圆弧直径检具及其制造、使用方法 【技术领域】
本发明属于量检具制造及其制造、使用方法，具体地，涉及圆弧直径检具及其制造、使用方法。
背景技术
在机械加工中，经常需要测量圆弧的直径。由于所测圆弧不是整圆，并且往往需要在现场进行测量，内径表、内测千分尺、三坐标机等测量设备都难以满足要求。
《检验夹具设计》(谢诚编著，机械工业出版社，2000年12月)中第126页提出了一种球面半径检具的设计方法。在上述设计方法中，事先计算出一张数据表，使用时通过查表比较确定圆弧直径。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中圆弧直径检具及其制造、使用方法至少存在如下缺陷：①不能给出圆弧直径变化量(ΔD)与测量仪表读数(Δh)的传递公式，导致测量操作繁琐；②没有给出传递系数的计算公式，不能根据需要设计具有特定传递系数的圆弧直径检具；③检具调零时接触的是平面，与实际测量的圆弧相差很大，导致测量结果存在误差。
【发明内容】
本发明的目的是针对现有技术中圆弧直径检具操作繁琐、设计受限制、测量误差较大的缺陷，提出一种简单实用、设计紧凑、测量精确的圆弧直径检具及其制造、使用方法。
为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种的圆弧直径检具，包括：标准对表块、测量组件，测量组件包括检具体和测量仪表，标准对表块设置圆弧形凹部；检具体放置于标准对表块的圆弧形凹部内；检具体中间开竖直通孔；测量仪表安装于竖直通孔，测量仪表的测量杆穿过竖直通孔，与标准对表块的圆弧形凹部相接触。
上述技术方案中，标准对表块圆弧形模拟被测圆弧形状，其直径等于被测圆弧的直径的中值。
优选的，检具体与标准对表块接触的部分为弧形。可以通过将检具体的相应棱制造为弧形，或通过将小直径滚柱嵌入相应的棱中来实现。
优选的，测量仪表为千分表。同时，测量仪表也可以为百分表、杠杆表等其他类测量仪表。
为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种圆弧直径检具的制造方法，包括：标准对表块设置圆弧形凹部，其直径等于被测圆弧直径的中值；由传递系数和被测圆弧直径的中值，确定检具体的长度；检具体中间开竖直通孔，测量仪表安装于所述竖直通孔，测量仪表的测量杆穿过竖直通孔，与标准对表块的圆弧形凹部相接触。
上述技术方案中，圆弧直径检具满足：其中：k为所述圆弧直径检具的传递系数；D为所述被测圆弧直径的中值；l为所述检具体的长度；h为所述检具体的中点和所述标准对表块圆弧形凹部弧底的距离。
优先的，当圆弧直径检具的传递系数为1时，所述检具体的长度l＝0.943D，其中：D为所述被测圆弧直径的中值。
为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种圆弧直径检具的使用方法，包括：测量组件置于标准对表块中，检具体的两端与标准对表块圆弧形凹部接触，测量仪表的测量杆与标准对表块的圆弧形凹部的弧底相接触，对测量仪表进行调零；测量组件置于被测圆弧中，所述检具体的两端与所述被测圆弧接触，测量检具体的中点与被测圆弧弧底的距离；根据检具体的中点与被测圆弧弧底的距离，通过圆弧直径检具的传递系数，确定被测圆弧直径变化。
上述技术方案中，被测圆弧直径变化量与检具体的中点至被测圆弧弧底的距离的变化量为线性关系。
本发明各实施例的圆弧直径检具及其制造、使用方法，通过采用标准对表块模拟被测圆弧的形状对检具进行调零，确定被测圆弧直径的变化量与测量仪表的测量值之间的线性关系，从而解决了圆弧直径检具地数据传递和传递比的计算问题，提出一种简单实用、设计紧凑、测量精确的圆弧直径检具及其制造、使用方法。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为根据本发明实施例一圆弧直径检具的前视图；
图2为根据本发明实施例二圆弧直径检具制作方法的原理图。
附图标记说明：
1-标准对表块；2-检具体；3-千分表；
4-滚柱。
【具体实施方式】
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
图1为本发明实施例一圆弧直径检具的前视图，包括：标准对表块1、测量组件，测量组件包括检具体2和千分表3。标准对表块1设置圆弧形凹部，圆弧形凹部的直径等于被测圆弧直径的中值。检具体2放置于标准对表块1的圆弧形凹部内；检具体2中间开竖直通孔；千分表3安装于上述竖直通孔，测量仪表的测量杆穿过上述竖直通孔，与标准对表块的圆弧形凹部相接触。检具体2与标准对表块1(或被测圆弧)接触的棱处开孔，滚柱4镶嵌于上述孔中，与对表块1(或被测圆弧)的圆弧相内切。检具体的两端与标准对表块1的圆弧形凹部接触，测量组件的测量杆与圆弧形凹部的弧底接触。当进行测量时，测量组件置于被测圆弧中，检具体的两端与被测圆弧接触，测量组件的测量杆与被测圆弧的弧底接触。
本实施例的圆弧直径检具具有以下有益效果：①结构简单，设计紧凑，便于携带，有利于进行现场测量；②采用小直径圆弧面代替锋利的棱边接触工件，既延长了检具寿命，又可避免检具体刮伤工件。
实施例二
图2为根据本发明实施例二圆弧直径检具制作方法的原理图。如图2所示，D为标准对表块1的直径(等于被测圆弧直径的中值)，l为检具体2的长度，h为检具体2的中点与标准对表块弧形凹部弧底的距离。根据上述定义，可知：
h=D2-(D2)2-(l2)2---(1)]]>
当测量组件置于被测圆弧中，被测圆弧的直径相对于标准对表块1的直径有微小变化(ΔD)时，检具体2的中点与被测圆弧弧底的距离也有相应的变化(Δh)，对公式(1)两端求微分得：
ΔD＝k×Δh (2)
其中：
k=1-l24×1h2---(3)]]>
由公式(2)可知，k即为被测圆弧直径的变化量和检具体2的中点与被测圆弧弧底的距离的变化量之间的传递系数，被测圆弧直径的变化量(ΔD)与距离变化量(Δh)呈简单的线性关系(ΔD＝k×Δh)。由公式(3)可知传递系数k由检具本身的参数l，h唯一确定。根据上述结论，可进一步求得传递系数为1时检具体2的长度如图所示，此时α＝141.058°。
本实施例对圆弧直径检具制作方法的原理进行了说明，确定了传递系数、被测圆弧直径、检具体的长度之间的关系。传递系数由检具体2本身的参数唯一确定；由传递系数和被测圆弧的直径的中值也可以确定检具体2的长度，并可以求得传递系数为1时检具体2的长度。上述优点极大地方便了圆弧直径检具的设计，简化了工程人员测量的步骤，并且提高了测量的精确性。
实施例三
实施例三为本发明圆弧直径检具的制作和使用流程。设被测圆弧的直径的中值为20mm，设计的圆弧直径检具的传递系数为1。
首先，由实施例二中圆弧直径检具的传递系数为1时α＝141.058°，可得：l＝18.85mm，制作长度为18.85mm的检具体2，检具体2中间开竖直通孔，千分表3安装于上述竖直通孔中，检具体2和千分表3组成测量组件；标准对表块1设置圆弧形凹部，圆弧形凹部的直径为20mm，圆弧直径检具的制作步骤结束；
其次，对测量组件调零，测量组件放置于标准对表块1的圆弧形凹部内；检具体2两端接触于被测圆弧上，千分表3的测量杆与标准对表块的圆弧形凹部相接触，千分表调零。
最后，测量组件置于被测圆弧中，检具体2两端接触于被测圆弧上，千分表3的测量杆与被测圆弧的弧底接触，如果千分表3指示0.003mm，由于所制造的圆弧直径检具的传递系数为1，则被测圆弧直径的变化量为0.003mm。
实施例三叙述了本发明圆弧直径检具的制作和使用流程。首先设计传递系数为1的检具；而后根据标准对表块对圆弧直径检具进行调零；最后对被测圆弧进行测量，根据千分表的读数和传递系数确定圆弧直径的变化量。本实施例中的方法和装置，具有实施例1、实施例2的全部有益效果，此处不再重述。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。