專利名稱：非直角彎管接頭位置尺寸的測量方法
技術領域：
本發明涉及測量技術領域，主要針對非直角彎管接頭位置尺寸(中心點至基準平面或外圓)的測量方法。
背景技術：
如圖1所示是航空發動機常見的彎管接頭，兩接頭中心線相交但不垂直，即夾角不等于90° (大于或小于90° )，在確定接頭之間的位置時設計圖標注的尺寸是:一接頭端面中心至另一接頭端面的尺寸A和兩接頭軸線的角度?，F場加工時，因為兩接頭中心線不垂直，且零件中心點屬于理論點，沒有體現在實體表面上，因此現場的加工尺寸A難以進行檢查和質量控制管理。行業內現場加工檢查尺寸A有幾種方案:①加工接頭端(要求理論中心點端)時采用專用夾具加工，在專用夾具上設計軸向對刀檢測基準表面，經過尺寸鏈換算，加工時檢查零件端面至夾具軸向基準面的尺寸來保證，該尺寸要求提交檢驗，終檢明確尺寸A為工序保證；②檢查端面內孔處極限點(或外圓最高點)至另一接頭端面的距離，加上孔的半徑乘以相應角度正弦值的和(或減去外圓半徑乘以相應角度正弦值的差)加工完成的零件送三坐標計量。這些檢查方案都存在不足，方案①通過夾具制造精度和嚴格的尺寸鏈換算，結合定距切削方法，雖然可以保證圖紙尺寸A的要求，但是受操作者主觀因素的影響，需在機床上檢驗，而且每加工完成一件，零件未撤卸分離夾具時就要自檢和提交專職檢驗員檢；操作完成此接頭加工工序的工作時間約5分鐘，加工完成一件就要進行專檢，由于零件加工時間較短，零件批量大，那么本工序就要配置一對一的現場檢驗員(質量管理控制管理的需要)，因此其可操作性差。方案②屬于間接測量并通過換算的方法來保證尺寸A，由于受孔徑(或外圓)公差、角度公差的影響，測量誤差較大，而且孔(或外圓)邊要求“尖邊無毛刺”，但是實物上難以做到，要么存在毛刺，要么存在一定的倒圓或倒角，而且相關尺寸影響的尺寸較多，換算工作量大，增大最終測量誤差；方案③的檢測結果雖然準確，但是工作現場和計量站屬于“異工作點”操作，可操作性也較差。綜上所述，探索非直角彎管接頭位置尺寸的測量方法具有必要性且意義深遠。

發明內容
本發明的目的是克服上述測量方法的不足，提供一種非直角彎管接頭位置尺寸A現場測量方法。當需要測量精度更高時，適當提高孔的加工精度或對測量頭外圓尺寸D進行分組，保證測量時測量頭插入零件孔間隙符合H7/f6配合的間隙；適當改進后，增加測量座，采用高度尺(兩件，一件高度尺調整至被測尺寸的下極限，另一件高度尺調整至被測尺寸的上極限)，在平臺上就可以實現極值檢測，提高效率。本發明的技術方案是本發明方法采取如下步驟:I)制作測量頭2，測量頭2由半球5、頸部7、圓柱6三部分組成，半球5的端面8與頸部7的一個端面相連且共面，頸部7的另一個端面與圓柱6的一個端面相連且共面，半球5、頸部7、圓柱6同軸,半球5的半徑SR比被測零件端頭16外圓半徑r大2…5mm,圓柱6與被測零件I的實際內孔保持配合間隙0.0l - 0.02mm,半球5的球心O位于測量頭端面8上，頸部7的直徑比圓柱6的直徑Φ d小I ^ 2mm ;2)將圓柱6插入被測零件I的內孔10中；3)用游標卡尺12的尺身卡腳13與被測零件接頭外圓15接觸，再使游標卡尺12的游標卡腳14與半球5接觸，晃動游標卡尺12讀出長度最大值Ml ；(4)根據公式計算被測零件I的尺寸B，公式如下:B =輔助測量值Ml-半球5的半徑SR-被測零件接頭外圓的半徑Φ /2。本發明的的有益效果:應用本發明的測量方法時，利用專用測量頭——蘑菇頭，模擬零件接頭端面理論中心點并轉移至測量頭的實體表面上，可直接在加工現場采用卡尺或高度尺進行測量，實現再現測量，使測量結果準確、方便、快捷、可操作性強、節約資源(避免專職檢驗員跟蹤現場檢查)、節約成本。


圖1是某型發動機非直角彎管接頭測量垂直尺寸A的示意圖；圖2是自制測量頭——蘑菇頭；圖3是某型發動機非直角彎管接頭測量水平尺寸B的示意圖；其中I是被測零件，2是測量頭，3是高度尺，4是平臺，5是半球，6是圓柱，7是測量頭的頸部，8是測量 頭的端面，9是測量頭的軸線，10是被測零件的內孔，11是高度尺的卡腳，12是游標卡尺，13是游標卡尺的尺身卡腳，14游標卡尺的游標卡腳，15被測零件接頭外圓，16是被測零件接頭外圓。A是被測零件高度方向的位置尺寸，B是被測零件高長度方向的位置尺寸，SR是半球5的半徑，M是高度方向的輔助測量值，Ml是長度方向的輔助測量值，r是被測零件接頭外圓16的半徑，Φ 為被測零件接頭外圓15的半徑Φ(1為圓柱6的直徑。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明所述的測量方法進行詳細說明。實施例一圖1所示為某型發動機彎管接頭零件，零件兩接頭軸線成45°相交，設計根據需要標注球接頭端面中心點至零件另一接頭端面的位置尺寸A = 28±0.15，接頭內孔尺
寸Φ8+Γ，端面外圓直徑尺寸Φ12，現在利用本發明的測量方法，對該彎管接頭位置尺寸
A(見圖1所示)進行測量的過程。I)準備工具:設計自制測量頭2 —件，平臺4 一件，高度游標尺一件根據被測零件I的接頭端的結構尺寸自制一個測量頭2。半球5的半徑SR = 8mm,球心位于端面8上，且位于軸線9上，圓柱6的直徑分三組，分別為
Φ7.99；°.01、φ8.03+:.01 , φ8.07+:.01 ,長度在順利插入的情況下，盡可能的設計長；
測量頭2采用數控車加工；測量頭2加工完成后，計量球頭的實際半徑值8.01。2)根據被測零件I孔的大小，選裝測量頭2，使測量頭2的端面8貼上零件接頭端面；3)將裝置測量頭2的被測零件I放置于平臺上，被測零件I的基準端面與平臺4的工作面貼合；4)將高度尺3放置于平臺上，移動高度尺3，將游標卡腳與測量頭2的半球5的球面接觸，讀輔助測量值M，M = 36.02mm。5)計算:被測尺寸尺寸A=輔助測量值M-半球5半徑SR(計算時忽略測量頭2的圓柱8與被測零件I的內孔直徑9的配合)A = 36.02mm-8.0lmm = 28.01mm。6)精度分析:整個測量過程誤差有3項:①計量器具——卡尺的精度0.02，②球頭的尺寸精度按計量實測值，誤差忽略不計，③蘑菇頭圓柱插入零件內孔的間隙(按最大)0.02XSin45 = 0.014。三項的誤差和為0.034，小于等于零件尺寸公差0.30的五分之一，滿足要求(如果要求提高測量精度，增加蘑菇頭圓柱的尺寸組別)。實施例二本發明還可以用來測量圖3所示尺寸非直角彎管接頭水平方向位置尺寸B，應用“蘑菇頭”模擬理論上的點并轉移至實體表面一球面上，測量球頭表面至基準外圓的距離M減去球頭半徑再加上基準外圓的半徑。
權利要求
1.一種非直角彎管接頭位置尺寸的測量方法，其特征在于，該測量方法采取如下步驟: 1)制作測量頭[2]，測量頭[2]由半球[5]、頸部[7]、圓柱[6]三部分組成，半球[5]的端面[8]與頸部[7]的一個端面相連且共面，頸部[7]的另一個端面與圓柱[6]的一個端面相連且共面，半球[5]、頸部[7]、圓柱[6]同軸，半球[5]的半徑SR比被測零件端頭[16]外圓半徑r大2 w 5mm，圓柱[6]與被測零件[I]的實際內孔保持配合間隙0.0l…0.02mm，半球[5]的球心O位于測量頭端面[8]上，頸部[7]的直徑比圓柱[6]的直徑Φ(1小I w 2mm ; 2)將圓柱[6]插入被測零件[1]的內孔[10]中； 3)用游標卡尺[12]的尺身卡腳[13]與被測零件接頭外圓[15]接觸，再使游標卡尺[12]的游標卡腳[14]與半球[5]接觸，晃動游標卡尺[12]讀出長度最大值Ml ； 根據公式計算被測零件[I]的尺寸B，公式如 下:B =輔助測量值Ml-半球[5]的半徑SR-被測零件接頭外圓[15]的半徑Φ /2。
全文摘要
本發明涉及測量領域，特別是涉及線形幾何參數測量領域。本發明是針對非直角彎管接頭位置尺寸的測量方法，將測量頭插入零件內孔中，讓測量頭端面與零件端面貼合，通過測量頭將零件理論上的中心點模擬并轉移至測量頭球體表面上，利用球面上的所用點至球心距離處處相等的原理，間接測量一接頭端面中心至另一接頭端面的尺寸A。與現有測量方法相比本發明利用設計自制測量頭，可直接在加工現場采用卡尺或高度尺進行測量，實現現場實施操作，測量結果準確、方便、快捷、可操作性強、節約資源、節約成本。
文檔編號G01B5/00GK103206907SQ201210007000
公開日2013年7月17日 申請日期2012年1月11日 優先權日2012年1月11日
發明者熊健, 馬昆 申請人:貴州黎陽航空動力有限公司