[發明專利]鋁合金零件尺寸的在線檢測方法

在審

• 申請號: 201310118966.0
• 申請日: 2013-04-07
• 公開（公告）號: CN104101274A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 劉升;田雪濤;倪文峰;武晶
• 申請（專利權）人: 南車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司
• 主分類號: G01B5/00
• 分類號: G01B5/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 何朝旭;陸明耀

技術領域

本發明涉及一種鋁合金零件尺寸的在線檢測方法，尤其涉及一種適于在不同環境溫度下使用的鋁合金零件尺寸的在線檢測方法。?

背景技術

由于鋁合金零件對環境溫度十分敏感，一般將其放入20℃±2℃環境恒溫一定時間（通常至少在24小時以上）后方可進行加工精度的精密檢測。然而在加工生產車間里，環境溫度波動相對較大，同時，在加工過程中，切削熱的產生使零件溫度升高，機床內部環境溫度與外部環境溫度也存在溫度差，最終導致尺寸在線檢測結果誤差非常大，難以精確控制鋁合金零件的加工精度，大大增加零件因加工尺寸超差而報廢的風險。?

在批量生產過程中，通常根據現場鋁合金零件抽查的三坐標檢測結果進行分析，并根據現場實際測量數據進行對比，制定現場后續零件的加工尺寸調整方案，程序復雜且時效性差，尤其是檢測前長時間的恒溫要求，難以及時指導現場加工零件的測量與控制。鑒于此，提供一種快捷、準確的在線檢測方法有非常重要的實際意義。?

發明內容

本發明的目的在于解決上述技術問題，提供一種適于環境溫度發生變化時在現場使用的鋁合金零件尺寸的在線檢測方法。?

本發明的目的通過提供以下一種鋁合金零件尺寸在線檢測方法實現，其包括以下步驟：第一步，獲得鋁合金零件尺寸的名義值D及允許的上偏差尺寸a和下偏差尺寸b；?

第二步，根據公式△D=△t×（）×D₀??（Ⅰ），進行鋁合金零件尺寸的溫度補償計算，并獲得鋁合金零件尺寸隨溫度變化的上偏差和下偏差變化方程（Ⅱ和Ⅲ）及相應的上偏差尺寸-溫度變化曲線和下偏差尺寸-溫度變化曲線，所述鋁合金零件尺寸隨溫度變化的上偏差和下偏差變化方程（Ⅱ和Ⅲ）分別為：

D1=（）×(D₀+a)?×(t-T)+?D₀+a?????????（Ⅱ）

D2=（）×(D₀+b)?×(t-T)+?D₀+b?????????（Ⅲ）

公式（Ⅰ）中：△D為鋁合金零件測量尺寸變化量，△t為溫度變化量，為鋁合金零件的線性膨脹系數，為量規的線性膨脹系數，D₀為鋁合金零件尺寸在標準溫度下的名義尺寸；方程（Ⅱ）和（Ⅲ）中：T為標準溫度，t為測量時的環境溫度；D1和D2分別為鋁合金零件尺寸位于上偏差和下偏差時在不同環境溫度下的測量尺寸。

D1和D2所構成的數值范圍為鋁合金零件尺寸在不同環境溫度下的公差范圍；所述上偏差尺寸-溫度變化曲線為鋁合金零件尺寸的真實尺寸為允許的最大理論上偏差尺寸時，鋁合金零件尺寸根據隨溫度變化的曲線，所述下偏差尺寸-溫度變化曲線為鋁合金零件的真實尺寸為允許的最大理論下偏差尺寸時，鋁合金零件尺寸根據溫度變化的曲線。?

第三步，使用量規，測量現場加工后的鋁合金零件尺寸D，并記錄測量時的環境溫度；將不同環境溫度下測量到的鋁合金零件尺寸D與通過方程（Ⅱ）和（Ⅲ）計算得到的公差范圍或上偏差尺寸-溫度變化曲線和下偏差尺寸-溫度變化曲線進行比對，若測量得到的尺寸數據位于D1和D2之間或位于上偏差尺寸-溫度變化曲線和下偏差尺寸-溫度變化曲線之間，則判斷現場加工后的鋁合金零件的尺寸合格。?

優選的，所述鋁合金零件的材料線性膨脹系數為23×10m/℃，所述量規為碳鋼環規，選擇量規的材料線性膨脹系數為11.4×10m/℃。?

優選的，所述測量時的環境溫度t為10℃～30℃。?

優選的，所述鋁合金零件為鋁合金齒輪箱箱體。?

優選的，尺寸-溫度變化曲線圖中，具有有效數據的溫度范圍為10℃到30℃之間。?

優選的，通過調整單位溫度內表格密度，可讀取零件在溫度范圍內任意溫度下的尺寸加工公差。?

本發明的有益效果主要體現在：通過根據鋁合金零件和量規的溫度變形規律，考慮量規的溫度變化量以消除量具的隨溫度變化產生的誤差，制作鋁合金零件的尺寸-溫度變化曲線，而避免了零件尺寸隨溫度的顯著變化而產生測量誤差，提高了測量結果的準確性。該方法已成功應用于鋁合金齒輪箱箱體孔徑的現場加工的在線檢測，為在不同環境溫度下測量鋁合金零件尺寸提供檢測和判定依據，大大提高了檢測效率。?

附圖說明

圖1為本發明的具體實施方式的鋁合金零件的尺寸-溫度變化曲線圖。?

圖2為本發明的具體實施方式的鋁合金零件的另一尺寸-溫度變化曲線圖。?

具體實施方式