[发明专利]一种沉孔角度的双球测量法

说明书

技术领域

本发明属于沉孔测量领域，尤其是涉及一种沉孔角度的双球测量法。

背景技术

在镦压模具、检测工装及许多零件中常常设置有沉孔，沉孔的孔口角度对零件的配合及预紧力、高周疲劳等力学性能都有很大的影响。针对孔口是内凹的圆锥面的沉孔，无法用普通的量角器和投影仪直接测量。

当前对沉孔角度的测量方法有灌铅填充法、压铆填充法、着色量规法和三坐标测量仪法等。其中灌铅填充法和压铆填充法是将另外一种材料通过流体变形或塑性变形来充填被测件的沉孔孔腔，然后将填充好的材料强行取出，间接测量填充材料的外形角度来获得沉孔的角度，这种方法的实施过程较为繁琐复杂，还需要较大的温度升降或较大的压力，同时在强行取出填充材料时容易将其外形角度再次变动而导致较大的测量误差；着色量规法是使用已知角度值的圆锥，在圆锥表面或者被测件沉孔表面涂上了染色剂，然后将圆锥塞入沉孔中使两者接触，最后分开两者，通过先前未涂染色剂的物件表面被染色的面积大小来判断被测件沉孔的角度是否与圆锥的一致，这种方法只能判断两者角度是否相等和谁大谁小，而无法测得不相等情况下的沉孔角度精确数值；三坐标测量仪法是使用三坐标测量仪的探针接触到沉孔表面，将沉孔的外形在三维坐标中数值化后计算得出沉孔角度，这种方法代价较高。

故而，根据现有的沉孔角度测量方法来说，无法满足对沉孔角度精确掌握的需求，因此必须提出一种新的检测方法，以达到精确和便捷的测量出沉孔角度的目的。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种沉孔角度的双球测量法，以解决准确测量出沉孔角度的需要。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种沉孔角度的双球测量法，所需测量的沉孔为锥形沉孔，其孔口的孔壁为锥形，且该沉孔孔口以及沉孔孔口与沉孔的孔底交界处均车有转接圆，其具体测量步骤如下：

第一步，准备高度测量仪和多个直径已知但其大小不等的钢球；

第二步，如已知沉孔孔口处的粗略角度数值，则直接执行第五步，否则执行第三步；

第三步，通过试错法将不同直径的钢球放置在沉孔内，选择出两个直径不等且外壁与需测量的沉孔孔口处的锥形孔壁抵接的钢球；

第四步，将第三步中选择好的两个钢球依次放到沉孔内，然后通过高度测量仪将两个钢球分别置于沉孔内时的顶点高度差测量出来，而通过公一：#

算出粗略的沉孔孔口角度数值，公式一中：

θ是以角度制为单位的沉孔孔口角度粗略数值；

d3是用来测量沉孔孔口角度的两个钢球中较大的钢球直径；

d4是用来测量沉孔孔口角度的两个钢球中较小的钢球直径；

h1是由高度测量仪测得的两个钢球顶点处的高度差；

第五步，使用直径测量工具测出沉孔孔口外缘圆的直径D，并估测出孔口处转接圆的转接半径R1；

再次使用直径测量工具测出沉孔的孔底直径d，同时估测出沉孔孔底与沉孔孔口交界处的转接圆半径R2；

第六步，根据公式二：#

计算出与孔口的孔壁抵接效果最佳的钢球直径范围，并在第一步准备的钢球中选择一个最接近该钢球直径范围内最大值的钢球一和一个最接近钢球直径范围内最小值的钢球二，其中公式二中：

D、d、R1、R2均是第五步中所得到的数值；

θ是在第四步中计算得出的沉孔孔口角度粗略数值或者是开始就已知的沉孔孔口角度粗略数值；

d1和d2分别是本步骤中选择出的钢球一和钢球二的直径数值；

第七步，将第六步中选择出的两个钢球依次放到沉孔内，并使用高度测量仪将两个钢球置于沉孔内时的顶点高度差测量出来，之后利用公式三：#

得出沉孔孔口精确的角度数值，公式三中：

α是以角度制为单位的沉孔孔口精确的角度数值；

d1和d2分别是第六步中选择出的钢球一和钢球二的直径数值；

h2是由高度测量仪测得的钢球一和钢球二分别置于沉孔内的顶点高度差。

进一步的，所述第一步中准备的多个钢球的标准公差等级均不低于IT6。

进一步的，所述第一步中高度测量仪固定于一工作台上，将带有沉孔的工件置于该工作台的台面上且位于高度测量仪的正下方。