一种航空发动机零件内型面对端面及外圆跳动的测量装置与方法

摘要

本发明公开了一种航空发动机零件内型面对端面及外圆跳动的测量装置与方法，测量装置主要由支承脚、平板、套筒、量杆、定位支承套、支撑螺钉、第一固定螺钉、第二固定螺钉、第一百分表、第一表夹、第二表夹、表夹螺钉、固定销、定位销、弹簧和第二百分表组成。本发明在测量时，用手均匀旋动零件一周，读取的两个百分表摆动数值即为内型面对端面及外圆的跳动，降低了工人检测零件的劳动强度，提高了零件的生产效率，降低了零件的生产成本，提高了企业的效益。

说明书

技术领域

本发明属于机械加工领域，具体涉及一种航空发动机零件尺寸检测装置及方法。

背景技术

航空发动机一些壳体等零件中常常需要控制内孔对端面及外圆对端面的跳动要求。例如见图1，需要检测内孔面(￠D)对端面基准B的跳动0.03及外圆(￠C)对端面基准B的跳动0.04。

现有检测方法一般采取三坐标检测，但检测耗费时间长，并且不能实现在加工现场实时检测，还需要周转，等待时间较长，不利于批量生产检测，综上，需要设计一种专用的测量装置和方法来快速方便的进行检测。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明旨在提供一种航空发动机零件内型面对端面及外圆跳动的测量装置与方法，该测量装置与方法能够实现一次性内型面、外圆对端面基准快速准确的检测，检测时间短，操作方便，工人的劳动强度低，适合大批量零件的检测，保证零件质量，提高零件的生产效率，降低零件的生产成本，提高企业的效益。

为实现上述目的，本发明采用了下述技术方案：

一种航空发动机零件内型面对端面及外圆跳动的测量装置，包括，

平板；

定位支承套，所述定位支承套连接在平板的上端面，定位支承套为圆环形结构，且在定位支承套的环形上端面上设置有用于航空发动机零件的定位槽和支撑面；

套筒，所述套筒贯穿平板的上、下端面并与平板连接，套筒位于定位支承套的环形内孔中，沿着套筒轴线方向且在套筒上开有通槽，桶槽底面的上、下两端分别开有弹簧放置孔和第一通孔；

量杆，所述量杆置于套筒的通槽中，且通过固定销与套筒可转动连接；

弹簧，所述弹簧置于弹簧放置孔中，且弹簧的一端与量杆接触；

支撑螺钉，所述支撑螺钉置于第一孔通中，且支撑螺钉的一端与量杆接触；

第一百分表，所述第一百分表连接在平板的下端面，且第一百分表的测头与量杆接触；

第二百分表，所述第二百分表连接在平板的上端面。

进一步，测量装置还包括支承脚，多根所述支承脚连接在平板的下端面。

进一步，所述定位支承套通过第一固定螺钉和定位销固定连接在平板的上端面。

进一步，所述套筒通过第二固定螺钉连接在平板上。

进一步，所述量杆长度方向的两端分别设置有与航空发动机零件内型面接触的触头，以及与第一百分表接触的平端面，所述固定销到触头之间的距离等于固定销到第一百分表与平端面接触位置的距离。

进一步，所述第一百分表通过第一表夹与平板下端面可拆卸连接，第一表夹上设置有调节夹紧力大小的夹紧螺钉；

所述第二百分表通过第二表夹与平板上端面可拆卸连接，第二表夹上设置有调节夹紧力大小的夹紧螺钉。

进一步，所述第一表夹和第二表夹均包括第一夹持段和第二夹持段，第一夹持段和第二夹持段间隔布置，第一夹持段和第二夹持段均设置有一个螺孔和一个凹槽，夹紧螺钉同时穿过第一夹持段和第二夹持段上的螺孔。

进一步，所述第一百分表和第二百分表之间相互垂直。

一种航空发动机零件内型面对端面及外圆跳动的测量方法，采用前述的测量装置，包括以下步骤，

步骤一：沿着第一通孔移动支撑螺钉，使得量杆绕固定销旋转并且大致垂直于平板；

步骤二：将被检测航空发动机零件放置在定位支承套上，通过定位槽与航空发动机零件内孔接触定位，通过支撑面支撑航空发动机零件的端面；

步骤三：调整支撑螺钉，使得量杆的上端在弹簧驱动下紧靠航空发动机零件内型面，调整第一百分表压紧量杆的下端，调整第二百分表紧靠航空发动机零件外圆面；

步骤四：将第一百分表和第二百分表的指针调到零刻度位置；

步骤五：旋转航空发动机零件一周，读取第一百分表和第二百分表的摆动数值，第一百分表摆动的最大刻度数值即为内型面对端面基准的跳动值，第二百分表摆动的最大刻度数值即为外圆对端面基准的跳动值。

进一步，所述步骤二中，航空发动机零件的内孔与定位支承套定位槽之间的配合间隙小于内型面对端面和外圆对端面的跳动值。

与现有技术相比，本发明采用的测量装置一次性完成了航空发动机零件内型面对端面及外圆跳动的测量，解决了三坐标计量费时费力、不能实时在现场检测、效率低下的问题，提高了内型面、外圆对端面基准跳动的检测效率，降低了工人检测零件的劳动强度，提高了零件的生产效率，降低了零件的生产成本，提高了企业的效益。

附图说明

图1为零件结构示意图；

图2测量装置示意图；

图3为图2中A-A剖面示意图；

图4为图2的左视图；

图5为测量装置立体图；

图6测量装置及航空发动机零件装配后的剖面示意图；

图7是图6的立体图；

图中，1.支承脚、2.平板、3.套筒、4.量杆、5.定位支承套、6.支撑螺钉、7.第一固定螺钉、8.第二固定螺钉、9.第一百分表、10.第一表夹、11.第二表夹、12.表夹螺钉、13.固定销、14.定位销、15.弹簧、16.第二百分表。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明，但不应就此理解为本发明所述主题的范围仅限于以下的实施例，在不脱离本发明上述技术思想情况下，凡根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种修改、替换和变更，均包括在本发明的范围内。

如图2～图4所示，本实施例中设计了一套用于航空发动机零件内型面对端面及外圆跳动的测量装置，该装置主要支承脚1、平板2、套筒3、量杆4、定位支承套5、支撑螺钉6、第一固定螺钉7、第二固定螺钉8、第一百分表9、第一表夹10、第二表夹11、表夹螺钉12、固定销13、定位销14、弹簧15和第二百分表16组成。

如图2和图3，套筒3呈圆柱体状，套筒3表面且平行于圆柱体轴线方向开有一条通槽，将弹簧15放入套筒3的通槽底面的弹簧放置孔中(弹簧放置孔为不通孔，即桶槽底面的盲孔)，再将量杆4通过固定销13固定在套筒3的通槽中，量杆4可绕固定销13转动，然后，在第一通孔中拧入支撑螺钉6，支撑螺钉6的末端顶在量杆4上，保证量杆4基本垂直于平板2。装配好的套筒3通过第二固定螺钉8固定装配到平板2上，将定位销14(2根)装配到平板2上，定位支承套5通过定位销14定位在平板2上，再通过拧入第一固定螺钉7固定在平板2上，在平板2下端面的4个角落安装支承脚1支撑起整个测量装置。用螺钉将第一表夹10装配固定在平板2下方，并通过表夹螺钉12将第一百分表9装配到第一表夹10上，按同样的装配顺序将第二百分表16装配在第二表夹11上并固定在平板2上方，测量装置装配完毕。第一表夹10和第二表夹11结构相同，都是包括与平板2连接的底座，底座上有两块夹持板，两块夹持板中间有间隔，两块夹持板的末端通过表夹螺钉12连接，从而调整两块夹持板之间的间距和夹持力，夹持板上开有凹槽，第一百分表9和第二百分表16被夹持在两块夹持板的凹槽处。量杆4呈直线状，两端截面面积较小，上端为与内型面接触的触头，下端为与第一百分表9接触的平端面。第一百分表9和第二百分表16相对平板2呈90度垂直关系布置。

测量时，通过移动支撑螺钉6保证量杆4基本垂直于平板2，将被检测的安航空发动机零件放在定位支承套5上端面，如图6和图7，定位支承套5为圆环形结构，圆环形结构的上端面上有一条环形槽作为定位槽，一条环形端面作为支撑面，以航空发动机零件的内孔￠E表面与定位槽的内环表面定位，航空发动机零件的基准端面B与支撑面接触形成支撑，调整支撑螺钉6并通过弹簧15的弹力使量杆4上端的触头(圆头，即触头上与内型面接触部分倒圆角，从而与￠D孔内型面光滑接触，可以不用整个触头均加工为球形)靠紧航空发动机内型面￠D；调整第一百分表9压紧在量杆4下端的平端面上，然后拧紧表夹螺钉12，同样的操作方式调整第二表夹11上的第二百分表16，使得第二百分表16压紧在零件外圆面￠C，然后拧紧另一表夹螺钉12，将2块百分表指针调到“0”刻度位置，用手均匀旋动零件一周，读取第一百分表9和第二百分表16摆动数值，平板2下方第一百分表9摆动的最大刻度数值即内型面￠D对端面B基准的跳动值，平板2上方第二百分表16摆动的最大刻度数值即外圆￠C对端面B基准的跳动值。

为防止旋转航空发动机零件时零件产生径向窜动，须保证定位支承套5定位外圆(即定位槽内环表面)与航空发动机零件的定位内孔￠E的配合间隙为0.005～0.015。

为保证平板2下方第一百分表9摆动数值与量杆4触头跳动比值为1:1(即第一百分表9的摆动数值等于跳动值，不需要等比例换算)，须保证量杆4旋转中心(通过固定销13与套筒3固定的位置)到两端测量位置(量杆4的触头与零件内型面￠D接触位置以及量杆4平端面与第一百分表9接触的位置)保持对称或者相等，即图6中的两个距离L相等。

以图1测量内型面￠D、外圆￠C对端面基准B跳动0.03、0.04为例，航空发动机零件的检测方法如下：

步骤一：如图6和图7，在套筒3的第一通孔内移动支撑螺钉6，保证量杆4基本垂直于平板2；

步骤二：如图6，将被检测航空发动机零件放在定位支承套5上端面，以零件的内孔￠E作为定位面，与定位支承套5上端面的定位槽内环表面接触定位，零件的基准端面B被定位支承套5上端面的环形支撑面支撑；

步骤三：调整支撑螺钉6使得量杆4绕固定销13旋转，并通过弹簧15的弹力使量杆4触头(圆头)靠紧零件内型面￠D，调整第一百分表9压紧在量杆4下端的平端面上，然后拧紧表夹螺钉12紧固第一百分表9，同样调整第二表夹11上的第二百分表16，使其前推压上零件外圆面￠C，然后拧紧另一根表夹螺钉12紧固第二百分表；

步骤四：将第一百分表9和第二百分表16的指针调到刻度“0”位置；

步骤五：用手均匀旋动航空发动机零件一周，读取第一百分表9和第二百分表16的摆动数值，平板2下方的第一百分表9摆动的最大刻度数值即内型面￠D对端面B基准的跳动值，平板2上方的第二百分表16摆动的最大刻度数值即外圆￠C对端面B基准的跳动值。

通过上述步骤，实现了零件一次旋转就能测量两个跳动值的目的，大幅提高了测量效率，且跳动值测量准确。