專利名稱：平面精度測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測量儀器，具體涉及一種測量厚度、平面度與平行度誤差的平面精度
背景技術(shù)：
要使圓刀及有關(guān)工具的平面精密測量(平行度、平面度、厚度)達(dá)到微米級的水 平，目前，國內(nèi)企業(yè)測量方法有以下幾種 1.最常用的是用數(shù)顯千分尺來量厚度差，從而也得到同片厚度差，即平行度。但該 測量方法受各人不同的測量力，不同的測量點(diǎn)，不同的測量溫度，刀片的清潔程度，原始對 零的程度的影響很大。同一把刀，同一把量具，如由兩個(gè)人獨(dú)立測量，它們的測量結(jié)果常會(huì) 有2-3個(gè)微米的差別。 2.用大理石平臺(tái)加磁性表架、千分表，塊規(guī)來測刀片厚度，平行度和平面度。這種 方法有較大的誤差，其原因是 1)大理石平臺(tái)本身有較大誤差。最精密的平臺(tái)也有1-2個(gè)微米的誤差；再加上刀 片不平，難以確準(zhǔn)基準(zhǔn)面。
2)大理石平臺(tái)極容易積灰，不容易擦干凈；
3)刀片本身的不平度對所測厚度有影響。 因此，國內(nèi)外的企業(yè)和有關(guān)計(jì)量機(jī)構(gòu)大都采用英國泰勒公司生產(chǎn)的圓度儀或其它 精密儀器。但它們的價(jià)格十分的昂貴，非一般企業(yè)所能承受。這些企業(yè)在無法知曉自己工 具精度的情況，盲目地投入生產(chǎn)，會(huì)對產(chǎn)品質(zhì)量的提高和成本的降低產(chǎn)生很大的負(fù)面影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供一種可精確測量厚度、平面度與平行度誤差的平 面精度測量儀。 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是平面精度測量儀，包括測量板以及 位于測量板上的測量裝置，測量板下方設(shè)置有用于支撐測量板的支架，在測量板上設(shè)置有 至少三個(gè)不在一條直線上且凸出于測量板上表面的支撐凸起。 進(jìn)一步的是，所述測量裝置包括設(shè)置在測量板上的表柱以及連接在表柱上的表 桿，在表?xiàng)U上設(shè)置有千分表。 作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述支撐凸起具有三個(gè)且相對于測量板上表面的高度相等。
進(jìn)一步的是，所述支撐凸起采用圓形鋼球制作。 進(jìn)一步的是，所述測量板傾斜設(shè)置在支架上，在傾斜的測量板下側(cè)設(shè)置有至少兩 個(gè)滑槽，滑槽內(nèi)設(shè)置有支撐軸，支撐軸通過鎖緊裝置可拆卸連接在滑槽內(nèi)，支撐軸的頂部延 伸到測量板上表面上方，在支撐軸頂部設(shè)置有支撐軸承。 進(jìn)一步的是，在測量板上設(shè)置有支撐凸起裝配滑槽，在支撐凸起裝配滑槽內(nèi)固定 設(shè)置有硬質(zhì)合金底條，支撐凸起滑動(dòng)配合在硬質(zhì)合金底條的上表面。
進(jìn)一步的是，在支架與測量板之間固定連接有芯軸，在芯軸上套裝有軸承，在軸承 外固定連接有撥盤，在撥盤的上平面內(nèi)設(shè)置有螺旋槽，螺旋槽內(nèi)活動(dòng)配合有旋轉(zhuǎn)軸；在測量 板上設(shè)置有位于硬質(zhì)合金底條旁側(cè)的通槽，硬質(zhì)合金底條上方設(shè)置有移動(dòng)塊，支撐凸起裝 配在移動(dòng)塊內(nèi)，該移動(dòng)塊從硬質(zhì)合金底條的上表面延伸到通槽上方，旋轉(zhuǎn)軸穿過通槽與移 動(dòng)塊固定連接。 作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述撥盤為齒輪結(jié)構(gòu)，在測量板內(nèi)活動(dòng)穿套有手動(dòng)轉(zhuǎn)軸，手動(dòng) 轉(zhuǎn)軸上端固定連接有手柄，下端設(shè)置有主動(dòng)齒輪，主動(dòng)齒輪與撥盤嚙合。 進(jìn)一步的是，撥盤上表面的外圓周上設(shè)置有顯示測量板中心線與支撐凸起之間距
離的刻度，手柄周邊設(shè)置有顯示測量板中心線與支撐凸起之間距離的刻度。 進(jìn)一步的是，在支架與撥盤之間設(shè)置有支撐板；支架的底盤底面設(shè)置有至少三個(gè)
柔性承托墊。 本發(fā)明的有益效果是由于不在一條直線上的三點(diǎn)可確定一個(gè)平面，因此，任意三 個(gè)凸出于測量板上表面的支撐凸起就形成一個(gè)用于支撐被測圓刀及有關(guān)工具的支撐平面， 并以該支撐平面為基準(zhǔn)，可精確得到被測工件的厚度誤差(即平行度誤差)與平面度誤差， 其不受測量板是否平整的影響，從而可大大提高測量的精度，尤其適合在用于測量厚度、平 行度與平面度誤差的測量裝置上推廣使用。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中標(biāo)記為測量板1、支撐凸起2、通槽3、硬質(zhì)合金底條4、支架5、芯軸6、表柱7、 支撐軸8、支撐軸承9、表?xiàng)U10、千分表11、鎖緊裝置12、柔性承托墊13、移動(dòng)塊14、軸承15、 撥盤16、螺旋槽17、旋轉(zhuǎn)軸18、手動(dòng)轉(zhuǎn)軸19、手柄20、主動(dòng)齒輪21、支撐板22、滑槽23、被測 工件24。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。 如圖1所示，本發(fā)明的平面精度測量儀，包括測量板1以及位于測量板1上的測量 裝置，測量板1下方設(shè)置有用于支撐測量板1的支架5，在測量板1上設(shè)置有至少三個(gè)不在 一條直線上且凸出于測量板1上表面的支撐凸起2。由于不在一條直線上的三點(diǎn)可確定一 個(gè)平面，因此，任意三個(gè)凸出于測量板1上表面的支撐凸起2就形成一個(gè)用于支撐被測圓刀 及有關(guān)工具的支撐平面，并以該支撐平面為基準(zhǔn)，可精確得到被測工件24的厚度誤差(即 平行度誤差)與平面度誤差，其不受測量板1是否平整的影響，從而可大大提高測量的精 度。 在上述實(shí)施方式中，測量裝置可采用平面測量尺或三坐標(biāo)測量儀等，作為優(yōu)選方 式，所述測量裝置包括設(shè)置在測量板1上的表柱7以及連接在表柱7上的表?xiàng)UIO，在表?xiàng)U 10上設(shè)置有千分表11。在測量被側(cè)工件的厚度誤差時(shí)，將千分表11的表頭放于其中一個(gè) 支撐凸起2的上方并使表頭接觸被測工件24的上表面，通過轉(zhuǎn)動(dòng)被測工件24，得到的千分 表11讀數(shù)的相對值即為厚度誤差(即平行度誤差)，該厚度誤差為被測工件24相同半徑處 圓周方向的厚度誤差；而測量平面度誤差時(shí)，將千分表11的表頭放于形成支撐平面的其中兩個(gè)支撐凸起2之間，并使表頭接觸被測工件24的下表面，通過轉(zhuǎn)動(dòng)被測工件24，得到的千 分表11讀數(shù)的相對值即為平面度誤差，該誤差值為被測工件24相同半徑處圓周方向的平 面度誤差。 在以上的實(shí)施方式中，所述支撐凸起2可設(shè)置有多個(gè)，但最終將被測工件24放在 支撐凸起2上時(shí)，只有三個(gè)支撐凸起2形成支撐平面對被測工件24進(jìn)行承托，因此，作為優(yōu) 選方式，所述支撐凸起2具有三個(gè)且相對于測量板1上表面的高度相等。在將支撐凸起2設(shè) 置為三個(gè)以后，被測工件24只能放在該三個(gè)支撐凸起2上，則采用千分表11進(jìn)行厚度與平 面度誤差的測量時(shí)，還可以得到準(zhǔn)確的支撐基準(zhǔn)平面，從而使得測量的精度得到提高；而三 個(gè)支撐凸起2相對于測量板1上表面的高度相等，可使得千分表11的表頭在測量過程中， 始終是表頭的頂部與被測工件24的上表面接觸，利于提高測量的精度。支撐凸起2可采用 圓錐體或具有頂點(diǎn)的其它不規(guī)則的幾何體，作為優(yōu)選方式，所述支撐凸起2采用圓形鋼球 制作。因圓形鋼球容易外購，因此，本發(fā)明的平面精度測量儀在制造時(shí)，支撐凸起2采用圓 形鋼球可利于制造過程中的選擇。且該圓形鋼球最好采用硬質(zhì)合金材料制作，以提高其耐 磨性。 為便于操作人員對被測工件24進(jìn)行測量，所述測量板1傾斜設(shè)置在支架5上，在 傾斜的測量板1下側(cè)設(shè)置有至少兩個(gè)滑槽23，滑槽23內(nèi)設(shè)置有支撐軸8，支撐軸8通過鎖 緊裝置12可拆卸連接在滑槽23內(nèi)，支撐軸8的頂部延伸到測量板1上表面上方，在支撐軸 8頂部設(shè)置有支撐軸承9。在測量時(shí)，將被測工件24放在支撐凸起2上，由于測量板1的傾 斜設(shè)置，可使被測工件24的下側(cè)在自身重力的作用下始終靠在支撐軸承9上，則操作人員 在測量時(shí)，就不必分心去照顧被測工件24的定位，而只需關(guān)心被測工件24的轉(zhuǎn)動(dòng)與讀取千 分表11上的數(shù)據(jù)，也就提高了測量精度；另外，在測量被測工件24的平面度以及厚度(平 行度)誤差時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)被測工件24，使被測工件24通過支撐軸承9轉(zhuǎn)動(dòng)，因支撐軸承9可繞 支撐軸8轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，可提高被測工件24的轉(zhuǎn)動(dòng)可靠性；同時(shí)，由于被測工件24的下側(cè)靠在 支撐軸承9上；而支撐軸8通過鎖緊裝置12可拆卸連接在滑槽23內(nèi)，可任意變換支撐軸8 在滑槽23內(nèi)的位置以適應(yīng)不同大小被測工件24的測量，在圖1中，鎖緊裝置12采用鎖緊 螺母將支撐軸8在滑槽23內(nèi)定位。當(dāng)然，支撐軸承9也可以采用其它不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)的支撐件替 代，但會(huì)使得被測工件24的轉(zhuǎn)動(dòng)不夠靈活。 在以上實(shí)施方式中，為防止圓形鋼球?qū)y量板1的磨損，在測量板1上設(shè)置有支撐 凸起裝配滑槽，在支撐凸起裝配滑槽內(nèi)固定設(shè)置有硬質(zhì)合金底條4，支撐凸起2滑動(dòng)配合在 硬質(zhì)合金底條4的上表面。則長期使用過程中，支撐凸起2在硬質(zhì)合金底條4的上表面滑 動(dòng)，使得硬質(zhì)合金底條4對測量板1形成有效的保護(hù)，防止圓形鋼球在測量板1上壓出印 痕。此處，由于支撐凸起2具有至少三個(gè)，因此，硬質(zhì)合金底條4也具有至少三根，該至少三 根硬質(zhì)合金底條4上表面組成的平面的平面度誤差在加工時(shí)應(yīng)控制在0. 001mm以內(nèi)，可保 證對被測工件24平面度、厚度(平行度)誤差的測量精度。 在上述實(shí)施方式中，支撐凸起2在硬質(zhì)合金底條4上的移動(dòng)可通過人為方式進(jìn)行 移動(dòng)，但不利于對平面度、厚度(平行度)誤差的測量，作為優(yōu)選方式，在支架5與測量板1 之間固定連接有芯軸6，在芯軸6上套裝有軸承15，在軸承15外固定連接有撥盤16，在撥盤 16的上平面內(nèi)設(shè)置有螺旋槽17，螺旋槽17內(nèi)活動(dòng)配合有旋轉(zhuǎn)軸18 ;在測量板1上設(shè)置有 位于硬質(zhì)合金底條4旁側(cè)的通槽3，硬質(zhì)合金底條4上方設(shè)置有移動(dòng)塊14，支撐凸起2裝配在移動(dòng)塊14內(nèi)，該移動(dòng)塊14從硬質(zhì)合金底條4的上表面延伸到通槽3上方，旋轉(zhuǎn)軸18穿 過通槽3與移動(dòng)塊14固定連接。則需要移動(dòng)支撐凸起2時(shí)，可通過旋轉(zhuǎn)撥盤16，使得旋轉(zhuǎn) 軸18在撥盤16的上平面的螺旋槽17內(nèi)繞芯軸6旋轉(zhuǎn)，從而改變旋轉(zhuǎn)軸18到芯軸6軸心 線的距離。由于旋轉(zhuǎn)軸18與移動(dòng)塊14固定連接，從而帶動(dòng)移動(dòng)塊14內(nèi)的支撐凸起2在硬 質(zhì)合金底條4上滑動(dòng)，也就改變了測量板1軸心線與支撐凸起2之間的距離。在該距離變 化過程中，支撐凸起2的頂點(diǎn)支撐在被測工件24下表面半徑方向的不同位置，則可使千分 表11能測量被測工件24在半徑方向的平面度、厚度(平行度)誤差。在該實(shí)施方式中，螺 旋槽17的個(gè)數(shù)最好與支撐凸起2的數(shù)量相同，即每根旋轉(zhuǎn)軸18對應(yīng)一個(gè)螺旋槽17，使各旋 轉(zhuǎn)軸18沿各自對應(yīng)的螺旋槽17內(nèi)繞芯軸6旋轉(zhuǎn)。 在轉(zhuǎn)動(dòng)撥盤16時(shí)，可直接對撥盤16進(jìn)行操作將其轉(zhuǎn)動(dòng)，作為優(yōu)選方式，所述撥盤 16為齒輪結(jié)構(gòu)，在測量板1內(nèi)活動(dòng)穿套有手動(dòng)轉(zhuǎn)軸19，手動(dòng)轉(zhuǎn)軸19上端固定連接有手柄 20，下端設(shè)置有主動(dòng)齒輪21，主動(dòng)齒輪21與撥盤16嚙合。則需要在被測工件24的半徑方 向移動(dòng)支撐凸起2時(shí)，可通過搖動(dòng)手柄20使撥盤16轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，使得操作方便。
在被測工件24的半徑方向移動(dòng)支撐凸起2時(shí)，為便于隨時(shí)了解測量板1軸心線與 支撐凸起2之間的距離，撥盤16上表面的外圓周上設(shè)置有顯示測量板1中心線與支撐凸起 2之間距離的刻度，或在手柄20周邊設(shè)置有顯示測量板1中心線與支撐凸起2之間距離的 刻度，亦或既在撥盤16上表面的外圓周上設(shè)置有刻度，同時(shí)在手柄20周邊也設(shè)置有刻度。 撥盤16上表面的外圓周上設(shè)置的刻度可以作為一個(gè)粗讀數(shù)，而手柄20周邊設(shè)置的刻度則 可以作為細(xì)讀數(shù)，能分別反應(yīng)出測量板1中心線與支撐凸起2之間的距離，防止被測工件24 滑出支撐凸起2，掉落在臺(tái)面上。撥盤16上表面的外圓周上刻度的讀取可以通過在測量板 l上設(shè)置凹口，操作人員通過該凹口對撥盤16上表面外圓周上的刻度進(jìn)行讀取。
為了能對撥盤16進(jìn)行支撐，在支架5與撥盤16之間設(shè)置有支撐板22 ;而為了提 高支架5支撐穩(wěn)定性，支架5的底盤底面設(shè)置有至少三個(gè)柔性承托墊13。
本發(fā)明的平面精度測量儀在測量時(shí)的工作步驟包括
1、準(zhǔn)備工作 1)把被測工件24放到三個(gè)支撐凸起2形成的支撐平面上去； 2)調(diào)整支撐軸承9的位置，讓支撐軸承9靠住被測工件24的外圓； 3)把千分表11裝到表?xiàng)U10上，讓表頭壓住被測工件24的表面，表頭的壓縮量最
好要小于0. 5匪，調(diào)整好千分表11的零位。 2.各參數(shù)的測量 1)被測工件厚度差(即平行度) 將千分表11的表頭放在某個(gè)鋼球正上方的被測工件24上表面(此時(shí)，宜采用垂 直式千分表)，轉(zhuǎn)動(dòng)被測工件24，其表上的讀數(shù)和其它各點(diǎn)的相對值即是被測工件24在圓 周方向的同片厚度差，因?yàn)楸眍^和下面鋼球頂點(diǎn)之間的值即被測工件24的厚度。通過轉(zhuǎn)動(dòng) 撥盤16，就可得到被測工件24在半徑方向的同片厚度差。
2)被測工件平面度 將千分表11的表頭放在兩個(gè)鋼球的中間位置并位于被測工件24下表面(此時(shí)， 宜采用杠桿式千分表)，轉(zhuǎn)動(dòng)被測工件24，其表上的讀數(shù)和其它各點(diǎn)的相對值即是被測工 件24的平面度差。通過轉(zhuǎn)動(dòng)撥盤16，就可得到被測工件24在半徑方向的平面度差。
3)厚度 由于該機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，在測量厚度的絕對值是有些麻煩，但不影響精度。 首先我們要從已有被測工件24中找一片基準(zhǔn)，它的平面度和平行度都是比較好
的。然后分別幾個(gè)人用最好的數(shù)顯千分卡，對某一固定點(diǎn)分別來量它的厚度絕對值，并用塊
規(guī)反復(fù)比對，最后確定一個(gè)確認(rèn)值。然后以此值來校正千分表ll的表頭。 對常以l匪的增量增加厚度的被測工件24，我們可將塊規(guī)逐漸加到基準(zhǔn)被測工件
24上去，達(dá)到所需厚度，量出基準(zhǔn)尺寸，供測其它被測工件24用。 對常以0. Ol匪的增量增加厚度的被測工件24，我們可從表上直接讀出數(shù)字。
權(quán)利要求
平面精度測量儀，包括測量板(1)以及位于測量板(1)上的測量裝置，測量板(1)下方設(shè)置有用于支撐測量板(1)的支架(5)，其特征是在測量板(1)上設(shè)置有至少三個(gè)不在一條直線上且凸出于測量板(1)上表面的支撐凸起(2)。
2. 如權(quán)利要求1所述的平面精度測量儀，其特征是所述測量裝置包括設(shè)置在測量板(1)上的表柱(7)以及連接在表柱(7)上的表?xiàng)U(IO)，在表?xiàng)U(10)上設(shè)置有千分表(11)。
3. 如權(quán)利要求2所述的平面精度測量儀，其特征是所述支撐凸起(2)具有三個(gè)且相 對于測量板(1)上表面的高度相等。
4. 如權(quán)利要求3所述的平面精度測量儀，其特征是所述支撐凸起(2)采用圓形鋼球制作。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的平面精度測量儀，其特征是所述測量板(1)傾斜設(shè)置在支架(5)上，在傾斜的測量板(1)下側(cè)設(shè)置有至少兩個(gè)滑槽(23)，滑 槽(23)內(nèi)設(shè)置有支撐軸(8)，支撐軸(8)通過鎖緊裝置(12)可拆卸連接在滑槽(23)內(nèi)，支 撐軸(8)的頂部延伸到測量板(1)上表面上方，在支撐軸(8)頂部設(shè)置有支撐軸承(9)。
6. 如權(quán)利要求5所述的平面精度測量儀，其特征是在測量板(1)上設(shè)置有支撐凸起 裝配滑槽，在支撐凸起裝配滑槽內(nèi)固定設(shè)置有硬質(zhì)合金底條(4)，支撐凸起(2)滑動(dòng)配合在 硬質(zhì)合金底條(4)的上表面。
7. 如權(quán)利要求6所述的平面精度測量儀，其特征是在支架(5)與測量板(1)之間固定 連接有芯軸(6)，在芯軸(6)上套裝有軸承(15)，在軸承(15)外固定連接有撥盤(16)，在撥 盤(16)的上平面內(nèi)設(shè)置有螺旋槽(17)，螺旋槽(17)內(nèi)活動(dòng)配合有旋轉(zhuǎn)軸(18);在測量板 (1)上設(shè)置有位于硬質(zhì)合金底條(4)旁側(cè)的通槽(3)，硬質(zhì)合金底條(4)上方設(shè)置有移動(dòng)塊 (14)，支撐凸起(2)裝配在移動(dòng)塊(14)內(nèi)，該移動(dòng)塊(14)從硬質(zhì)合金底條(4)的上表面延 伸到通槽(3)上方，旋轉(zhuǎn)軸(18)穿過通槽(3)與移動(dòng)塊(14)固定連接。
8. 如權(quán)利要求7所述的平面精度測量儀，其特征是所述撥盤(16)為齒輪結(jié)構(gòu)，在測 量板(1)內(nèi)活動(dòng)穿套有手動(dòng)轉(zhuǎn)軸(19)，手動(dòng)轉(zhuǎn)軸(19)上端固定連接有手柄(20)，下端設(shè)置 有主動(dòng)齒輪(21)，主動(dòng)齒輪(21)與撥盤(16)嚙合。
9. 如權(quán)利要求8所述的平面精度測量儀，其特征是撥盤(16)上表面的外圓周上設(shè)置 有顯示測量板(1)中心線與支撐凸起(2)之間距離的刻度，手柄(20)周邊設(shè)置有顯示測量 板(1)中心線與支撐凸起(2)之間距離的刻度。
10. 如權(quán)利要求9所述的平面精度測量儀，其特征是在支架(5)與撥盤(16)之間設(shè) 置有支撐板(22);支架(5)的底盤底面設(shè)置有至少三個(gè)柔性承托墊(13)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種測量厚度、平面度與平行度誤差的平面精度測量儀，可精確測量被測工件的厚度、平面度與平行度誤差。該平面精度測量儀，包括測量板以及位于測量板上的測量裝置，測量板下方設(shè)置有用于支撐測量板的支架，在測量板上設(shè)置有至少三個(gè)不在一條直線上且凸出于測量板上表面的支撐凸起。由于不在一條直線上的三點(diǎn)可確定一個(gè)平面，因此，任意三個(gè)凸出于測量板上表面的支撐凸起就形成一個(gè)用于支撐被測圓刀及有關(guān)工具的支撐平面，并以該支撐平面為基準(zhǔn)，可精確得到被測工件的厚度誤差(即平行度誤差)與平面度誤差，其不受測量板是否平整的影響，從而可大大提高測量的精度，尤其適合在用于測量厚度、平行度與平面度誤差的測量裝置上推廣使用。
文檔編號G01B5/06GK101769706SQ201010110600
公開日2010年7月7日 申請日期2010年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月21日
發(fā)明者李偉 申請人:成都斯銳特鎢鋼刀具有限公司;葉明德