[發明專利]一種陀螺框架零件高精度在線測量裝置及方法

在審

• 申請號: 201510219974.3
• 申請日: 2015-04-30
• 公開（公告）號: CN105157500A
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發明（設計）人: 薛攀文;薛鳳舉;王長峰;郭士新;張宏;李衛國;楊光;趙睿;宋大海
• 申請（專利權）人: 北京航天控制儀器研究所
• 主分類號: G01B5/00
• 分類號: G01B5/00;G01B5/08;G01B5/14
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 褚鵬蛟

技術領域

本發明涉及一種陀螺框架零件高精度在線測量裝置及方法

背景技術

框架是陀螺儀主要結構件，也是陀螺儀制造中的關鍵零件。作為半球動壓陀螺電機、磁懸浮元件、力矩器座組件、傳感器座組件的安裝基準平臺，其加工精度對儀表綜合性能影響較大?？蚣苌蟼鞲衅鬓D子、力矩器轉子安裝軸和安裝面等的相互位置精度和尺寸精度要求很高，以確定框架系統的精確位置和滿足對支承軸產生的干擾力矩最小。精度要求為面垂直度、平行度在0.001mm以內，對稱度為0.01mm以內，尺寸精度為±0.003，軸向長度為1.3±0.01，測量時由于徑向尺寸大而軸向長度較小或者被測量面為圓柱面與平面之間距離，采用標準螺旋測微儀無法在線測量。隨著航天慣性技術的發展，高精度框架的需求逐漸增多，要求生產單位具備大批量生產的能力，傳統的檢測方法是使用進口高精度三坐標測量儀，該設備不僅價格昂貴，對環境要求高，維護保養難度大，而且測量周期長，需要專業檢測人員操作，大大影響了框架的檢測效率。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有框架尺寸精度在線測量技術的不足，提出一種成本低、結構簡單、操作簡便、維護和保養容易的陀螺框架零件高精度在線測量裝置及方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。

一種陀螺框架零件高精度在線測量裝置，包括精度為0.001m以上的螺旋測微儀、第一測頭固定塊、第二測頭固定塊和校對柱；

第一測頭固定塊為圓柱體或半球體，材料為硬質合金；表面粗糙度小于Ra0.05，硬度HRC55-60；

第二測頭固定塊為圓柱體，材料為硬質合金，圓柱度小于0.001mm，兩端面平行度小于0.001mm，表面粗糙度小于Ra0.05，硬度HRC50-60；

校對柱為圓柱體，材料為硬質合金，表面粗糙度小于Ra0.002mm，圓柱度小于0.005mm，長度為10mm-35mm，直徑為Φ8-Φ10mm；

第一測頭固定塊安裝在螺旋測微儀固定桿端，第二測頭固定塊安裝在螺旋測微儀活動桿端；

在陀螺框架零件被測部分加工完成后，調節螺旋測微儀使得第一測頭固定塊和第二測頭固定塊夾持校對柱，完成螺旋測微儀校對；調節螺旋測微儀使得第一測頭固定塊和第二測頭固定塊夾持陀螺框架零件被測部分，獲得陀螺框架零件被測部分尺寸。

當所述陀螺框架零件被測部分為直徑大于25mm，軸向長度小于2mm的圓柱面時，第一測頭固定塊為圓柱體，第一測頭固定塊圓柱度小于0.001mm，兩端面的平行度小于0.001mm。

當所述陀螺框架零件被測部分尺寸為框架零件左或右端面與內腔圓孔之間的距離時，第一測頭固定塊為半球體，半球體五個截面圓度小于0.002mm，半球平面的平面度小于0.001mm。

根據陀螺框架零件被測部分的長度選擇校對柱的長度及直徑。

利用上述陀螺框架零件高精度在線測量裝置進行在線測量的方法如下：包括如下步驟：

(一)加工陀螺框架零件被測部分，以保證滿足測量要求；

(二)調節螺旋測微儀使得第一測頭固定塊和第二測頭固定塊夾持校對柱，完成螺旋測微儀校對；

(三)調節螺旋測微儀使得第一測頭固定塊和第二測頭固定塊夾持陀螺框架零件被測部分，根據螺旋測微儀讀數獲得本次測量的陀螺框架零件被測部分尺寸；

(四)重復步驟獲得多次測量值，通過多次測量值求平均獲得最終的陀螺框架零件被測部分尺寸。

當所述陀螺框架零件被測部分尺寸為傳感器轉子或力矩器轉子安裝軸時，第一測頭固定塊為圓柱體，第一測頭固定塊圓柱度小于0.001mm，兩端面的平行度小于0.001mm；所述步驟(一)具體為：精研傳感器轉子和力矩器轉子安裝軸的頂尖孔，保證陀螺框架零件外圓與頂尖之間同軸度為0.001mm；采用兩頂尖頂持方式加工傳感器轉子安裝軸與力矩器轉子安裝軸，以保證兩安裝軸線同軸度在0.003mm以內。

當所述陀螺框架零件被測部分尺寸為框架左或右端面與內腔圓孔之間的距離時，第一測頭固定塊為為半球體，半球體五個截面圓度小于0.002mm，半球平面的平面度小于0.001mm；所述步驟(一)具體為：精車陀螺框架零件兩大外圓，保證陀螺框架零件外圓一致性0.002mm,同軸度0.001mm；陀螺框架零件一個大外圓采用工裝夾緊，找正另一個大外圓以保證兩外圓軸線同軸度在0.003mm以內，然后加工陀螺框架零件左或右端面。

本發明與現有技術相比，具有如下有益效果：