[发明专利]便携式大直径深孔内螺纹中径在位测量仪及其测量方法

说明书

本发明提供了一种便携式大直径深孔内螺纹中径在位测量仪及其测量方法，其构成主要包括：圆柱筒结构的仪器壳体、对称可径向滑动地安装在仪器壳体上的第一测量组件和第二测量组件、安装在仪器壳体内可轴向滑动的楔形块、安装在仪器壳体底端用于测量楔形块前端位移变化的位移传感器、与仪器壳体固定连接的操纵手柄、推动楔形块轴线滑动的推杆和设置在操纵手柄上的显示屏；测量方法：根据被测件的螺纹中径设计一圆柱孔测量标准件，利用测量仪分别测量出于标准件和待测件下楔形块前端与位移传感器之间的距离，根据两次距离差和楔形块的楔角计算得到测量组件径向位移差，进而计算得到待测件的实际中径。本发明具有结构紧凑，操作方便，测量效率高等优点。

技术领域

本发明涉及内螺纹中径测量技术领域，更为具体地讲，涉及一种大直径深孔内螺纹中径在位测量仪及其测量方法。

技术背景

螺纹中径是表征内螺纹是否合格的一个重要指标。对于常规尺寸内螺纹，通常采用国标规定的通端螺纹塞规和止端螺纹塞规测量判断内螺纹中径是否合格。由于直径超过Φ100mm的螺纹塞规加工工艺复杂，导致制造成本极高，因此，现有技术很少用螺纹塞规来测量直径超过Φ100mm的内螺纹中径。对于此类大尺寸内螺纹中径的测量，目前主要有两种测量方法，一种为三球测量法，另一种为组合量具测量法。

采用三球测量法测量大直径内螺纹中径，是将三个带磁性的测量钢球放置于同一螺纹槽内，借助万能工具显微镜测量出三个测量钢球的球心坐标，进而计算出待测内螺纹的中径。利用该方法可以解决很多测量问题，但是存在安装测量过程过于复杂，不能进行在位、在线测量。

采用组合量具测量法测量大直径内螺纹中径，所述组合量具主要由测杆、球形测头、固定套管和千分表组成，根据待测内螺纹的设计参数，选择对应的测杆和球形测头，把测杆装在固定套管上，再将球形测头装在仪器左右两侧。利用组合量块进行校准置零，将仪器手动放入螺纹孔，使其两端测头置于螺纹槽中，读取千分表示值，计算螺纹中径。该方法结构简单，但不适用于深孔内螺纹中径在位测量。

为了提高大直径深孔内螺纹中径的检测效率，尽快开发出操作简单，结构紧凑，适用于大尺寸深孔内螺纹中径测量的检测仪，实现对大尺寸深孔内螺纹中径在位、在线测量，是所述领域的科技工作者共同面临的重要课题。

发明内容

针对大尺寸深孔内螺纹中径测量技术的现状与不足，本发明的第一个目的是提供一种便携式大直径深孔内螺纹中径在位测量仪；本发明的第二个目的是提供一种在位测量大尺寸深孔内螺纹中径方法，以提高大尺寸深孔内螺纹中径的检测效率。

针对本发明的第一个目的，本发明提供的便携式大直径深孔内螺纹中径在位测量仪，其构成主要包括：圆柱筒结构的仪器壳体、对称可径向滑动地安装在仪器壳体上的第一测量组件和第二测量组件、安装在仪器壳体内可轴向滑动的楔形块、安装在仪器壳体底端用于测量楔形块前端位移变化的位移传感器、与仪器壳体固定连接的操纵手柄、推动楔形块轴线滑动的推杆和设置在操纵手柄上的显示屏；第一测量组件包括外端设有两个枝杈杆的第一测杆、设置在两个枝杈杆外端分别与被测件两个相邻螺纹槽匹配的第一测头和第二测头、设置在第一测杆内端与楔形块楔面构成高副连接的触头和第一复位弹簧，第二测量组件包括第二测杆、设置在第二测杆外端与被测件螺纹槽匹配的第三测头、设置在第二测杆内端与所述楔形块构成高副连接的触头和第二复位弹簧；所述第三测头在轴线方向的位置位于所述第一测头和第二测头之间，且第三测头与第一测头相差1/2螺距，第一测头与第二测头相差1螺距；所述位移传感器通过信号采集处理电路与显示屏连接。

为了更好地实现发明目的，本发明可在上述技术方案的基础上进一步采取以下技术措施，下述各项技术措施可单独实施，也可组合实施，甚至一并实施。

所述第一测头、第二测头和第三测头为结构相同的测头，均为钢珠测头，钢珠的直径与被测螺纹中径螺距相匹配；所述钢珠优先选用0级钢珠作为测头，以消除测头形状误差对测量结果的影响。