导轨2上滑动所述百分表夹持架6，使平头百分表6.1的平头面贴紧所述量棒7的另一端，将该平头百分表6.1调整至零点，拧紧所述尾部支架底座4a的锁紧螺钉4.1，完成以所述量棒7为基准对所述精确测量装置的校准。
64.e)取下所述量棒7，将所述测量杆8放置于两个v型支架5上，所述固定长度杆的一端贴紧所述零位圆头3.1的测量平面，所述千分测量头8.1的另一端贴紧所述平头百分表6.1的平头面，旋转该千分测量头8.1，同时查看所述平头百分表6.1的读数，当所述平头百分表6.1的读数为零时，锁紧该千分测量头8.1，并且记录所述千分测量头8.1当时的读数，该读数即为精加工所述超大型孔后的最终读数，从而完成对所述测量杆8的校定。
65.f)用所述测量杆8测量所述超大型孔试切后的孔口，通过计算确定目前的实际余量，粗加工所述超大型孔。
66.g)利用同样的方法进行所述超大型孔的半精加工和精加工，直至所述千分测量头8.1的读数到达步骤f)所述最终读数。
67.本发明具有广泛的适用性，适用于各种规格孔径的孔加工，特别是适用于超大孔径的加工；有效地降低了劳动强度，降低了现场搬运大型量具所带来的安全隐患；实现了超大型孔径的加工过程中，也能精确地测量出试切的孔径，具有操作简单方便且质量可控的优点。
68.本发明要求的保护范围不仅限于上述实施例，凡依据本发明的内容所做的等效变化及修改，均属于本发明的范畴。

技术特征：
1.一种用于超大型孔的精确测量装置，放置于水平台面上，其特征在于：所述的精确测量装置包括有底座、导轨、固定块、两个支架底座、两个v型支架、尾部支架底座、百分表夹持架、平头百分表、量棒和测量杆；所述导轨沿纵向固定安装于所述底座上，该导轨的上平面为一水平面；所述固定块固定在所述底座的上部的一端且位于所述导轨的始端的侧旁，该固定块靠近所述导轨的内侧面上设有零位圆头，该零位圆头设有测量平面；所述尾部支架底座安装在所述导轨的尾部，并且能够沿纵向在该导轨上滑动以调整位置，所述百分表夹持架固定在该尾部支架底座的顶面上，所述平头百分表夹持在该百分表夹持架上，该平头百分表设有用于测量的平头面；两个所述支架底座安装于所述固定块与尾部支架底座之间的导轨上，并且能够沿纵向在该导轨上滑动以调整位置，两个所述v型支架分别固定安装在该两个支架底座的顶面上，所述v型支架设置有v型口，该v型口用于放置所述量棒或测量杆；所述量棒为标准长度杆件，置放于两个所述v型支架的v型口中，一端与所述固定块的零位圆头的测量平面接触，另一端与所述平头百分表的平头面接触；所述测量杆包括通过螺纹连接的千分测量头和固定长度杆，该测量杆置放于两个所述v型支架的v型口中，一端与所述固定块的零位圆头的测量平面接触，另一端与所述平头百分表的平头面接触。2.根据权利要求1所述的用于超大型孔的精确测量装置，其特征在于：所述的底座的上部设有沿纵向的直线定位槽，所述导轨嵌置于该直线定位槽内且上部凸出于该直线定位槽之上。3.根据权利要求1所述的用于超大型孔的精确测量装置，其特征在于：所述的尾部支架底座的顶面和支架底座的顶面与所述导轨的上平面平行；所述平头百分表的平头面与所述固定块的零位圆头的测量平面相对且平行，同时垂直于所述导轨的纵向。4.根据权利要求1所述的用于超大型孔的精确测量装置，其特征在于：所述的两个v型支架的v型口方向一致且处于同一水平上。5.根据权利要求1所述的用于超大型孔的精确测量装置，其特征在于：所述的量棒或测量杆置放于两个v型支架的v型口中时，轴线与所述轨道的上平面平行。6.根据权利要求1所述的用于超大型孔的精确测量装置，其特征在于：所述的测量杆的固定长度杆的外端和所述量棒的两端均为球面且经过淬火处理。7.根据权利要求1所述的用于超大型孔的精确测量装置，其特征在于：所述的尾部支架底座的侧面和所述支架底座的侧面设置有用于固定位置的锁紧螺钉。8.一种采用权利要求1所述精确测量装置实现的用于超大型孔的精确测量方法，其特征在于：所述的精确测量方法包括如下具体步骤：a)准备好与所述超大型孔相对应的量棒和测量杆；b)对待加工的所述超大型孔进行初步测量，预留5mm的单边余量；c)以最少余量试切所述超大型孔的孔口；d)将所述量棒放置在两个v型支架上，一端贴紧所述零位圆头的测量平面，在所述导轨上滑动所述百分表夹持架，使所述平头百分表的平头面贴紧所述量棒的另一端，将该平头百分表调整至零点，锁定所述尾部支架底座的位置，完成以所述量棒为基准对所述精确测
量装置的校准；e)取下所述量棒，将所述测量杆放置于两个v型支架上，所述固定长度杆的一端贴紧所述零位圆头的测量平面，所述千分测量头的另一端贴紧所述平头百分表的平头面，旋转该千分测量头，同时查看所述平头百分表的读数，当所述平头百分表的读数为零时，锁紧该千分测量头，并且记录所述千分测量头当时的读数，该读数即为精加工所述超大型孔后的最终读数，从而完成对所述测量杆的校定；f)用所述测量杆测量所述超大型孔试切后的孔口，通过计算确定目前的实际余量，粗加工所述超大型孔；g)重复所述步骤f)，进行所述超大型孔的半精加工和精加工，直至所述千分测量头的读数到达所述步骤f)所述的最终读数。

技术总结
一种用于超大型孔的精确测量装置及方法，所述精确测量装置放置于水平台面上，包括有底座、导轨、固定块、两个支架底座、两个V型支架、尾部支架底座、百分表夹持架、平头百分表、量棒和测量杆，其中，导轨安装于底座上，固定块固定在导轨始端侧旁的底座上，尾部支架底座安装在导轨的尾部，两个支架底座安装于固定块与尾部支架底座之间的导轨上，V型支架固定安装在支架底座的顶面上，用于放置量棒或测量杆；测量时先准备好对应的量棒和测量杆，最少余量孔口试切后，先测量量棒，再用测量杆复测，测量试切的孔径后计算确定后续的加工余量。本发明降低了劳动强度，消除了安全隐患，提高了生产效率，提升了测量精度，适用于各种规格的孔径，特别是超大孔径的测量。是超大孔径的测量。是超大孔径的测量。


技术研发人员：吴广宇 刘健 王恒志 范红健 顾亮
受保护的技术使用者：上海中船三井造船柴油机有限公司
技术研发日：2021.11.29
技术公布日：2022/3/8