CN111879212A - 一种零件空间尺寸的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种零件空间尺寸的检测方法，在测量空间点与实体边之间的长度尺寸时，将角度尺与直角尺配合使用，用直角尺的长尺边和角度尺的角尺边分别定义零件的两个非90°夹角的的夹角边，并进而构建两个夹角边的延长线以及构建两个夹角边延长线的空间交点，同时用直角尺的短尺边定义零件实体边，并配合游标卡尺使用即可知晓零件实体边与空间点之间的长度尺寸，在测量空间点与实体孔之间孔距尺寸时，对实体孔配置相应塞块并将塞块滑配***实体孔中，构建实体孔的孔轴线，然后使用直尺与游标万能尺配合使用，并分别构建两个非90°夹角边的延长线和延长线空间交点，并配合游标卡尺使用即可知晓零件实体孔与空间点之间的孔距尺寸。

Description

一种零件空间尺寸的检测方法

技术领域

本发明涉及机械加工测量领域，具体涉及一种零件空间尺寸的检测方法。

背景技术

零件需要按照设计图纸进行加工以及加工后的检测。然后实际加工和检测过程，个别设计图样上标注的尺寸并无法直接检测，比如在航空航天及其相关行业的各类异形零件，尤其存在非90°夹角的不规则钣金件，在冲压或手工折弯成型之后存在各种夹角结构以及伴随这些夹角结构形成的空间延长线、空间延长线相交形成的空间点，在实际加工中需要保证和检测这些空间点和实体孔之间的孔距尺寸或者空间点和实体边之间的长度尺寸，但是这些空间点和空间延长线都是虚拟存在的，并不能在检测时作为实际测量基准使用。

为了解决关于空间点相关尺寸的测量问题，可以采用传统的测量器具进行使用，如游标卡尺等，但是必须两人配合，其中一人拿钢板或量块紧贴夹角边，获得测量基准，另一人手持卡尺对所定义之测量基准进行测量，这种方式人力成本耗费较大，并且测量精度不高，容易出现较大测量误差。

另一种方法是采用制造专用角度卡尺或者型面样板进行检测，但是每种规格零件都需配置相应的样板，故此种方法并不适用与中小批量多规格多种类零件的测量使用，同时样板检测，其测量过程不易控制，受检测人员手部力量、加力部位和测量工具宽度影响，检测结果误差较大，需要多次测量求得平均值，影响测量效率；并且样板的检测精度不高（通常为0.5～0.3mm），对于精度较高的产品如航天天宫产品连接角片零件的生产和验收工作中，由于零件的相关空间尺寸精度较高（钣金公差±0.1mm），无法使用样板进行有效检查。

还有一种测量手法是采用三坐标测量设备进行拟合检测，由于检测设备的昂贵以及检测操作同样繁琐，同时三坐标测量设备通常用于批产产品的首件检测或者单件任务零件的检测，作为一致性较差的钣金类零件，如果每件产品都进行检查，将使得生产效率大大减弱，同时也是对造价昂贵的三座宝测量设备的浪费。

综上，对于非90°夹角零件的相关空间尺寸的测量，现有技术并不具有有效的方式，故如何能够快速准确的检测产品空间点相关尺寸，成为目前的一个研究方向。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明公开了一种零件空间尺寸的测量方法，在测量空间点与实体边之间的长度尺寸时，将角度尺与直角尺配合使用，用直角尺的长尺边和角度尺的角尺边分别定义零件的两个非90°夹角的的夹角边，并进而构建两个夹角边的延长线以及构建两个夹角边延长线的空间交点，同时用直角尺的短尺边定义零件实体边，并配合游标卡尺使用即可知晓零件实体边与空间点之间的长度尺寸，在测量空间点与实体孔之间孔距尺寸时，对实体孔配置相应塞块并将塞块滑配***实体孔中，构建实体孔的孔轴线，然后使用直尺与游标万能尺配合使用，并分别构建两个非90°夹角边的延长线和延长线空间交点，并配合游标卡尺使用即可知晓零件实体孔与空间点之间的孔距尺寸。

本发明通过下述技术方案实现：

一种零件空间尺寸的检测方法，包括钣金类结构的零件，零件两侧折弯形成位于中间的第二夹角边和位于第二夹角边两端的第一夹角边和直角边；第二夹角边和直角边相互垂直，第一夹角边和第二夹角边的夹角非90°；第一夹角边和第二夹角边、以及第二夹角边和直角边的交汇处为折弯形成的倒圆；第一夹角边、第二夹角边和直角边上都设有沿零件厚度方向开设的贯通孔，贯通孔具有贯通孔孔轴线；检测需要使用角度尺、配件尺和游标卡尺；角度尺具有角度尺尺体边；检测方法包括：

步骤S100：定义空间要素，具体为：

步骤S110：将角度尺和配件尺进行组合；

步骤S120：将第一夹角边和角度尺尺体边贴合，以及将第二夹角边和配件尺尺体边贴合；

使角度尺尺体边中未与第一夹角边接触的部分，被定义为第一夹角边的虚拟延长边；

以及使配件尺尺体边中未与第二夹角边的接触的部分，被定位为第二夹角边的的虚拟延长边；

步骤S130：将第一夹角边的虚拟延长边和第二夹角边的的虚拟延长边的相交点确定为空间点；

步骤S200：定义实体轮廓要素；

步骤S300：游标卡尺测量空间尺寸，具体为测量空间点和实体轮廓要素之间的距离尺寸。

进一步的，实体轮廓要素为直角边；空间尺寸具体为空间长度尺寸；

配件尺具体为直角尺，直角尺具有相互垂直的长尺和短尺，长尺具有长尺边，短尺具有短尺边；

步骤S110具体为：将角度尺和直角尺的长尺部分进行组合；

步骤S120具体为：将第一夹角边和角度尺尺体边贴合、以及将第二夹角边和长尺边贴合；

使角度尺尺体边中未与第一夹角边的接触的部分，被定义为第一夹角边的虚拟延长边；

以及使长尺边中未与第二夹角边的接触的部分，被定义为第二夹角边的的虚拟延长边；

步骤S200具体为：将直角边与短尺边贴合，使短尺边中与直角边接触的部分被定义为实体轮廓要素。

进一步的，步骤S300具体为：

步骤S310：将此时角度尺尺体边、长尺边和短尺边位置进行固定；

步骤S320：将零件从角度尺与直角尺之间移除；

步骤S330：用游标卡尺测量空间点和短尺边之间的距离尺寸。

进一步的，步骤S330具体为：用游标卡尺的内爪测量空间点和短尺边之间的距离尺寸。

另一种优选的，实体轮廓要素为贯通孔孔轴线；空间尺寸具体为空间孔距尺寸；检测还需要使用塞规；

塞规包括立柱部和测量部；立柱部与贯通孔直径一致；测量部底面与立柱部顶面贴合，测量部周面包括测量面；测量面与立柱部顶面垂直并与立柱部回转中心线处于同一平面；

配件尺具体为直尺；直角尺具有相互垂直的直尺边和侧边；

步骤S110具体为：将角度尺和直尺L2进行组合；

步骤S120具体为：将第一夹角边和角度尺尺体边贴合、以及第二夹角边和直尺边贴合；

使角度尺尺体边中未与第一夹角边的接触的部分被定义为第一夹角边的虚拟延长边，

以及使直尺边中未与第二夹角边的接触的部分被定位为第二夹角边的的虚拟延长边；

步骤S200：定义实体轮廓要素具体为：

步骤S210：将立柱部塞入贯通孔，并且测量部所在端在零件下方；

步骤S220：将侧边与测量面贴合，使侧边与测量面的接触部分定义为实体轮廓要素；

其中实体轮廓要素即为此时侧边所在位置。

进一步的，步骤S300具体为：

步骤S310：将此时角度尺尺体边、直尺边和侧边位置进行固定；

步骤S320：将零件连同塞规从角度尺与直尺之间移除；

步骤S330：用游标卡尺测量空间点和侧边之间的距离尺寸。

进一步的，步骤S330具体为：用游标卡尺的深度尺测量空间点和侧边之间的距离尺寸。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1）本发明将传统的角度尺、预期配套的直角尺、直尺、以及游标卡尺等进行有机结合，能够准确构建空间点和实体轮廓要素的位置，并进一步用游标卡尺直接准确的测量空间点和实体轮廓要素之间的空间尺寸，直接测量的方式间接有效，并且游标卡尺测量精度高（通常为0.01或0.02mm），对于高精度的产品，能够保证测量结果的准确性；

2）使用的测具相互配合，单人操作即可完成，提高了测量的便捷性；

3）相较于三坐标测量设备的昂贵，角度尺、直角尺、游标卡尺成本低廉，体现了本测量方法的经济适用性；

4）相较于样板测量，，角度尺、直角尺、游标卡尺在工厂中就地取材的，并且能够相互配合来根据零件的规格自行调整其测量尺寸，从而方便测量需求，体现了本测量手法的通用性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明一个实施例的零件结构示意图；

图2为本发明一个实施例的直角尺结构示意图；

图3为本发明一个实施例的直尺结构示意图；

图4为本发明一个实施例的角度尺结构示意图；

图5为本发明一个实施例的游标卡尺结构示意图；

图6为本发明一个实施例的塞规结构示意图；

图7为本发明一个实施例的空间长度尺寸测量时零件相关要素的确定方法示意图；

图8为本发明一个实施例的空间长度尺寸的测量方式示意图；

图9为本发明一个实施例的空间孔距尺寸测量时零件相关要素的确定方法示意图；

图10为本发明一个实施例的空间孔距尺寸的测量方式示意图；

图11为本发明一个实施例的零件夹角为钝角时的测量示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

S-空间尺寸、S1-空间长度尺寸、S2-空间孔距尺寸、1000-零件、1000A -第一夹角边、1000B -第二夹角边、1000C -直角边、1000D -贯通孔、1000D1-贯通孔孔轴线、V -角度尺、Va -角度尺尺体边、L -配件尺、L1-直角尺、L1a -长尺边、L1b -短尺边、L2-直尺、L2a -直尺边、L2b -侧边、P -游标卡尺、Q -塞规、Q1-立柱部、Q2-测量部、Q2a -测量面、O-空间点。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

在一些实施例中，给出了一种零件空间尺寸的检测方法，零件1000如图1所示通常为钣金类结构，并通过冲压或者手工的方式折弯形成，具体为将一块矩形钣金件两侧进行折弯，形成位于中间的第二夹角边1000B和位于第二夹角边1000B两端的第一夹角边1000A和直角边1000C。第二夹角边1000B和直角边1000C相互垂直，第一夹角边1000A和第二夹角边1000B的夹角非90°。第一夹角边1000A和第二夹角边1000B、以及第二夹角边1000B和直角边1000C的交汇处由于冲压折弯的特点，将形成与冲头轮廓外形一致的倒圆。第一夹角边1000A、第二夹角边1000B和直角边1000C上都设有沿零件1000厚度方向开设的贯通孔1000D，贯通孔1000D具有贯通孔孔轴线1000D1。该类零件的加工和测量的难度在于存在空间尺寸S，因为在折弯之后，相应的折弯处形成了倒圆类结构，这样第一夹角边1000A、第二夹角边1000B之间并不存在实际的交点，仅仅是第一夹角边1000A的虚拟延长边和第二夹角边1000B虚拟延长边相交与一空间点O。而零件1000最终成型之后，需要保证一些与空间点O相关的空间尺寸S，如空间长度尺寸S1，即空间点O与实体边的间距，空间孔距尺寸S2，即空间点S与贯通孔孔轴线1000D1距离等，这样采用现有测具以及测量方式就无法测量该类尺寸，而本申请的检测方法正是解决空间尺寸S的测量问题，下面进行详述。

检测需要用到一些现有的测量工具，具体为图2～图5所示的角度尺V、配件尺L和游标卡尺P，其中配件尺L是角度尺V附件，使用时两者配套使用，这些器具都是在制造工厂中的工具室获得，非常方便。角度尺V通常选择万能游标角度尺，游标卡尺P通常选择精度0.02mm游标卡尺或者精度0.01mm带表游标卡尺。利用上述测量器具相互配合进行检测，检测方法大致包括：步骤S100：定义空间要素。步骤S200：定义实体轮廓要素。步骤S300：游标卡尺P测量空间尺寸S。上述为测量空间尺寸S的总体方式，具体内容将根据空间尺寸S类型的不同而不同，下面进行详述。

如图7和图8所示，当空间尺寸S具体为空间长度尺寸S1时，上述实体轮廓要素为直角边1000C，选取配件尺L具体为图2所示的直角尺L1，直角尺L1具有相互垂直的长尺和短尺，长尺具有长尺边L1a，短尺具有短尺边L1b，具体测量方法如下，

步骤S100：定义空间要素，具体为：

步骤S110：将角度尺V和直角尺L1的长尺部分按照图7方式进行***式组合。

步骤S120：如图7所示，将第一夹角边1000A和角度尺尺体边Va贴合、以及将第二夹角边1000B和长尺边L1a贴合。使角度尺尺体边Va中未与第一夹角边1000A的接触的部分定义为第一夹角边1000A的虚拟延长边，以及使长尺边L1a中未与第二夹角边1000B的接触的部分被定位为第二夹角边1000B的的虚拟延长边。

步骤S130：将第一夹角边1000A的虚拟延长边和第二夹角边1000B的的虚拟延长边的相交点确定为空间点O。该空间点O即为角度尺尺体边Va与长尺边L1a的交点。

步骤S200：定义实体轮廓要素，具体如图7所示将直角边1000C与短尺边L1b贴合，使短尺边L1b中与直角边1000C接触的部分被定义为实体轮廓要素。即实体轮廓要素为此时短尺边L1b所在位置。

步骤S300：游标卡尺P测量空间尺寸S。具体如图7和图8所示，包括

步骤S310：将此时角度尺尺体边Va、长尺边L1a和短尺边L1b位置进行固定；

步骤S320：将零件1000从角度尺V与直角尺L1之间移除；

步骤S330：用游标卡尺P的内爪测量空间点O和短尺边L1b之间的距离尺寸。所得距离尺寸即为空间长度尺寸S1。

如图9和图10所示，当空间尺寸S具体为空间孔距尺寸S2时，上述实体轮廓要素为贯通孔孔轴线1000D1；检测还需要使用塞规Q。塞规Q如图6所示包括立柱部Q1和测量部Q2；立柱部Q1与贯通孔1000D直径一致；测量部Q2底面与立柱部Q1顶面贴合，测量部Q2周面包括测量面Q2a；测量面Q2a与立柱部Q1顶面垂直并与立柱部Q1回转中心线处于同一平面。配件尺L具体为直尺L2。直角尺L1具有相互垂直的直尺边L2a和侧边L2b，侧边L2b可为斜边，并且直尺边L2a和侧边L2b的交汇处形成尖点。具体测量方法如下：

步骤S100：定义空间要素，具体为：

步骤S110：将角度尺V和直尺L2进行图9所示的***式组合。

步骤S120：图9所示，将第一夹角边1000A和角度尺尺体边Va贴合、以及将第二夹角边1000B和直尺边L2a贴合，使角度尺尺体边Va中未与第一夹角边1000A的接触的部分定义为第一夹角边1000A的虚拟延长边，以及使直尺边L2a与第二夹角边1000B的未接触部分定位为第二夹角边1000B的的虚拟延长边；

步骤S130：将第一夹角边1000A的虚拟延长边和第二夹角边1000B的的虚拟延长边的相交点确定为空间点O。空间点O即为角度尺尺体边Va与直尺边L2a的交点。

步骤S200：定义实体轮廓要素。具体为：

步骤S210：将立柱部Q1如图9所示塞入贯通孔1000D，并且测量部Q2所在端在零件1000下方；这里塞规Q应当根据贯通孔1000D的孔径大小进行配做，满足测量部Q2于贯通孔1000D进行间隙配合，并控制间隙量双边小于0.03mm，同时为方便制造，塞规Q测量部Q2为半圆。

步骤S220：将侧边L2b与测量面Q2a贴合，使侧边L2b中与测量面Q2a的接触部分定义为实体轮廓要素，接触部分即为侧边L2b和直尺边L2a交汇的尖点。

步骤S300：游标卡尺P测量空间尺寸S，具体如图9和图10所示：

步骤S310：将此时角度尺尺体边Va、直尺边L2a和侧边L2b位置进行固定；

步骤S320：将零件1000连同塞规Q从角度尺V与直尺L2之间移除；

步骤S330：用游标卡尺P的深度尺测量空间点O和侧边L2b之间的距离尺寸，具体为游标卡尺P测量空间点O和侧边L2b和直尺边L2a交汇的尖点的距离尺寸。

需要说明的是，上述具体只是针对贯通孔1000D位于第二夹角边1000B的应用，现有技术人员应当能够从上述阐述，知晓当贯通孔1000D处于第一夹角边1000A或其他位置时相关空间尺寸S的测量手法，同时，上述具体是第一夹角边1000A和第二夹角边1000B的夹角为锐角时的使用方式，如果切换至图11所示的钝角状态，本领域技术人员也应当能够知晓如何进行测量，即本申请所使用的的测量装置能够对0～180°夹角的空间相关尺寸进行测量。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也包括复数。

以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种零件空间尺寸的检测方法，包括钣金类结构的零件（1000），零件（1000）两侧折弯形成位于中间的第二夹角边（1000B）和位于第二夹角边（1000B）两端的第一夹角边（1000A）和直角边（1000C）；第二夹角边（1000B）和直角边（1000C）相互垂直，第一夹角边（1000A）和第二夹角边（1000B）的夹角非90°；第一夹角边（1000A）和第二夹角边（1000B）、以及第二夹角边（1000B）和直角边（1000C）的交汇处为折弯形成的倒圆；第一夹角边（1000A）、第二夹角边（1000B）和直角边（1000C）上都设有沿零件（1000）厚度方向开设的贯通孔（1000D），贯通孔（1000D）具有贯通孔孔轴线（1000D1）；其特征在于：

检测需要使用角度尺（V）、配件尺（L）和游标卡尺（P）；角度尺（V）具有角度尺尺体边（Va）；检测方法包括：

步骤S100：定义空间要素，具体为：

步骤S110：将角度尺（V）和配件尺（L）进行组合；

步骤S120：将第一夹角边（1000A）和角度尺尺体边（Va）贴合，以及将第二夹角边（1000B）和配件尺（L）尺体边贴合；

使角度尺尺体边（Va）中未与第一夹角边（1000A）接触的部分，被定义为第一夹角边（1000A）的虚拟延长边；

以及使配件尺（L）尺体边中未与第二夹角边（1000B）的接触的部分，被定位为第二夹角边（1000B）的的虚拟延长边；

步骤S130：将第一夹角边（1000A）的虚拟延长边和第二夹角边（1000B）的的虚拟延长边的相交点确定为空间点（O）；

步骤S200：定义实体轮廓要素；

步骤S300：游标卡尺（P）测量空间尺寸（S），具体为测量空间点（O）和实体轮廓要素之间的距离尺寸。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：实体轮廓要素为直角边（1000C）；空间尺寸（S）具体为空间长度尺寸（S1）；

配件尺（L）具体为直角尺（L1），直角尺（L1）具有相互垂直的长尺和短尺，长尺具有长尺边（L1a），短尺具有短尺边（L1b）；

步骤S110具体为：将角度尺（V）和直角尺（L1）的长尺部分进行组合；

步骤S120具体为：将第一夹角边（1000A）和角度尺尺体边（Va）贴合、以及将第二夹角边（1000B）和长尺边（L1a）贴合；

使角度尺尺体边（Va）中未与第一夹角边（1000A）的接触的部分，被定义为第一夹角边（1000A）的虚拟延长边；

以及使长尺边（L1a）中未与第二夹角边（1000B）的接触的部分，被定义为第二夹角边（1000B）的的虚拟延长边；

步骤S200具体为：将直角边（1000C）与短尺边（L1b）贴合，使短尺边（L1b）中与直角边（1000C）接触的部分被定义为实体轮廓要素。

3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于：步骤S300具体为：

步骤S310：将此时角度尺尺体边（Va）、长尺边（L1a）和短尺边（L1b）位置进行固定；

步骤S320：将零件（1000）从角度尺（V）与直角尺（L1）之间移除；

步骤S330：用游标卡尺（P）测量空间点（O）和短尺边（L1b）之间的距离尺寸。

4.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于：步骤S330具体为：用游标卡尺（P）的内爪测量空间点（O）和短尺边（L1b）之间的距离尺寸。

5.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：实体轮廓要素为贯通孔孔轴线（1000D1）；空间尺寸（S）具体为空间孔距尺寸（S2）；检测还需要使用塞规（Q）；

塞规（Q）包括立柱部（Q1）和测量部（Q2）；立柱部（Q1）与贯通孔（1000D）直径一致；测量部（Q2）底面与立柱部（Q1）顶面贴合，测量部（Q2）周面包括测量面（Q2a）；测量面（Q2a）与立柱部（Q1）顶面垂直并与立柱部（Q1）回转中心线处于同一平面；

配件尺（L）具体为直尺（L2）；直角尺（L1）具有相互垂直的直尺边（L2a）和侧边（L2b）；

步骤S110具体为：将角度尺（V）和直尺L2进行组合；

步骤S120具体为：将第一夹角边（1000A）和角度尺尺体边（Va）贴合、以及第二夹角边（1000B）和直尺边（L2a）贴合；

使角度尺尺体边（Va）中未与第一夹角边（1000A）的接触的部分被定义为第一夹角边（1000A）的虚拟延长边，

以及使直尺边（L2a）中未与第二夹角边（1000B）的接触的部分被定位为第二夹角边（1000B）的的虚拟延长边；

步骤S200：定义实体轮廓要素具体为：

步骤S210：将立柱部（Q1）塞入贯通孔（1000D），并且测量部（Q2）所在端在零件（1000）下方；

步骤S220：将侧边（L2b）与测量面（Q2a）贴合，使侧边（L2b）与测量面（Q2a）的接触部分定义为实体轮廓要素；

其中实体轮廓要素即为此时侧边（L2b）所在位置。

6.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于：步骤S300具体为：

步骤S310：将此时角度尺尺体边（Va）、直尺边（L2a）和侧边（L2b）位置进行固定；

步骤S320：将零件（1000）连同塞规（Q）从角度尺（V）与直尺（L2）之间移除；

步骤S330：用游标卡尺（P）测量空间点（O）和侧边（L2b）之间的距离尺寸。

7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于：步骤S330具体为：用游标卡尺（P）的深度尺测量空间点（O）和侧边（L2b）之间的距离尺寸。

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