[發(fā)明專利]一種大長徑比空心薄壁細(xì)長軸精密檢測設(shè)備及檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610965584.5
• 申請日: 2016-11-04
• 公開（公告）號: CN106568387B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李成瑋;劉勇;楊金霖;龐長濤;吳凡;戴長軍;于浩;張建明;陳建元;劉進(jìn)京
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空精密機(jī)械研究所
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06;G01B11/27
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 李建英

本發(fā)明屬于大長徑比深孔內(nèi)型腔和外徑形位公差精密檢測設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種大長徑比空心薄壁細(xì)長軸精密檢測設(shè)備及檢測方法。該檢測設(shè)備包括：底座、測桿、內(nèi)測頭及運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、外測頭及運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、工件支撐移動(dòng)平臺、標(biāo)定環(huán)、被測工件以及控制處理單元。其中，工件支撐移動(dòng)平臺可沿X方向帶動(dòng)被測工件運(yùn)動(dòng)，內(nèi)測頭及安裝運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和外測頭運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)沿Z方向運(yùn)動(dòng)；標(biāo)定環(huán)用于建立內(nèi)、外測頭之間的聯(lián)系；控制處理單元用于編制測量程序、采集測量數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理獲得需要的工件形位公差。本發(fā)明的大長徑比空心薄壁細(xì)長軸精密檢測設(shè)備及檢測方法的測量精度高，測量長度長，測量效率高，便于使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于大長徑比深孔內(nèi)型腔和外徑形位公差精密檢測設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種大長徑比空心薄壁細(xì)長軸精密檢測設(shè)備及檢測方法。

背景技術(shù)

以航空發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力渦輪傳動(dòng)軸為代表的柔性細(xì)長軸具有長徑比大(大于30)、壁厚薄、告訴動(dòng)平衡要求高等特點(diǎn)，是發(fā)動(dòng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)工件條件下的主要承力件，傳遞載荷，與葉盤葉片等組成轉(zhuǎn)子，支撐在軸承上做高速旋轉(zhuǎn)，是渦軸航空發(fā)動(dòng)機(jī)的核心零件。

柔性細(xì)長軸一般都是薄壁空心軸，其內(nèi)型腔表面設(shè)計(jì)成通孔或臺階孔，并帶有內(nèi)花鍵和螺紋等，最小直徑小于16mm，長度大于1400mm。內(nèi)孔圓跳動(dòng)及直線度要求高達(dá)0.03mm，壁厚差不大于0.05mm，亟須對傳動(dòng)軸進(jìn)行精密檢測(檢測誤差小于0.01mm)。為了檢測細(xì)長軸的合格率，現(xiàn)有技術(shù)中采用三坐標(biāo)測量機(jī)和細(xì)長軸深孔壁厚測量裝置檢測細(xì)長軸的合格率。

三坐標(biāo)測量機(jī)測量具體步驟為：將細(xì)長軸臥式安裝在放置在三坐標(biāo)平臺上的兩個(gè)V形鐵上，測頭接細(xì)長加長桿伸入深孔內(nèi)腔進(jìn)行檢測。三坐標(biāo)檢測細(xì)長軸合格率的方法有如下幾個(gè)缺點(diǎn)：

(1)由于單坐標(biāo)測頭傳感器連接的加長桿較長，測頭的負(fù)載大，造成測頭不平衡，測量精度和重復(fù)精度急劇下降，坐標(biāo)測量機(jī)加長桿最長可達(dá)300mm，無法檢測到更深的內(nèi)腔。

(2)三坐標(biāo)測量壁厚差是通過中心、內(nèi)外徑間接計(jì)算得到，存在誤差。

細(xì)長軸深孔壁厚測量裝置測量具體步驟為：將細(xì)長軸安裝在工作臺上的調(diào)節(jié)支架上，在進(jìn)行調(diào)整軸線和標(biāo)定后，由測頭分別運(yùn)動(dòng)到內(nèi)孔和外圓的不同截面，觸發(fā)式測量。深孔壁厚測量裝置檢測有如下缺點(diǎn)：

(1)由于測桿運(yùn)動(dòng)，測桿的剛性決定了測量精度，因此，測桿不能過長，無法解決1m以上深孔的測量。

(2)采用接觸觸發(fā)的方式進(jìn)行測量，在1m的測桿上測量力對測桿的影響較大，影像測量精度。

(3)使用一個(gè)測頭分別測量內(nèi)徑和外圓，嚴(yán)重影響測量效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種便于大長徑比空心薄壁細(xì)長軸類零件內(nèi)孔外圓形位公差進(jìn)行高效精密檢測的測量設(shè)備和測量方法。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，檢測設(shè)備包括：

底座件，測量組件，

所述底座上具有X向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌、Z軸、Z’軸，X向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌安裝在底座上表面，Z軸位于底座一端，Z軸上安裝有Z向的Z軸運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，Z軸運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌面相底座內(nèi)側(cè)；X向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌垂直于Z軸運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌；Z’軸通過安裝在底座上的龍門架支撐于X向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌上，Z’軸上安裝有Z’軸運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌；

所述測量組件包括被測工件移動(dòng)平臺、內(nèi)測頭及安裝運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、外測頭及安裝運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制處理單元、被測工件以及標(biāo)定環(huán)；

所述被測工件移動(dòng)平臺上具有標(biāo)定環(huán)調(diào)整單元和被測工件調(diào)整單元的安裝導(dǎo)軌，被測工件移動(dòng)平臺安裝在底座的X向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌上，被測工件的兩端安裝在被測工件調(diào)整單元上；