一种用于飞机外形曲面阶差测量工具及测量方法与流程

1.本发明涉及机械测量领域，特别是一种用于飞机外形曲面阶差测量工具及测量方法。


背景技术：

2.在飞机外形及舱门装配过中，舱门与周边外形存在一定的阶差。为保证飞机外形受力的均匀性及飞机整体飞行性能，对该阶差尺寸有严格的要求。
3.传统测量该类阶差的主要方法是通过塞尺或光学仪器测量，塞尺测量存在测量效率低，且只能定性测量，无法准确测量阶差的精确尺寸的问题。
4.光学仪器测量精度高，但对测量环境要求比较严格，且测量时需专用辅助支撑，在飞机外形阶差测量时，测量效率低，测量难度大。


技术实现要素：

5.本发明专利的目的是针对现有的上述问题，提供一种用于飞机外形曲面阶差测量工具及量方法，解决传统测量精度低、不能量化、测量效率低等问题。
6.为实现上述技术效果，本技术的技术方案如下：一种用于飞机外形曲面阶差测量工具，包括工具底座、直筒压入环、指示表和拧紧开关，所述工具底座上设置有测量环和贯穿其上表面和下表面的指示表安装孔，所述指示表安装孔内设置有直筒压入环，所述直筒压入环中设置有指示表，所述工具底座的侧面设置有拧紧开关。
7.进一步地，所述指示表包括有表盘，表盘的下部连接有固定筒，所述固定筒内设置有触针。
8.进一步地，所述测量环的底面为圆环。
9.进一步地，所述触针可根据测量精度选择百分表或千分表的触针。
10.一种用于飞机外形曲面阶差测量方法，包括以下步骤：步骤一、调零；步骤1.1 将该工具平放于校准平面上，调节夹紧高度，保证指示表中指针位置位于指示表整个量程的1/2处；步骤1.2 顺时针旋转拧紧装置，将指示表固定；步骤1.3 将表盘数值拨至零位；步骤二、对飞机外形行曲面弯曲程度测试；步骤2.1 将测量工具放置于第一待测曲面处，读出测量数据h1；步骤2.2 将测量工具放置于第二待测曲面处，读出测量数据h2；两个曲面弯曲程度差异δ h= h1‑ꢀ
h2，该差值代表两曲面在阶差处的曲率差异，在实际测量中，可根据测量精度要求，设定δ h大小，同时调整指示表中心与引导筒件中心距离d，实现大曲率部件间阶差的测量。
11.以指示表采用百分表为例，δ h≤0.05mm时，可直接测量；步骤三、曲面阶差测量；步骤3.1 若δ h≥0，将工具底座置于h2处曲面，指示表置于h1处曲面；若δ h＜0，将工具底座置于h1处曲面，指示表置于h2处曲面；步骤3.2 读出此时指示表读数h
0；
若δ h≥0，阶差为：h= h0‑ꢀ
h1；若δ h＜0，阶差为：h= h0‑ꢀ
h2；进一步地的，所述步骤1.1中，如果指针位置位于指示表小于1/2位置处，则将指示表向上移动；如果指针位置位于指示表大于1/2位置处，则将指示表向下移动。
12.一种用于飞机外形曲面阶差测量方法，使用时，其工具底座的底面与待测部件接触，底面为圆环更容易贴紧待测部件曲面。指示表通过直筒压入环装入指示表安装孔，拧紧开关通过锁紧螺纹孔实现工具的锁紧，固定筒与直筒压入环配合使用，根据测量高度调整指示表安装高度，两者之间为间隙配合，最大间隙为0.05mm。调整好指示表安装高度后，通过顺时针将拧紧开关旋转进入锁紧螺纹孔中，实现指示表的锁紧。
13.所述测量环是厚度b为2
‑5㎜
的圆柱体，测量环半径为r1，飞机外形曲面为半径为r0的连续曲面，测量环与曲面贴合最大间隙：δd=r0在实际测量中，阶差测量公差为h，则通过δd*4≥h的计算式可得到h，以保证测量结果的有效性。根据测量对象的曲率半径设计测量环的大小。一般飞机外形曲率半径r0≥300mm，测量环半径为r1≤3mm，则贴合间隙：δd≤0.015mm，此时，可测量的阶差间隙精度h≥0. 06mm。
14.本发明专利相比于现有技术具有如下积极效果：1、本发明专利的曲面阶差测量工具，结构简单，指示表可根据测量精度选择百分表或千分表，使用方便，可以满足不同精度的阶差测量需求。
15.2、本发明专利的曲面阶差测量工具可根据不同阶差调整指示表高度，实现多种尺寸阶差的测量。
16.3、利用本发明专利的曲面阶差测量方法，还可以快速测量两曲面间的弯曲程度，提高测量效率。
17.4、本发明的工具可使用两种不同的方法对曲面阶差进行测量，通过两种方法得到更为准确的结果，并且可以进行互为验证。
附图说明
18.图1是本发明专利的曲面阶差测量工具各部件轴测图。
19.图2是本发明专利的曲面阶差测量工具底座示意图。
20.图3是本发明专利的曲面阶差测量工具底座侧视图。
21.图4是图2的a
‑
a剖视图。
22.图5是本发明专利的曲面阶差测量工具指示表示意图。
23.图6是本发明专利的工具调零示意图。
24.图7是本发明专利的曲面弯曲程度测试示意图。
25.图8是本发明专利的曲面弯曲程度测试示意图。
26.图9是本发明专利的曲面阶差测量示意图。
27.附图中：1
‑
工具底座，2
‑
直筒压入环，3
‑
指示表，4
‑
拧紧开关，5
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测量环，6
‑
指示表安装孔，7
‑
锁紧螺纹孔，8
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表盘，9
‑
固定筒，10
‑
触针，11
‑
第一待测曲面，12
‑
第二待测曲面。
具体实施方式
28.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
29.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
30.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
31.实施例1一种曲面阶差测量工具，包括：通用工具底座1、直筒压入环2、指示表3、拧紧开关4四部分。
32.所述的工具底座1包括测量环5、指示表安装孔6、锁紧螺纹孔7。所述的测量环5为厚度为0
‑5㎜
的圆柱体，使用时，其底面与待测部件接触，底面为圆环更容易贴紧曲面。指示表3通过直筒压入环2装入指示表安装孔6。拧紧开关4通过锁紧螺纹孔7实现工具的锁紧。
33.所述的指示表3包括表盘8、固定筒9、触针10。固定筒9与直筒压入环2配合使用，根据测量高度调整指示表3安装高度，两者之间为间隙配合，最大间隙为0.05mm。触针10可根据测量精度选择百分表或千分表的触针。
34.调整好指示表3安装高度后，通过顺时针将拧紧开关4旋转进入锁紧螺纹孔7中，实现指示表3的锁紧。
35.实施例2一种曲面阶差测量方法，主要包括以下步骤：步骤一、调零步骤1.1将该工具平放于平面11上，调节夹紧高度，保证指示表3中指针位置位于指示表整个量程的1/2处；步骤1.2顺时针旋转拧紧开关4，将指示表3固定；步骤1.3将表盘数值拨至零位。
36.步骤二、曲面弯曲程度测试步骤2.1 将工具放置于第一待测曲面12处，读出测量数据h1；步骤2.2 将工具放置于第二待测曲面13处，读出测量数据h2；两曲面弯曲程度差异δ h= h1‑ꢀ
h2，该差值代表两曲面在阶差处的曲率差异，在实际测量中，可根据测量精度要求，设定δ h大小，同时调整指示表3中心与测量环5中心之间
的距离d，实现大曲率部件件阶差的测量。以指示表采用百分表为例，δ h≤0.05mm时，可直接测量。
37.步骤三、曲面阶差测量步骤3.1 若δ h≥0，将工具底座1置于h2处曲面，指示表3的触针10置于h1处曲面；若δ h＜0，将工具底座1置于h1处曲面，指示表3的触针10置于h2处曲面；步骤3.2 读出此时指示表读数h0。
38.若δ h≥0，阶差为：h= h0‑ꢀ
h1；若δ h＜0，阶差为：h= h0‑ꢀ
h2。
39.实施例3一种用于飞机外形曲面阶差测量方法，使用时，其工具底座的底面与待测部件接触，底面为圆环更容易贴紧待测部件曲面。指示表通过直筒压入环装入指示表安装孔，拧紧开关通过锁紧螺纹孔实现工具的锁紧，固定筒与直筒压入环配合使用，根据测量高度调整指示表安装高度，两者之间为间隙配合，最大间隙为0.05mm。调整好指示表安装高度后，通过顺时针将拧紧开关旋转进入锁紧螺纹孔中，实现指示表的锁紧。
40.所述测量环是厚度b为2
‑5㎜
的圆柱体，测量环半径为r1，飞机外形曲面为半径为r0的连续曲面，测量环与曲面贴合最大间隙：δd=r0在实际测量中，阶差测量公差为m，则通过δd*4≥m的计算式可得到h，以保证测量结果的有效性。根据测量对象的曲率半径设计测量环的大小。一般飞机外形曲率半径r0≥300mm，测量环半径为r1≤3mm，则贴合间隙：δd≤0.015mm，此时，可测量的阶差间隙精度m≥0. 06mm。
41.实施例4一种用于飞机外形曲面阶差测量工具，包括工具底座、直筒压入环、指示表和拧紧开关，所述工具底座上设置有测量环和贯穿其上表面和下表面的指示表安装孔，所述指示表安装孔内设置有直筒压入环，所述直筒压入环中设置有指示表，所述工具底座的侧面设置有拧紧开关。
42.进一步地，所述指示表包括有表盘，表盘的下部连接有固定筒，所述固定筒内设置有触针。
43.进一步地，所述测量环的底面为圆环。
44.进一步地，所述触针可根据测量精度选择百分表或千分表的触针。
45.一种用于飞机外形曲面阶差测量方法，包括以下步骤：步骤一、调零；步骤1.1 将该工具平放于校准平面上，调节夹紧高度，保证指示表中指针位置位于指示表整个量程的1/2处；步骤1.2 顺时针旋转拧紧装置，将指示表固定；步骤1.3 将表盘数值拨至零位；步骤二、对飞机外形行曲面弯曲程度测试；步骤2.1 将测量工具放置于第一待测曲面处，读出测量数据h1；步骤2.2 将测量工具放置于第二待测曲面处，读出测量数据h2；
两个曲面弯曲程度差异δ h= h1‑ꢀ
h2，该差值代表两曲面在阶差处的曲率差异，在实际测量中，可根据测量精度要求，设定δ h大小，同时调整指示表中心与引导筒件中心距离d，实现大曲率部件间阶差的测量。
46.以指示表采用百分表为例，δ h≤0.05mm时，可直接测量；步骤三、曲面阶差测量；步骤3.1 若δ h≥0，将工具底座置于h2处曲面，指示表置于h1处曲面；若δ h＜0，将工具底座置于h1处曲面，指示表置于h2处曲面；步骤3.2 读出此时指示表读数h
0；
若δ h≥0，阶差为：h= h0‑ꢀ
h1；若δ h＜0，阶差为：h= h0‑ꢀ
h2；进一步地的，所述步骤1.1中，如果指针位置位于指示表小于1/2位置处，则将指示表向上移动；如果指针位置位于指示表大于1/2位置处，则将指示表向下移动。
47.一种用于飞机外形曲面阶差测量方法，使用时，其工具底座的底面与待测部件接触，底面为圆环更容易贴紧待测部件曲面。指示表通过直筒压入环装入指示表安装孔，拧紧开关通过锁紧螺纹孔实现工具的锁紧，固定筒与直筒压入环配合使用，根据测量高度调整指示表安装高度，两者之间为间隙配合，最大间隙为0.05mm。调整好指示表安装高度后，通过顺时针将拧紧开关旋转进入锁紧螺纹孔中，实现指示表的锁紧。
48.所述测量环是厚度b为2
‑5㎜
的圆柱体，测量环半径为r1，飞机外形曲面为半径为r0的连续曲面，测量环与曲面贴合最大间隙：δd=r0在实际测量中，阶差测量公差为m，则通过δd*4≥h的计算式可得到h，以保证测量结果的有效性。根据测量对象的曲率半径设计测量环的大小。一般飞机外形曲率半径r0≥300mm，测量环半径为r1≤3mm，则贴合间隙：δd≤0.015mm，此时，可测量的阶差间隙精度h≥0. 06mm。
49.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
50.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。