一种轴颈类零件内锥深度尺寸高效检测方法及装置与流程

1.本发明涉及零件锥度检测技术领域，尤其涉及一种轴颈类零件内锥深度尺寸高效检测方法及装置。


背景技术：

2.在航空发动机中，如图1所示为航空发动机中的一种轴颈类零件，轴颈类零件常常需要对内锥面上固定直径(φd)的内锥深度尺寸(h)进行测量，该尺寸的测量无法采用通用测具进行测量，只能采用三坐标测量仪检测，采用三坐标检测量检测该尺寸需要从机床上拿下来，然后进行检测，得到三坐标检测值之后，再重新装夹零件按照三坐标检测值进行补充加工，直至加工至最终尺寸，采用三坐标检测轴颈类零件内锥深度尺寸存在效率低下的缺点，无法满足现场小批生产需求，在来回装夹轴颈类零件的过程中容易改变零件加工编程原点的对刀状态，造成零件超差报废的风险。
3.现有技术中，也有一些相关专利公开了关于零件内锥的检测装置，如申请号为cn201220663081.x的专利公开了一种内锥斜度钢球测量检具，在进行内锥斜度测量时，将内锥斜度钢球测量检具整体分别置于标准锥度环规内或带有内锥斜度的被测件内部，通过垫环上的百分表比较出标准锥度环规与被测件在大球形测头和小球形测头之间的距离的变量值，通过查表，快速、精确地测量出被测件的内锥斜度。但是，该专利cn201220663081.x公开的测量检具，并无法适用于图1所示轴颈类零件内椎深度尺寸检测。
4.航空发动机中图1所示的轴颈类零件装夹在机床上时，如何在未将零件从机床上拿下来的情况下实现内锥深度尺寸检测是亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的是提出一种轴颈类零件内锥深度尺寸高效检测方法及装置，旨在解决上述技术问题。
6.为实现上述目的，一方面，本发明提出一种轴颈类零件内锥深度尺寸高效检测装置，包括测量组件和内锥标准件；
7.测量组件包括测量板、支撑板、导柱套、导柱、弹簧、表夹、以及百分表；
8.所述测量板上两相对的表面分别为f面和g面，测量板的两端为圆弧面，两圆弧面同心设置，且圆弧面的直径等于轴颈类零件上内锥深度h对应的固定直径φd；测量板的f面与圆弧面交界处的棱边保持尖边；
9.所述支撑板上两相对的表面分别为j面和k面，所述导柱套安装在支撑板的k面上；
10.所述导柱的一端与测量板的g面连接，另一端穿过支撑板并伸入至导柱套的内孔中，且可在导柱套的内孔中滑动；
11.所述表夹安装在导柱套上远离支撑板的端头上，所述百分表安装在表夹上，且百分表的测量头深入至导柱套的内孔中并抵靠在导柱的端面上；在导柱的端面与表夹之间设置有弹簧；
12.所述内锥标准件的内锥尺寸及形状与轴颈类零件的内锥尺寸及形状相一致。
13.优选的，在导柱套与导柱之间设置有限位结构，该限位结构包括设置在导柱上的限位槽、以及设置在导柱套上的限位螺钉，限位螺钉伸入至限位槽中。
14.优选的，所述导柱与测量板之间通过导柱上的法兰盘a连接，法兰盘a与测量板之间设置有两个定位销，且两者通过螺钉固接。
15.优选的，导柱套与支撑板之间通过导柱套上的法兰盘b连接，法兰盘b与支撑板之间设置有两个定位销，且两者通过螺钉固接。
16.优选的，在导柱上设置间隔设置有两段直径为φm的滑动段，该滑动段的外径φm与导柱套内孔孔径φn满足精度为f7的间隙配合；滑动段φm的表面粗糙度不大于ra0.4；导柱套3内孔φn的表面粗糙度不大于ra0.4。
17.优选的，所述支撑板的j面的平面度不大于0.01，且表面粗糙度不大于ra0.4；所述测量板的f面的平面度不大于0.01，且相对于支撑板的j面的平行度不大于0.01；在测量板的f面上设置有空开槽。
18.优选的，所述测量板、支撑板的厚度均≥8mm。
19.优选的，所述内锥标准件的锥度表面粗糙度不大于ra0.4；内锥标准件锥孔大端对应的端面q的表面粗糙度不大于ra0.4；端面q的平面度不大于0.01；内锥标准件的锥度表面相对于端面q的跳动不大于0.005。
20.优选的，所述内锥标准件的厚度p为：15mm≤p≤25mm。
21.另一方面，本发明还提出一种轴颈类零件内锥深度尺寸高效检测方法，采用上述检测装置，包括以下步骤：
22.步骤s1：将百分表装在表夹上并进行固定；
23.步骤s2：清除内锥标准件上的杂质，保证内锥标准件干净整洁，然后将内锥标准件放置在水平桌面上；
24.步骤s3：将测量组件放置到内锥标准件上，使得支撑板的j面紧贴内锥标准件端面q，在弹簧8的弹力作用下使得测量板的f面与两端圆弧面交界处的棱边抵靠在内锥标准件的内锥面上，旋转百分表外圆使百分表长指针对准刻度零，记下当前百分表的读数；
25.步骤s4：将测量组件放到轴颈类零件上，支撑板的j面紧贴在颈类零件的端面上，观察百分表的变化数值，该变化数值为轴颈类零件当前尺寸与最终尺寸的差距值，根据差距值来进行补加工；
26.步骤s5：重复步骤s3至步骤s4，直至百分表的变化数值在轴颈类零件内锥深度尺寸最终尺寸公差带之内，此时代表机床上的轴颈类零件内锥深度尺寸已经加工合格。
27.由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果如下：
28.本发明通过利用测量板、支撑板、导柱套、导柱、弹簧、表夹、以及百分表组成的测量组件，在对轴颈类零件内锥深度尺寸进行检测前，利用内锥标准件获取测量组件上百分表的初始读数，再将测量组件放到轴颈类零件上，支撑板的j面紧贴在颈类零件的端面上，观察百分表的变化数值，该变化数值为轴颈类零件当前尺寸与最终尺寸的差距值，根据差距值来进行补加工。通过本发明可以在机床上对轴颈类零件内锥深度尺寸进行高效准确的测量，无需从机床上拆卸轴颈类零件送至三坐标检查，节省了大量的时间，提高了效率，降低了轴颈类零件加工过程中的风险。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
30.图1为航空发动机中的轴颈类零件示意图；
31.图2为利用本发明中测量组件对轴颈类零件进行检测时的示意图；
32.图3为本发明中测量组件对内锥标准件进行测量获取百分表初始读数的示意图；
33.图4为本发明中测量板的主视图；
34.图5为图4中a-a的剖视图；
35.图6为本发明中支撑板的主视图；
36.图7为图6中b-b的剖视图；
37.图8为本发明中内锥标准件的剖视图；
38.图9为本发明中导柱套的主视图；
39.图10为图9中c-c的剖视图；
40.图11为本发明中导柱的主视图；
41.图12为本发明中导柱的左视图；
42.图13为本发明中表夹的结构示意图；
43.图14为本发明中旋紧螺钉的结构示意图；
44.图15为本发明中百分表的结构示意图；
45.图16为本发明中限位螺钉的结构示意图；
46.图17为本发明中螺钉的结构示意图；
47.图18为本发明中定位销的结构示意图。
48.图中：1、测量板；2、支撑板；3、导柱套；3-1、法兰盘b；4、螺钉；5、限位螺钉；6、定位销；7、导柱；7-1、限位槽；7-2、法兰盘a；8、弹簧；9、表夹；10、旋紧螺钉；11、百分表；12、内锥标准件。
具体实施方式
49.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
50.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
51.结合图2、图3所示，一种轴颈类零件内锥深度尺寸高效检测装置，包括测量组件和内锥标准件12；测量组件包括测量板1、支撑板2、导柱套3、导柱7、弹簧8、表夹9、以及百分表11；
52.所述测量板1上两相对的表面分别为f面和g面，测量板1的两端为圆弧面，两圆弧
面同心设置，且圆弧面的直径等于轴颈类零件上内锥深度h对应的固定直径φd；测量板1的f面与圆弧面交界处的棱边保持尖边；所述支撑板2上两相对的表面分别为j面和k面，所述导柱套3安装在支撑板2的k面上；
53.所述导柱7的一端与测量板1的g面连接，另一端穿过支撑板2并伸入至导柱套3的内孔中，且可在导柱套3的内孔中滑动；
54.所述表夹9安装在导柱套3上远离支撑板2的端头上，所述百分表11安装在表夹9上，且百分表11的测量头深入至导柱套3的内孔中并抵靠在导柱7的端面上；在导柱7的端面与表夹9之间设置有弹簧8；
55.所述内锥标准件12的内锥尺寸及形状与轴颈类零件的内锥尺寸及形状相一致。
56.进一步地，结合图2以及图10、图12所示，在导柱套3与导柱7之间设置有限位结构，该限位结构用于限制导柱7轴向滑动的位置，该限位结构包括设置在导柱7上的限位槽7-1、以及设置在导柱套3上的限位螺钉5，限位螺钉5伸入至限位槽7-1中。
57.在本实施例中，所述导柱7与测量板1之间通过导柱7上的法兰盘a7-2连接，法兰盘a7-2与测量板1之间设置有两个定位销6，且两者通过螺钉4固接。在导柱套3与支撑板2之间通过导柱套3上的法兰盘b3-1连接，法兰盘b3-1与支撑板2之间设置有两个定位销6，且两者通过螺钉4固接。
58.在导柱7上设置间隔设置有两段直径为φm的滑动段，该滑动段的外径φm与导柱套3内孔孔径φn满足精度为f7的间隙配合；滑动段φm的表面粗糙度不大于ra0.4；导柱套3内孔φn的表面粗糙度不大于ra0.4。
59.所述支撑板2的j面的平面度不大于0.01，且表面粗糙度不大于ra0.4；所述测量板1的f面的平面度不大于0.01，且相对于支撑板2的j面的平行度不大于0.01；在测量板1的f面上设置有空开槽。
60.所述测量板1、支撑板2的厚度均≥8mm。
61.所述内锥标准件12的锥度表面粗糙度不大于ra0.4；内锥标准件12锥孔大端对应的端面q的表面粗糙度不大于ra0.4；端面q的平面度不大于0.01；内锥标准件12的锥度表面相对于端面q的跳动不大于0.005。所述内锥标准件12的厚度p为：15mm≤p≤25mm。
62.结合图2、图3所示，本实施例还提供一种轴颈类零件内锥深度尺寸高效检测方法，采用上述检测装置，包括以下步骤：
63.步骤s1：将百分表11装在表夹9上并进行固定；
64.步骤s2：清除内锥标准件12上的杂质，保证内锥标准件12干净整洁，然后将内锥标准件12放置在水平桌面上；
65.步骤s3：将测量组件放置到内锥标准件12上，使得支撑板2的j面紧贴内锥标准件12端面q，在弹簧8的弹力作用下使得测量板1的f面与两端圆弧面交界处的棱边抵靠在内锥标准件12的内锥面上，旋转百分表11外圆使百分表长指针对准刻度零，记下当前百分表的读数；
66.步骤s4：将测量组件放到轴颈类零件上，支撑板2的j面紧贴在颈类零件的端面上，观察百分表11的变化数值，该变化数值为轴颈类零件当前尺寸与最终尺寸的差距值，根据差距值来进行补加工；
67.步骤s5：重复步骤s3至步骤s4，直至百分表11的变化数值在轴颈类零件内锥深度
尺寸最终尺寸公差带之内，此时代表机床上的轴颈类零件内锥深度尺寸已经加工合格。
68.在本实施例中，一种轴颈类零件内锥深度尺寸高效检测装置的主要部件具体结构如下：
[0069]ⅰ.测量板1(结构如图4、图5所示)
[0070]
测量板1为一个两端具有圆弧面的板状结构，中心处周向包含4个的螺纹孔，2个定位销孔。导柱7的法兰盘a7-2和测量板1之间通过定位销6进行限位，螺钉4穿过导柱7的法兰盘7-2的4个通孔然后拧入测量板1的4个螺纹孔，从而将测量板1与导柱7进行固定。
[0071]
测量板1的两端圆弧面同心设置，且圆弧面的外径为φd与被测轴颈类零件内锥深度h对应的固定尺寸φd尺寸保持一致，其中外径φd必须保持尖边，用来保证测量精度。
[0072]
测量板1的f面的平面度不大于0.01，用来保证测量精度。
[0073]
测量板1在安装时，f面相对于支撑板2的j面(图中基准a)的平行度不大于0.01，目的是保证测量精度。
[0074]
测量板1的f面上有空开槽，设置该空开槽作用是降低制造成本，即不用保证空开槽区域的平面度以及平行度。
[0075]
测量板1的厚度≥8mm，目的是保证测量板1的刚性，从而保证测量的精度。
[0076]
测量板1在使用测量时，表面应清理干净，不能有杂物，目的是保证测量结果的准确性。
[0077]
测量板1未注的尖边倒角为r0.3
±
0.2，防止工人在使用测量板1时对手造成划伤。
[0078]ⅱ.支撑板2(如图6、图7所示)
[0079]
支撑板2为两端为圆弧形的板状结构，两端圆弧同心设置，且圆弧的直径为φc；中心处周向包含4个的螺纹孔和2个定位销孔，分别用于与导柱套3上的法兰盘b3-1连接。
[0080]
支撑板2的连段圆弧的外径为φc必须大于与被测轴颈类零件内孔端面内径尺寸φb(图1所示)，从而保证支撑板2的测量面能够有效接触在轴颈类零件端面上。
[0081]
支撑板2的两相对表面分别为j面和k面，其中j面为测量面。
[0082]
支撑板2的j面的平面度不大于0.01，用来保证测量精度。
[0083]
支撑板2的厚度≥8mm，目的是保证支撑板2的刚性，从而保证测量的精度。
[0084]
支撑板2的j面的表面粗糙度不大于ra0.4，目的是保证测量精度。
[0085]
支撑板2在使用测量时，表面应清理干净，不能有杂物，目的是保证测量结果的准确性。
[0086]
支撑板2未注的未注尖边倒角为r0.3
±
0.2，防止工人在使用测量板1时对手造成划伤。
[0087]ⅲ.内锥标准件12(如图8所示)
[0088]
内锥标准件12是根据轴颈类零件内锥深度尺寸所制作的标准件，用来校准机床上轴颈类零件内锥深度尺寸的差异值，从而得到机床上轴颈类零件内锥深度尺寸真实值。
[0089]
内锥标准件12的内径尺寸φd，角度尺寸e
°
等与轴颈类零件内锥尺寸保持一致，为保证测量精度需将内径尺寸φd的公差带控制在h6的精度范围内。内锥标准件12在使用时，必须使支撑板2的j面紧贴内锥标准件12的端面q上，目的是保证测量精度。
[0090]
内锥标准件12锥度表面粗糙度不大于ra0.4，目的是保证测量精度。
[0091]
内锥标准件12端面q的表面粗糙度不大于ra0.4，目的是保证测量精度。
[0092]
内锥标准件12端面q的平面度不大于0.01，用来保证测量精度。
[0093]
内锥标准件12锥度表面相对于端面q(基准q)的跳动不大于0.005，用来保证测量精度。
[0094]
内锥标准件12的厚度p为：15mm≤p≤25mm，内锥标准件12的厚度p过薄，刚性较差，影响测量精度，内锥标准件12的厚度p值过厚，增加制造成本，由于过重造成工人使用不便。
[0095]
内锥标准件12的未注尖边倒角为r0.3
±
0.2，防止工人在使用内锥标准件12时对手造成划伤。
[0096]ⅳ.导柱套3(如图9、图10所示)
[0097]
导柱套3为管状类型零件，在其左端设置有法兰盘b3-1，在法兰盘b3-1中心处周向设置4个的通孔，2个定位销孔，螺钉4穿过的4个通孔然后拧入支撑板2的4个螺纹孔，从而将支撑板2与导柱套3进行固定。
[0098]
导柱套3头部为螺纹，表夹9通过螺纹和导柱套3连接在一起。
[0099]
导柱套3中部有一个螺纹孔，限位螺钉5旋合在螺纹孔内并伸入至导柱7的限位槽7-1中，对导柱7进行限位，用于限制导柱7轴向滑动的位置。
[0100]
导柱套3内孔孔径φn与导柱7上直径为φm的滑动段满足精度为f7的间隙配合关系，目的是保证测量精度。
[0101]
导柱套3内孔表面粗糙度不大于ra0.4，目的是保证测量精度。
[0102]
导柱套3的未注尖边倒角为r0.3
±
0.2，防止工人在使用导柱套3时对手造成划伤。
[0103]
ⅴ
.导柱7(如图11、图12所示)
[0104]
导柱7为轴类零件，在导柱7的左端设置有一体成型的法兰盘a7-2，在法兰盘a7-2中心处周向包含4个的通孔，2个定位销孔，定位销孔用于定位销6对法兰盘a7-2与测量板1进行定位，螺钉4穿过4个通孔然后拧入测量板1的4个螺纹孔，从而将测量板1与导柱7进行固定。
[0105]
导柱7中间有一个长度为l的限位槽7-1，限位螺钉5通过该限位槽7-1进行限位，长度l根据需要测量的深度h进行确定。
[0106]
导柱7上直径为φm的滑动段与导柱套3内孔孔径φn必须满足f7的间隙配合关系，目的是保证测量精度。导柱7其它段无需加工到滑动段的精度要求，设置滑动段的目的是降低导柱7的加工成本
[0107]
导柱7上滑动段φm表面粗糙度不大于ra0.4，目的是保证测量精度。
[0108]
导柱7的未注尖边倒角为r0.3
±
0.2，防止工人在使用导柱7时对手造成划伤。
[0109]ⅵ.表夹9与旋转螺钉10(分别如图13、图14所示)
[0110]
表夹9上设置有内螺纹用于与导柱套3端头的外螺纹连接，表夹9与导柱套3连接后压紧弹簧8，使得弹簧8始终处于压缩状态，且一端抵靠在表夹9上，另一端抵靠在导柱7的端面上，始终对导柱7形成一个轴向弹力。
[0111]
在表夹上设置有旋紧螺钉10，通过使用旋紧螺钉10使表夹9收紧，从而夹紧百分表11。
[0112]
旋紧螺钉10在使用时应该注意力度，不可用力过猛以免损坏百分表11。
[0113]
表夹9、旋紧螺钉10的未注尖边倒角为r0.3
±
0.2，防止工人在使用时对手造成划伤。
[0114]ⅶ.百分表11(如图15所示)
[0115]
百分表11安装在表夹9上，通过使用旋紧螺钉10使表夹9收紧，从而夹紧百分表11。
[0116]
百分表11选用普通百分表即可。
[0117]
百分表11在使用时必须保证旋紧螺钉10处于拧紧状态，确保测量结果准确。
[0118]
ⅷ
.限位螺钉5(如图16所示)
[0119]
限位螺钉5通过导柱套3中部的螺纹孔对导柱7进行限位。
[0120]
限位螺钉5在使用时应该注意力度，只对导柱7的轴向位移进行限位，不可拧紧锁死。
[0121]
ⅸ
.螺钉4与定位销6(分别如图17、图18所示)
[0122]
定位销6、螺钉4用于导柱(7)上的法兰盘a(7-2)与测量板(1)进行定位与固定连接；以及对导柱套(3)上的法兰盘b(3-1)与支撑板(2)进行定位及固定连接。螺钉4、定位销6选择普通的通用件即可。
[0123]
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。