CN111928758A - 一种航空异形件孔检测***及检测方法 - Google Patents

一种航空异形件孔检测***及检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明为克服现有技术中人工测量孔是否达标时，存在检验结果的不确定性较大的问题，公开了一种航空异形件孔检测***，包括工件夹具，用于固定工件；塞规组件，具有塞规本体，与所述工件夹具相对设置；标杆，用于标定工件上待检测的孔的轴向与所述塞规本体的轴向中心方向重合；以及动力机械，驱动所述工件夹具和所述塞规组件相对移动。本发明还公布了一种检测方法，标定方向后，以动力机械进行驱动检测。本发明提供了一种航空异形件孔检测***以机械方式取代人力进行操作，且在操作过程中，先对检测方向进行标定，极大的降低了人为因素对检测结果的影响。本发明还提供了一种检测方法，排除人为因素影响，保证了检测结果的准确性和一致性。

Description

一种航空异形件孔检测***及检测方法
技术领域
本发明涉及量具，尤其涉及一种航空异形件孔检测***及其检测方法。
背景技术
在多孔类零件中，加工出的各个孔的尺寸是否符合要求，关系到该零件能够与其他零件配合组装，尤其航空发动机相关的配件领域中。
现有技术中，孔的加工尺寸是否达标，多采用量规利用其通过性来判断被测孔是否合格，控制的是尺寸或规格的上下限。然而，上述检测多依靠人工直接操作，受操作人员用力大小、推入方向等人为因素影响很可能会导致不同的检验结果，检验结果的不确定性较大，极易引起争议。
发明内容
本发明为克服现有技术中人工测量孔是否达标时，存在检验结果的不确定性较大的问题，提供一种航空异形件孔检测***，以机械方式取代人力进行操作，且在操作过程中，先对检测方向进行标定，极大的降低了人为因素对检测结果的影响。
同时，本发明还提供了一种航空异形件孔的检测方法，排除人为因素影响，保证了检测结果的准确性和一致性。
本发明采用的技术方案是：
一种航空异形件孔检测***，包括
工件夹具，用于固定工件；
塞规组件，具有塞规本体，与所述工件夹具相对设置；
标杆，用于标定工件上待检测的孔的轴向中心与所述塞规本体的轴向中心重合；以及
动力机械，沿所述塞规本体的轴向中心方向，驱动所述工件夹具和所述塞规组件相对移动。
进一步地，包括
底板；
所述动力机械为液压油缸，安装在所述底板上；
导向柱，沿垂直于所述底板的方向，安装在所述液压油缸两侧对应的所述底板上；
所述工件夹具，滑动设置在所述导向柱上，其一面与所述液压油缸连接；
所述塞规组件，安装在所述导向柱顶部；
所述标杆；以及
控制器，被配置为用于控制所述液压油缸的工作；
其中，所述液压油缸的活塞杆的伸缩移动方向垂直于所述底板。
进一步地，所述工件夹具包括
支撑上板，滑动设置在所述导向柱上；
支撑下板，与所述支撑上板平行，滑动设置在所述导向柱上并与所述液压油缸连接；
支撑连接板，安装在所述支撑上板和所述支撑下板之间；
调节螺杆，沿垂直所述支撑上板方向，安装在所述支撑上板；
螺纹柱，沿垂直所述支撑上板方向，安装在所述支撑上板边缘处；
弹簧，穿套设置在所述螺纹柱上；
压板，其一端位于所述弹簧上方，并穿设在所述螺纹柱上；以及
锁紧螺母，与所述螺纹柱配合；
其中，所述调节螺杆远离所述支撑下板的一端与所述支撑上板之间的距离可调节。
进一步地，所述调节螺杆远离所述支撑下板的一端端面边缘采用圆弧过渡，另一端安装有手轮。
进一步地，所述塞规组件包括
顶板，安装在所述导向柱顶端；
安装座，设置在所述顶板朝向所述工件夹具一面上；
塞规座；
压力传感器，位于所述安装座和所述塞规座之间，分别与所述安装座和所述塞规座可拆卸式连接；以及
所述塞规本体，与所述塞规座可拆卸式连接；
其中，所述压力传感器还与所述控制器电性连接，监测压力变化。
进一步地，所述塞规座包括
柱形座体，其一端与所述安装座可拆卸式连接；以及
筒状的卡爪，安装在所述柱形座体的另一端上；
其中，所述卡爪和所述柱形座体的轴向中心重合。
进一步地，所述卡爪具有0~1°锥角；沿所述卡爪轴向中心方向，所述卡爪圆周壁上开设有豁口。
进一步地，所述标杆包括
柱形橡胶体；以及
直线标定杆，沿柱所述柱形橡胶体轴向中心方向设置，两端位于所述柱形橡胶体两端外。
进一步地，所述柱形座体上沿其轴向中心方向，自与所述卡爪连接的一端端面开设有定位孔，所述定位孔的直径与所述直线标定杆的直径配合。
一种航空异形件孔的检测方法，包括以下步骤
安装工件，粗调待检测的孔的位置，使其与塞规本体的轴向中心方向大致重合;
细调孔的位置，使其与塞规本体的轴向中心方向基本重合;
采用动力机械驱动塞规本体与工件发生相对运动，观察塞规本体是否可以通过孔，以此表征孔加工否合格。
本发明的有益效果是：
（1）本发明为克服现有技术中人工测量孔是否达标时，人为因素过多，存在检验结果的不确定性较大的问题，本发明提供了一种航空异形件孔检测***，包括工件夹具、塞规组件、标杆和动力机械。检测***以机械方式取代人力进行操作，且在操作过程中，先对检测方向进行标定，极大的降低了人为因素对检测结果的影响。
（2）本发明还提供了一种航空异形件孔的检测方法，该方法排除了人为因素，保证了检测结果的准确性和一致性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有现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申请的一些实施例，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获得其他的附图。
图1为实施例中，航空异形件孔检测***的结构示意图。
图2为实施例中，航空异形件孔检测***的标定工作状态示意图一。
图3为实施例中，航空异形件孔检测***的标定工作状态示意图二。
图4为图3中A-A向剖视图。
图5为实施例中，航空异形件孔检测***的测试工作状态示意图。
具体实施方式
在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。
下面结合附图对发明的实施例进行详细说明。
现有技术中，孔的加工尺寸是否达标，多采用量规利用其通过性来判断被测孔是否合格，控制的是尺寸或规格的上下限。然而，上述检测多依靠人工直接操作，受操作人员用力大小、推入方向等人为因素影响很可能会导致不同的检验结果，检验结果的不确定性较大，极易引起争议。
为解决上述问题，本实施例提供一种航空异形件孔检测***，其结构如附图1所示。该检测***包括底板1、液压油缸2、导向柱3、工件夹具4、塞规组件5、标杆6以及控制器（图中未示出）。
液压油缸2安装在底板1上，其活塞杆21的伸缩移动方向垂直于底板1。导向柱3以液压油缸2为中心，沿垂直于底板1的方向垂直对称设置在液压油缸2两侧。导向柱3的下端与底板1垂直连接。工件夹具4滑动设置在液压油缸3两侧的导向柱3上，其一侧表面与活塞杆21自由端连接。塞规组件5安装在导向柱3顶端，其塞规本体55沿垂直于底板1的方向设置并指向工件夹具4。标杆6用于标定工件上待检测的孔的贯通方向，其与塞规本体55轴向中心方向基本重合。控制器被配置为用于控制活塞杆21的行程、移动速度以及根据塞规组件5的压力变化情况作出响应。
具体的，底板1，呈平板状。本实施例中，底板1亦可以采用平整地面代替，以为整个检测***提供平整的安装基础。
液压油缸2，其通过控制进、出缸体内的油量，实现活塞杆21恒速或者变速移动。
导向柱3，以四根为例。两两为一组，对称设置在液压油缸2两侧，其下端与底板1垂直连接。
工件夹具4，其两边边缘附近穿过四根导向柱3，整体可以沿着导向柱3滑动。工件夹具4包括支撑上板41、支撑下板42、支撑连接板43、调节螺杆44、螺纹柱45、弹簧46、压板47和锁紧螺母48。
支撑上板41、支撑下板42以及底板1之间上下平行设置。在支撑上板41和支撑下板42边缘沿垂直于底板1的方向对应开设有通孔，通孔直径与导向柱3外径一致或者略大。导向柱3对应穿过通孔，使得支撑上板41与支撑下板42滑动设置在导向柱3上，同步移动。若干支撑连接板43均匀设置在支撑上板41和支撑下板42之间区域的边缘附近，其上下两端分别与支撑上板41和支撑下板42连接。在支撑上板41上开设有若干螺纹孔411。调节螺杆44安装在螺纹孔411内，其轴向中心垂直于支撑上板41。调节螺杆44的数量与螺纹孔411数量一致，或者根据需要设置。旋转调节螺杆44，可以改变调节螺杆44延伸到支撑上板41上方之间的长度。螺纹柱45垂直设置于支撑上板41上表面边缘处，其下端与支撑上板41连接。弹簧46穿套设置在螺纹柱45上。压板47的一端位于弹簧46上方，并穿设在螺纹柱45上。锁紧螺母48与螺纹柱45配合，锁定压板47位置。
本实施例中，待检测的工件置于支撑上板41上，根据待检测孔的位置区域，在对应的支撑上板41区域上安装调节螺杆44。旋拧调节螺杆44，使其上端抵住工件表面，调整工件的姿态，使得待检测孔的轴向中心与塞规组件5轴向中心重合且待检测孔端面与支撑上板41之间存在一定的距离。旋动锁紧螺母48，使得压板47的自由端压住工件。
本实施例中，在支撑上板41四方边缘处均设置了螺纹柱45、弹簧46、压板47和锁紧螺母48，以利于从四方对工件进行压紧。
本实施例中，调节螺杆44与工件接触一端边缘采用圆弧过渡，防止刮伤工件。调节螺杆44另一端安装有手轮，以便与调节其伸出支撑上板41的长度。
塞规组件5包括顶板51、安装座52、压力传感器53、塞规座54和塞规本体55。塞规本体55为的标准品，每个标准品的尺寸不同。根据待检测孔的直径大小，选择对应的标准尺寸的塞规本体55。
顶板51与底板11平行，其与四根导向柱3顶端垂直连接。若干安装座52固定在顶板51朝向工件夹具4一面，随机分布或者规则排布，比如本实施例中采用矩形阵列方式排布方式。压力传感器53、塞规座54和塞规本体55依次组合后与安装座52连接，且塞规本体55朝向工件。
本实施例中，压力传感器53的一端与安装座52可拆卸式连接，另一端与塞规座54可拆卸式连接，比如压力传感器53两端面设置柱形凸起并在柱形凸起表面开设螺纹，安装座52和塞规座54上开设有螺纹盲孔，柱形凸起***螺纹盲孔内实现螺纹连接。根据测试的需要，可以调整塞规本体55的安装位置以及塞规本体55的直径大小。
本实施例中，塞规座54包括柱形座体541和卡爪542。卡爪542，呈圆筒状，位于柱形座体541一端。卡爪542和柱形座体541的轴向中心重合，塞规本体55一端***卡爪542内实现其固定。
本实施例中，为了提高塞规本体55安装可靠性，卡爪542具有0~1°锥角，变小的一端位于远离柱形座体541的一边。沿卡爪542轴向中心方向，卡爪542圆周壁上开设有豁口。
本实施例中，根据待检测孔的位置区域，选择顶板51上对应区域的安装座52，然后装载塞规组件5。调节塞规本体55的轴向中心与孔轴向中心重合后，即可进行检测。
标杆6，包括柱形橡胶体61和直线标定杆62，如附图4中所示。直线标定杆62沿柱形橡胶体61轴向中心方向设置，两端位于柱形橡胶体61两端外。柱形橡胶体61亦为标准品，每个标准品的尺寸不同。根据待检测孔的直径大小，选择对应的标准品直径大小的柱形橡胶体61。
本实施例中，需要标定孔轴向中心方向与塞规本体55轴向中心方向是否一致时，先将柱形橡胶体61装入孔内，直线标定杆62轴向中心即为孔的轴向中心，然后根据直线标定杆62的指示方向，调整调节螺杆44，使得孔轴向中心方向与塞规本体55轴向中心方向重合，以提高检测结果的准确性。
本实施例中，为了进一步提高标定准确性以及便捷性，柱形座体541上沿其轴向中心方向，自与卡爪542连接的一端端面开设有定位孔5411。定位孔5411的直径略大于直线标定杆62的直径。标定过程，根据直线标定杆62是否可以顺利***到定位孔5411来确定孔轴向中心方向与塞规本体55轴向中心方向是否重合。
控制器，比如采用市面上常见的PLC控制器，其与液压油缸2和压力传感器53之间电性连接。即，控制器可以控制液压油缸2上电磁比例阀的开度，以调节进、出缸体内的油量，实现活塞杆21恒速或者变速移动。同时，控制器还接受压力传感器53，记录连续的压力值变化。当压力值出现异常时，控制器控制活塞杆21缩回，停止检测，防止损坏塞规本体55。
使用本实施例的检测***，以液压油缸作为动力机械，使得工件与塞规本体发生相对移动，来进行孔检测。以机械方式取代人力进行操作，且在操作过程中，先对检测方向进行标定，极大的降低了人为因素对检测结果的影响。该检测***可适用于对检测精度要求极高的场合。
本实施例中还提供了一种航空异形件孔的检测方法，包括以下步骤
安装工件，粗调孔的位置，使其与塞规本体的轴向中心方向大致重合。
细调孔的位置，使其与塞规本体的轴向中心方向基本重合。
采用动力机械驱动塞规本体与工件发生相对运动，观察塞规本体是否可以通过孔，以此表征孔加工否合格。
具体的，基于实施例中的检测***的航空异形件孔的检测方法，其过程如下：
将工件放置到支撑上板41上，旋拧调节螺杆44调整工件姿态，使得待检测的孔与一个安装座52大致对应。
将标杆6处***到待检测的孔内，控制器控制活塞杆21伸出，工件夹具4、工件以及标杆6同步匀速向塞规组件5移动。观测直线标定杆62是否可以顺利***到定位孔5411内，如附图2~4所示。亦可根据压力传感器53监测到压力值变化趋势来判断孔轴向中心与塞规座54轴向中心是重合。若两者重合时，压力传感器53的压力监测值应无明显变化。
如直线标定杆62可以顺利***到定位孔5411内，则取下标杆6，安装塞规本体55，塞规本体55端面与柱形座体541端面完全接触后即两者轴向中心重合，进行检测，如附图5所示。
如直线标定杆62不能顺利***到定位孔5411内，旋拧调节螺杆44，细调工件姿态，直至直线标定杆62可以顺利***到定位孔5411，取下标杆6。
取该孔设计直径的下限对应尺寸的塞规本体55，并将塞规本体55安装到塞规座54上。液压油缸2驱动工件夹具4以及夹持的工件向塞规组件5方向移动。观测塞规本体55是否可以从孔中顺利通过，且压力传感器53的压力监测值应无明显变化。
取该孔设计直径的上限对应尺寸的塞规本体55，并将塞规本体55安装到塞规座54上。液压油缸2驱动工件夹具4以及夹持的工件向塞规组件5方向移动。观测塞规本体55是否可以从孔中顺利通过，且压力传感器53的压力监测值应无明显变化。
上述两次塞规本体55均可通过，且压力传感器53的压力监测值应无明显变化，孔加工合格。若检测过程中，压力传感器53的压力监测值有明显变化时，说明孔加工不合格。
本实施例中的航空异形件孔的检测方法， 先进行位置标定，然后以动力机械取代人工推动，排除人为因素影响，保证了检测结果的准确性和一致性。

Claims (10)

1.一种航空异形件孔检测***，其特征在于：包括
工件夹具，用于固定工件；
塞规组件，具有塞规本体，与所述工件夹具相对设置；
标杆，用于标定工件上待检测的孔的轴向中心与所述塞规本体的轴向中心重合；以及
动力机械，沿所述塞规本体的轴向中心方向，驱动所述工件夹具和所述塞规组件相对移动。
2.根据权利要求1所述的航空异形件孔检测***，其特征在于：包括
底板；
所述动力机械为液压油缸，安装在所述底板上；
导向柱，沿垂直于所述底板的方向，安装在所述液压油缸两侧对应的所述底板上；
所述工件夹具，滑动设置在所述导向柱上，其一面与所述液压油缸连接；
所述塞规组件，安装在所述导向柱顶部；
所述标杆；以及
控制器，被配置为用于控制所述液压油缸的工作；
其中，所述液压油缸的活塞杆的伸缩移动方向垂直于所述底板。
3.根据权利要求2所述的航空异形件孔检测***，其特征在于：所述工件夹具包括
支撑上板，滑动设置在所述导向柱上；
支撑下板，与所述支撑上板平行，滑动设置在所述导向柱上并与所述液压油缸连接；
支撑连接板，安装在所述支撑上板和所述支撑下板之间；
调节螺杆，沿垂直所述支撑上板的方向，安装在所述支撑上板；
螺纹柱，沿垂直所述支撑上板方向，安装在所述支撑上板边缘处；
弹簧，穿套设置在所述螺纹柱上；
压板，其一端位于所述弹簧上方，并穿设在所述螺纹柱上；以及
锁紧螺母，与所述螺纹柱配合；
其中，所述调节螺杆远离所述支撑下板的一端与所述支撑上板之间的距离可调节。
4.根据权利要求3所述的航空异形件孔检测***，其特征在于：所述调节螺杆远离所述支撑下板的一端端面边缘采用圆弧过渡，另一端安装有手轮。
5.根据权利要求2~4中任意一项所述的航空异形件孔检测***，其特征在于：所述塞规组件包括
顶板，安装在所述导向柱顶端；
安装座，设置在所述顶板朝向所述工件夹具一面上；
塞规座；
压力传感器，位于所述安装座和所述塞规座之间，分别与所述安装座和所述塞规座可拆卸式连接；以及
所述塞规本体，与所述塞规座可拆卸式连接；
其中，所述压力传感器还与所述控制器电性连接，监测压力变化。
6.根据权利要求5所述的航空异形件孔检测***，其特征在于：所述塞规座包括
柱形座体，其一端与所述安装座可拆卸式连接；以及
筒状的卡爪，安装在所述柱形座体的另一端上；
其中，所述卡爪和所述柱形座体的轴向中心重合。
7.根据权利要求6所述的航空异形件孔检测***，其特征在于：所述卡爪具有0~1°锥角；沿所述卡爪轴向中心方向，所述卡爪圆周壁上开设有豁口。
8.根据权利要求7所述的航空异形件孔检测***，其特征在于：所述标杆包括
柱形橡胶体；以及
直线标定杆，沿柱所述柱形橡胶体轴向中心方向设置，两端位于所述柱形橡胶体两端外。
9.根据权利要求8所述的航空异形件孔检测***，其特征在于：所述柱形座体上沿其轴向中心方向，自与所述卡爪连接的一端端面开设有定位孔，所述定位孔的直径与所述直线标定杆的直径配合。
10.一种航空异形件孔的检测方法，其特征在于：包括以下步骤
安装工件，粗调待检测的孔的位置，使其与塞规本体的轴向中心方向大致重合；
细调孔的位置，使其与塞规本体的轴向中心方向基本重合；
采用动力机械驱动塞规本体与工件发生相对运动，观察塞规本体是否可以通过孔，以此表征孔加工否合格。
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程保良: "气动塞规法检测精密小孔孔径技术的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》 *

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