專利名稱：布氏硬度壓痕直徑測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及尺寸測(cè)量技術(shù)，具體的說(shuō)是一種布氏硬度壓痕直徑裝置。
背景技術(shù)：
布氏硬度是在工程實(shí)踐中廣泛運(yùn)用的一種金屬硬度測(cè)量方法。其測(cè)量原理是對(duì)一定直徑的硬質(zhì)合金球施加試驗(yàn)力壓入試件表面，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定保持時(shí)間后，卸除試驗(yàn)力，測(cè)量試件表面壓痕直徑，之后通過(guò)相關(guān)公式計(jì)算出對(duì)應(yīng)的布氏硬度值，也可以根據(jù)壓痕直徑查閱備好的布氏硬度表得到硬度值。由此可見(jiàn)，壓痕直徑測(cè)量是布氏硬度測(cè)量操作中的關(guān)鍵步驟，并且對(duì)最終的測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生直接影響。傳統(tǒng)布氏硬度壓痕直徑測(cè)量裝置，其典型結(jié)構(gòu)如圖1所示，這類測(cè)量裝置的尺寸刻度直接出現(xiàn)在視場(chǎng)中。進(jìn)行測(cè)量時(shí)，將讀數(shù)顯微鏡置于被測(cè)試件上，轉(zhuǎn)動(dòng)讀數(shù)鼓輪，視場(chǎng)中的測(cè)量標(biāo)線會(huì)相應(yīng)的產(chǎn)生移動(dòng)。先讓標(biāo)線與壓痕一側(cè)相切(如圖2)，并記下此時(shí)標(biāo)線所在位置尺寸數(shù)值，轉(zhuǎn)動(dòng)讀數(shù)鼓輪，使標(biāo)線再與壓痕的另一側(cè)相切(如圖3)，再記下此時(shí)測(cè)量刻線所在位置尺寸數(shù)值。兩數(shù)值相減，則測(cè)得壓痕的直徑。該類測(cè)量裝置的缺陷主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:第一，讀數(shù)顯微鏡直接置于試件上，在測(cè)試人員操作的過(guò)程中(如轉(zhuǎn)動(dòng)讀數(shù)鼓輪)，可能會(huì)造成讀數(shù)顯微鏡的移動(dòng)，從而造成測(cè)量誤差。第二，若試件較小，沒(méi)有足夠大的面積支撐讀數(shù)顯微鏡時(shí)，則需要尋找與試件等高的支撐塊來(lái)支撐讀數(shù)顯微鏡以進(jìn)行測(cè)量，這將給測(cè)量工作帶來(lái)極大的不便。另外，近年來(lái)，基于計(jì)算機(jī)圖像處理的測(cè)量方法也在實(shí)踐中得到了一定的運(yùn)用。其原理是利用工業(yè)相機(jī)成像，獲取壓痕圖像并通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理、測(cè)量，從而得到壓痕直徑。這種方法有著精度高、避免肉眼讀數(shù)誤差等特點(diǎn)，但其也存在著一定的缺陷。利用該方法測(cè)量時(shí)，一般需要外接電源并配合計(jì)算機(jī)使用，從而在一定程度上限制了其使用范圍，另夕卜，整套系統(tǒng)成本較高，也使該測(cè)量方法的使用受到了一定局限。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的布氏硬度壓痕直徑測(cè)量裝置的不足。本發(fā)明提供一種布氏硬度壓痕直徑測(cè)量裝置，該裝置操作簡(jiǎn)單，測(cè)量精度高，測(cè)量過(guò)程中試件不易移動(dòng)，方便測(cè)量各種大小的試件。本發(fā)明進(jìn)一步的目的在于提供一種無(wú)需外接電源或配合計(jì)算機(jī)使用的布氏硬度壓痕直徑測(cè)量裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述的布氏硬度壓痕直徑測(cè)量裝置，其包括:觀測(cè)顯微鏡、試件放置平臺(tái)、測(cè)量讀數(shù)裝置、支撐臺(tái)。所述觀測(cè)顯微鏡:其包括目鏡、物鏡、目鏡調(diào)節(jié)套、鏡筒。該目鏡、物鏡、目鏡調(diào)節(jié)套均固連在鏡筒上，鏡筒與支撐臺(tái)固連。所述試件放置平臺(tái):其包括平臺(tái)體、電磁鐵、電磁鐵開(kāi)關(guān)、電池。該電磁鐵位于平臺(tái)體內(nèi)部，該電池為電磁鐵提供工作所需電源。
所述測(cè)量讀數(shù)裝置:其包括固定刻度套筒、微分筒、螺桿、滾珠絲杠機(jī)構(gòu)。所述支撐臺(tái):其包括本體、鎖緊螺釘、支撐腳。該本體包含兩條可供試件放置平臺(tái)水平滑動(dòng)的導(dǎo)軌，該支撐腳可以調(diào)節(jié)高度。具體的，所述觀測(cè)顯微鏡的目鏡與物鏡同軸，且軸線垂直于所述試件放置平臺(tái)的平臺(tái)體上表面。測(cè)量時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡調(diào)節(jié)套可使視場(chǎng)中的壓痕輪廓清晰。所述試件放置平臺(tái)的電磁鐵工作時(shí)產(chǎn)生的磁力可確保試件在測(cè)量過(guò)程中不會(huì)移動(dòng)，或者，在測(cè)量不能被電磁鐵吸附金屬試件時(shí)，可確保固定試件的鐵制夾具在測(cè)量過(guò)程中不會(huì)移動(dòng)。所述測(cè)量讀數(shù)裝置的固定刻度套筒帶有刻度的，并與支撐臺(tái)緊密結(jié)合成一體。固定刻度套筒外面有一帶刻度的活動(dòng)的微分筒，微分筒尾部的錐孔與螺桿一端的外圓錐面連接。螺桿另一端為滾珠絲杠，滾珠絲杠與試件放置平臺(tái)的平臺(tái)體固連。螺桿中間是精度很高的外螺紋，與固定刻度套筒上的內(nèi)螺紋精密配合，可使螺桿自由旋轉(zhuǎn)而間隙極小。該螺桿與所述支撐臺(tái)上的對(duì)應(yīng)裝配內(nèi)孔定心間隙配合。該微分筒上的刻度將整個(gè)圓環(huán)面50等分，微分筒旋轉(zhuǎn)一周其在固定刻度套筒上移動(dòng)的距離為0.5毫米。所述支撐臺(tái)的本體使用不被電磁鐵吸附的材料，以確保試件放置平臺(tái)在導(dǎo)軌上順
暢滑動(dòng)。所述支撐臺(tái)的鎖緊螺釘可以控制所述試件放置平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)狀況:當(dāng)其鎖緊時(shí)，試件放置平臺(tái)不能在支撐臺(tái)的導(dǎo)軌上滑動(dòng)，當(dāng)其松開(kāi)時(shí)，試件放置平臺(tái)可以在支撐臺(tái)的導(dǎo)軌上滑動(dòng)。該鎖緊螺釘通過(guò)限制所述螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)從而阻礙試件放置平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)。 本發(fā)明提供的布氏硬度壓痕直徑測(cè)量裝置，由于采用了上述技術(shù)方案，使得測(cè)量過(guò)程中試件不易移動(dòng)，方便測(cè)量各種大小的試件，而且測(cè)量過(guò)程中無(wú)需外接電源或配合計(jì)算機(jī)使用，擴(kuò)大了該裝置的適用范圍。整個(gè)裝置成本低，操作簡(jiǎn)單，測(cè)量精度高，實(shí)用性強(qiáng)。


圖1是傳統(tǒng)布氏硬度壓痕直徑測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是傳統(tǒng)布氏硬度壓痕直徑測(cè)量裝置測(cè)量過(guò)程中目鏡視場(chǎng)示意圖。圖3是傳統(tǒng)布氏硬度壓痕直徑測(cè)量裝置測(cè)量過(guò)程中目鏡視場(chǎng)示意圖。圖4是本發(fā)明布氏硬度壓痕直徑測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖4的左視圖。圖6是圖4中位置I的放大圖。圖7是本發(fā)明測(cè)量過(guò)程中目鏡視場(chǎng)示意圖。圖8是本發(fā)明測(cè)量過(guò)程中目鏡視場(chǎng)示意圖。圖9是本發(fā)明測(cè)量讀數(shù)裝置讀數(shù)過(guò)程示意圖。其中，1:觀測(cè)顯微鏡，11:目鏡，12:物鏡，13:目鏡調(diào)節(jié)套，14:鏡筒，2:試件放置平臺(tái)，21:平臺(tái)體，22:電磁鐵，23:電磁鐵開(kāi)關(guān)，24:電池，3:測(cè)量讀數(shù)裝置，31:固定刻度套筒，32:微分筒，33:螺桿，34:滾珠絲杠，4:支撐臺(tái)，41:本體，42:鎖緊螺釘，43:支撐腳，43a:支撐腳，43b:支撐腳，43c:支撐腳。
具體實(shí)施例方式如圖4所示，一種布氏硬度壓痕直徑測(cè)量裝置，它包括:觀測(cè)顯微鏡1、試件放置平臺(tái)2、測(cè)量讀數(shù)裝置3、支撐臺(tái)4。觀測(cè)顯微鏡1:如圖4、圖5所示，其包括目鏡11、物鏡12、目鏡調(diào)節(jié)套13和鏡筒14，該目鏡11、物鏡12和目鏡調(diào)節(jié)套13均固連在鏡筒14上，該鏡筒14固連在該支撐臺(tái)4上。試件放置平臺(tái)2:如圖4、圖5所示，其包括平臺(tái)體21，電磁鐵22，電磁鐵開(kāi)關(guān)23和電池24，該電磁鐵22位于該平臺(tái)體21內(nèi)部，該電磁鐵開(kāi)關(guān)23控制該電磁鐵22工作與否，該電池24提供電磁鐵22工作所需電源。測(cè)量讀數(shù)裝置3:如圖4、圖6所示，其包括固定刻度套筒31、微分筒32、螺桿33和滾珠絲杠34。支撐臺(tái)4:如圖4、圖5所示，其包括本體41、鎖緊螺釘42和支撐腳43，該本體41包含兩條可供試件放置平臺(tái)2水平滑動(dòng)的導(dǎo)軌，該支撐腳43可以調(diào)節(jié)高度。該目鏡11與物鏡12同軸，且軸線垂直于平臺(tái)體21上表面。該電磁鐵22工作時(shí)產(chǎn)生的磁力可確保試件在測(cè)量過(guò)程中不會(huì)移動(dòng)，或者，在測(cè)量不能被電磁鐵22吸附的金屬試件時(shí)，可確保固定試件的鐵制夾具在測(cè)量過(guò)程中不會(huì)移動(dòng)。該固定刻度套筒31帶有刻度的，并與所述本體41緊密結(jié)合成一體。該固定刻度套筒31外面有一帶刻度的活動(dòng)的微分筒32，該微分筒32尾部的錐孔與螺桿33 —端的外圓錐面連接。該螺桿33另一端為滾珠絲杠34，滾珠絲杠34與所述平臺(tái)體21固連。螺桿33中間是精度很高的外螺紋，與固定刻度套筒31上的內(nèi)螺紋精密配合，可使螺桿33自由旋轉(zhuǎn)而間隙極小。該螺桿33與所述本體41上的對(duì)應(yīng)裝配內(nèi)孔定心間隙配合。該微分筒32上的刻度將整個(gè)圓環(huán)面50等分，該微分筒33旋轉(zhuǎn)一周其在固定刻度套筒31上水平移動(dòng)距離為0.5毫米。該支撐臺(tái)本體41使用不被電磁鐵22吸附的材料制成，如不被磁鐵吸附的金屬、塑料、陶瓷等。該鎖緊螺釘42可以控制所述試件放置平臺(tái)2的運(yùn)動(dòng)狀況:當(dāng)其鎖緊時(shí)，試件放置平臺(tái)2不能在支撐臺(tái)4上的導(dǎo)軌上滑動(dòng)，當(dāng)其松開(kāi)時(shí)，試件放置平臺(tái)2可以在支撐臺(tái)4上的導(dǎo)軌上滑動(dòng)。該鎖緊螺釘42通過(guò)限制螺桿33的轉(zhuǎn)動(dòng)從而阻礙試件放置平臺(tái)2的運(yùn)動(dòng)。測(cè)量前調(diào)節(jié)支撐腳43的高度，使平臺(tái)體21上表面保持水平。測(cè)量可被電磁鐵22吸附的金屬試件時(shí)，將被測(cè)試件放置于平臺(tái)體21上表面，打開(kāi)電磁鐵開(kāi)關(guān)23，這時(shí)試件被吸附在平臺(tái)體21上表面而不會(huì)移動(dòng)。調(diào)節(jié)目鏡調(diào)節(jié)套13，使測(cè)量者可以通過(guò)目鏡11清晰的觀察到被測(cè)試件的壓痕輪廓。轉(zhuǎn)動(dòng)微分筒32，使試件放置平臺(tái)2沿著支撐臺(tái)4上的兩條滑軌移動(dòng)，與此同時(shí)，測(cè)量者通過(guò)目鏡11觀察，當(dāng)視場(chǎng)中標(biāo)線與被測(cè)壓痕一側(cè)相切時(shí)(如圖7)，停止轉(zhuǎn)動(dòng)，鎖緊鎖緊螺釘42，通過(guò)讀取固定套筒31和微分筒32上的刻度值，得到此時(shí)的位置尺寸Cl1。松開(kāi)鎖緊螺釘42，繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)微分筒32，當(dāng)視場(chǎng)中標(biāo)線再與被測(cè)壓痕另一側(cè)相切時(shí)(如圖8)，停止轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)讀取固定套筒31和微分筒32上的刻度值，得到此時(shí)的位置尺寸d2。壓痕直徑則通過(guò)公式d= Id1-Cl2I求得。為了測(cè)量不能被電磁鐵22吸附的金屬試件，可采用鐵制工裝，將被測(cè)試件壓緊在平臺(tái)體21上表面，同時(shí)打開(kāi)電磁鐵開(kāi)關(guān)23，電磁鐵22則會(huì)吸附鐵制工裝，后續(xù)測(cè)量步驟與測(cè)量可被電磁鐵22吸附的試件相同。下面結(jié)合圖9對(duì)本發(fā)明的測(cè)量讀數(shù)裝置3的讀數(shù)方法進(jìn)行說(shuō)明:首先讀取固定刻度套筒31上的數(shù)值，再讀出微分筒32上的數(shù)值，其中微分筒32上的數(shù)值需要估讀一位，則圖9所示的數(shù)值應(yīng)當(dāng)讀作14.393毫米。
權(quán)利要求
1.一種布氏硬度壓痕直徑測(cè)量裝置，其特征在于:它包括:觀測(cè)顯微鏡、試件放置平臺(tái)、測(cè)量讀數(shù)裝置、支撐臺(tái)； 所述觀測(cè)顯微鏡:其包括目鏡、物鏡、目鏡調(diào)節(jié)套、鏡筒，該目鏡、物鏡、目鏡調(diào)節(jié)套均固連在鏡筒上，鏡筒與支撐臺(tái)固連； 所述試件放置平臺(tái):其包括平臺(tái)體、電磁鐵、電磁鐵開(kāi)關(guān)、電池； 所述測(cè)量讀數(shù)裝置:其包括固定刻度套筒、微分筒、螺桿、滾珠絲杠； 所述支撐臺(tái):其包括本體、鎖緊螺釘、支撐腳，該本體包含兩條可供試件放置平臺(tái)水平滑動(dòng)的導(dǎo)軌，該支撐腳可以調(diào)節(jié)高度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的布氏硬度壓痕直徑測(cè)量裝置，其特征在于:所述電磁鐵位于平臺(tái)體內(nèi)部，所述電池為該電磁鐵提供工作所需電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的布氏硬度壓痕直徑測(cè)量裝置，其特征在于:所述電磁鐵工作時(shí)產(chǎn)生的磁力可確保試件在測(cè)量過(guò)程中不會(huì)移動(dòng)，或者在測(cè)量不能被該電磁鐵吸附金屬試件時(shí)，可確保固定試件的鐵制夾具在測(cè)試過(guò)程中不會(huì)移動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的布氏硬度壓痕直徑測(cè)量裝置，其特征在于:所述固定刻度套筒帶有刻度的，并與所述本體緊密結(jié)合成一體。該固定刻度套筒外面有一帶刻度的活動(dòng)的微分筒，該微分筒尾部的錐孔與所述螺桿一端的外圓錐面連接。該螺桿另一端為所述滾珠絲杠，該滾珠絲杠與所述試件放置平臺(tái)固連。所述螺桿中間是精度很高的外螺紋，與所述固定刻度套筒上的內(nèi)螺紋精密配合，可使該螺桿自由旋轉(zhuǎn)而間隙極小。該螺桿與所述本體上的對(duì)應(yīng)裝配內(nèi)孔定心間隙配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的布氏硬度壓痕直徑測(cè)量裝置，其特征在于:所述本體使用不被電磁鐵吸附的材料制成，如不被磁鐵吸附的金屬、塑料、陶瓷等。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的布氏硬度壓痕直徑測(cè)量裝置，其特征在于:所述鎖緊螺釘可以控制所述試件放置平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)狀況:當(dāng)其鎖緊時(shí)，該試件放置平臺(tái)不能在所述支撐臺(tái)上的導(dǎo)軌上滑動(dòng)，當(dāng)其松開(kāi)時(shí)，該試件放置平臺(tái)可以在所述支撐臺(tái)上的導(dǎo)軌上滑動(dòng)。該鎖緊螺釘通過(guò)限制所述螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)從而阻礙所述試件放置平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種布氏硬度壓痕直徑測(cè)量裝置，其包括觀測(cè)顯微鏡、試件放置平臺(tái)、測(cè)量讀數(shù)裝置、支撐臺(tái)；一觀測(cè)顯微鏡其包括目鏡、物鏡、目鏡調(diào)節(jié)套、鏡筒，該目鏡、物鏡、目鏡調(diào)節(jié)套均固連在鏡筒上，鏡筒與支撐臺(tái)固連；一試件放置平臺(tái)其包括平臺(tái)體、電磁鐵、電磁鐵開(kāi)關(guān)、電池，該電磁鐵位于平臺(tái)體內(nèi)部，該電池為電磁鐵提供工作所需電源；一測(cè)量讀數(shù)裝置其包括固定刻度套筒、微分筒、螺桿、滾珠絲杠；一支撐臺(tái)其包括本體、鎖緊螺釘、支撐腳，該本體包含兩條可供試件放置平臺(tái)水平滑動(dòng)的導(dǎo)軌，該本體使用不被電磁鐵吸附的材料制成；該布氏硬度壓痕直徑測(cè)量裝置成本低，操作簡(jiǎn)單，測(cè)量精度高，方便測(cè)量各種大小的試件，且測(cè)量過(guò)程中無(wú)需外接電源或配合計(jì)算機(jī)使用。
文檔編號(hào)G01B11/08GK103149088SQ201310059310
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月26日
發(fā)明者肖飛 申請(qǐng)人:肖飛