[發(fā)明專利]一種延展變形高精度測量裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811320334.1
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN109556519A
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張琪;張賢杰;高國強(qiáng);張萬瑜
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 陳星

本發(fā)明提出一種延展變形高精度測量裝置及方法，所述裝置包括底座、豎直石英柱、頂部連接塊、水平石英柱、中部連接塊和光纖位移傳感器；采用豎直石英柱、頂部連接塊、水平石英柱和中部連接塊對光纖位移傳感器進(jìn)行定位和校準(zhǔn)。本發(fā)明利用微晶玻璃或者石英柱因溫度變化熱脹冷縮變化小的特性，該裝置可以有效測量小尺寸零件微小延展變形量。同時(shí)試件采用垂直底座的安裝方法，測量臺面與試件表面接觸面積減小，能夠減少底座與被測試件之間因摩擦所產(chǎn)生的誤差。該裝置及方法工藝簡單，操作方便，具有低成本、短流程、高效便捷等優(yōu)點(diǎn)，易于大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于噴丸延展變形量測量領(lǐng)域，具體涉及一種延展變形高精度測量裝置及方法。

背景技術(shù)

噴丸成形是一種先進(jìn)成形技術(shù)，可以使零件發(fā)生彎曲和延展，但由于零件延展量極其微小，難以測量，只有零件尺寸足夠大，才能使用常規(guī)檢測方法測量其延展量大 小。又因?yàn)榇蟪叽缌慵庸るy度大，成本高，不能進(jìn)行大規(guī)模實(shí)驗(yàn)，所以目前對噴丸 延展量研究極少。因此，大尺寸零件噴丸延展量容易出現(xiàn)尺寸超差。當(dāng)試件尺寸在 200mm左右時(shí)，噴丸成形延展量在2μm左右，現(xiàn)有測量手段難以在如此大的量程下保 持極高的精確度，并且由于試件存在熱脹冷縮現(xiàn)象，溫度變化不僅影響試件尺寸，還 會影響測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此需要提出一種新的測量方法及測量系統(tǒng)，減小溫度影 響對噴丸延展變形的影響，并能夠進(jìn)行對噴丸延展變形進(jìn)行高精度測量。

文獻(xiàn)1“授權(quán)公告號是CN102410818B的中國發(fā)明專利”公開了一種高低溫箱內(nèi)被測變形量的高精度測量系統(tǒng)。該高精度測量系統(tǒng)包括細(xì)繩、三維氣浮組件和三個(gè)方向 的激光位移光電編碼測量模塊。通過細(xì)繩連接被測件，細(xì)繩下懸掛小質(zhì)量塊保證繩子 豎直向下。由于繩子受力不變，繩子長度在整個(gè)過程中不發(fā)生變化。利用氣浮組件連 接繩子下懸掛的質(zhì)量塊，讓小質(zhì)量塊能夠在x、y和z三個(gè)方向無摩擦的跟隨被測件運(yùn) 動(dòng)，通過小質(zhì)量塊的運(yùn)動(dòng)軌跡來得到被測件的微小運(yùn)動(dòng)軌跡。該高精度測量系統(tǒng)復(fù)雜， 且測量過程中零件不存在拆卸情況，難以運(yùn)用于延展變形高精度測量。

文獻(xiàn)2“授權(quán)公告號是CN202836431U的中國實(shí)用新型專利”公開了一種基于標(biāo)準(zhǔn)尺的大尺寸高精度測量裝置。該裝置采用兩種熱膨脹系數(shù)相差較大的材料制成標(biāo)準(zhǔn)尺， 這兩種標(biāo)準(zhǔn)尺一端固定，另一端可自由膨脹，在標(biāo)準(zhǔn)溫度下對它們進(jìn)行標(biāo)定。把兩個(gè) 標(biāo)準(zhǔn)尺安裝在測量裝置中，由于它們的熱膨脹系數(shù)不同，溫度變化時(shí)，測量裝置中讀 數(shù)頭可測量兩標(biāo)準(zhǔn)尺膨脹后的尺寸差。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)尺的尺寸差值，對測量尺寸進(jìn)行修正， 從而提高了尺寸的測量精度。該高精度測量裝置是對整個(gè)零件尺寸進(jìn)行測量，測量精 度達(dá)不到噴丸延展變形要求的測量精度。

現(xiàn)有技術(shù)中使用光纖位移傳感器測量試件時(shí)，采用水平放置試件的形式，即測試光纖位移傳感器和試件的水平距離，試件延展變形是極微小的變化，因此放置試件的 測量臺面的摩擦?xí)υ嚰冃螠y量產(chǎn)生誤差，導(dǎo)致測量不精準(zhǔn)。

同時(shí)現(xiàn)有技術(shù)中光纖位移傳感器的固定工裝或夾具所采用的材料，均會因熱脹冷縮或其他環(huán)境因素產(chǎn)生誤差，從而導(dǎo)致測量不精準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問題：

為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種延展變形高精度測量裝置及方法， 利用微晶玻璃或者石英柱因溫度變化熱脹冷縮變化小的特性，該裝置可以有效測量小尺寸零件微小延展變形量。同時(shí)試件采用垂直底座的安裝方法，測量臺面與試件表面 接觸面積減小，能夠減少底座與被測試件之間因摩擦所產(chǎn)生的誤差。該裝置及方法工 藝簡單，操作方便，具有低成本、短流程、高效便捷等優(yōu)點(diǎn)，易于大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種延展變形高精度測量裝置，其特征在于：包括底座、 豎直石英柱、頂部連接塊、水平石英柱、中部連接塊和光纖位移傳感器；