零件测试轴向精准定位装置及方法与流程

本申请实施例涉及零件测量测试技术，涉及但不限于一种零件测试轴向精准定位装置及方法。

背景技术：

零件生产采用新型设计时，大量衬套类和安装座类零部件需进行精密测试。此类零件均属于内环形零件，测试涵盖中环槽间距、牙型以及内环内部距端面轴向距离的测量，均属于轴向几何参数。由于设计的特殊性，此类零件开口口径较小，测量空间狭小，且设计指标较高，无法利用传统三坐标测量机、测高仪等常规测量手段开展测量工作。

轮廓测量仪是测量各种机械零件素线形状和截面轮廓形状的精密设备，配有小尺寸测臂与测针，适用于在狭小局促的空间中对被测件的轴向内尺寸进行扫描测量。然而，轮廓仪测量需要内环形零件横向放置，而此类零件无法直接稳定放置于工作台；重要参数——内环内部距端面轴向距离无法仅由v形架支撑零件测出；测针位置在被测件内部，碍于观察，无法保证每次定位的一致性；如若通过多种工具组合的方法定位，每次测量位置的更换均需要重新组合，引入多个不确定度分量，定位重复性差且效率低下。

从调研情况看，由于内环形零件为新型设计，提出新型轴向参数的测试需求，行业内暂无可实现轴向快速精准定位的方法。

零件的内环形结构，使被测件无法稳定放置在工作台上，特殊的测量条件无法仅由传统v形架提供，且轮廓仪无法准确识别轴向定位，只能人工目测定位轴向距离，需要额外借助其他工具同步配合安装。现有零件测量结构中，轮廓仪测针扫描时很容易造成松动甚至脱落，不仅无法保证每次定位的一致性，不利于降低测量不确定度，而且组合过程繁琐、测量成功率偏低，严重影响测试效率。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请实施例提供一种零件测试轴向精准定位装置及方法。

根据本申请的第一方面，提供一种零件测试轴向精准定位装置，包括：

轴向定位工装，包括一体连接的置放平台和轴向测试工装台；所述轴向测试工装台的上端部设置有针规固定部和轴向卡持部；所述针规固定部中间开设有第一槽，所述第一槽的两槽壁上分别设置有用于分别卡持所述针规两端部的第一卡持子槽和第二卡持子槽；所述轴向卡持部具有第一卡持块和第二卡持块，所述第一卡持块和所述第二卡持块之间具有间隙而形成第二槽，所述第二槽与所述第一槽位置相对；

槽型固定工装，设置于所述置放平台上，上端部设置有置放内环形被测件的固定槽。

在一些实施例中，所述轴向测试工装台靠近所述槽型固定工装的面为斜切面；所述斜切面为由上至下逐渐远离所述槽型固定工装的结构。

在一些实施例中，所述第一卡持块和所述第二卡持块的靠近所述槽型固定工装的面的最上端为能与所述内环形被测件抵接的竖直面；除所述竖直面外，所述第一卡持块和所述第二卡持块的靠近所述槽型固定工装的其余面作为所述轴向测试工装台的斜切面。

在一些实施例中，所述第二槽、所述第一槽和所述固定槽具有相同的沿所述内环形被测件的内环轴向的中心线；所述第二槽、所述第一槽和所述固定槽沿所述中心线对称。

在一些实施例中，所述针规两端部具有与所述第一卡持子槽和所述第二卡持子槽分别匹配的形状；

所述针规两端部卡置于所述第一卡持子槽和所述第二卡持子槽内后，通过固定件将所述针规两端部固定于所述第一卡持子槽和所述第二卡持子槽内而将所述针规固定于所述针规固定部。

根据本申请的第二方面，提供一种零件测试轴向精准定位方法，包括：

将内环形被测件固定于所述的零件测试轴向精准定位装置中的槽型固定工装的固定槽中；

将卡具卡持于所述内环形被测件的内部测试位置s，卡具与所述内环形被测件的靠近所述轴向卡持部的端面抵接的接触面s0，

利用轮廓测量仪测量得到内部测试位置s至所述针规中心轴线的轴向距离xi，以及利用三坐标测量机测量得到接触面s0至所述针规中心轴线的轴向距离δx；

计算所述内环形被测件的内部测试位置s至接触面s0的轴向距离为：x＝xi-△x。

因此，本本申请实施例与传统技术相比的有益效果：

本申请实施例提供的零件测试轴向精准定位装置及方法，通过设置轴向定位工装和槽型固定工装，将针规固定于针规固定部，利用单次装卡批量测试的方法保证装卡一致性，使所述内环形被测件的端面至针规轴线的距离在单次装配多次重复测量的过程中不变，经三坐标测量机测得之后固定应用于批量零件的测试，消除了由辅助测量要素组合重复性引入的不确定度分量，降低了同类同批次零件测试的不确定度。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种零件测试轴向精准定位装置的组成结构示意图；

图2为本申请实施例提供的零件测试项示意图；

图3为本申请实施例提供的内环形被测件的轴向参数示意图。

具体实施方式

图1为本发明实施例提供的一种零件测试轴向精准定位装置的组成结构示意图，如图1所示，本申请实施例的零件测试轴向精准定位装置包括：

轴向定位工装20，包括一体连接的置放平台21和轴向测试工装台22；所述轴向测试工装台22的上端部设置有针规固定部23和轴向卡持部24；所述针规固定部23中间开设有第一槽25，所述第一槽25的两槽壁上分别设置有用于分别卡持所述针规40两端部的第一卡持子槽和第二卡持子槽；所述轴向卡持部24具有第一卡持块26和第二卡持块27，所述第一卡持块26和所述第二卡持块27之间具有间隙而形成第二槽28，所述第二槽28与所述第一槽25位置相对；

槽型固定工装30，设置于所述置放平台21上，上端部设置有置放内环形被测件10的固定槽。

本申请实施例中，槽型固定工装30固定设置于置放平台21上。

在一些实施例中，所述轴向测试工装台22靠近所述槽型固定工装30的面为斜切面；所述斜切面为由上至下逐渐远离所述槽型固定工装30的结构。

在一些实施例中，所述第一卡持块26和所述第二卡持块27的靠近所述槽型固定工装30的面的最上端为能与所述内环形被测件10抵接的竖直面；除所述竖直面外，所述第一卡持块26和所述第二卡持块27的靠近所述槽型固定工装30的其余面作为所述轴向测试工装台的斜切面。

在一些实施例中，所述第二槽28、所述第一槽25和所述固定槽具有相同的沿所述内环形被测件10的内环轴向的中心线；所述第二槽28、所述第一槽25和所述固定槽沿所述中心线对称。

在一些实施例中，图2为本发明实施例提供的零件测试项示意图，如图2所示，所述针规40两端部具有与所述第一卡持子槽和所述第二卡持子槽分别匹配的形状；所述针规40两端部卡置于所述第一卡持子槽和所述第二卡持子槽内后，将所述第一卡持子槽和所述第二卡持子槽的槽空间填充，并有部分裸露于所述第一卡持子槽和所述第二卡持子槽外。这样，所述针规40两端部卡置于所述第一卡持子槽和所述第二卡持子槽内后，通过固定件如压板将所述针规40两端部固定于所述第一卡持子槽和所述第二卡持子槽内而将所述针规固定于所述针规固定部23。

本申请实施例首先将针规40固定于轴向定位工装20的纵向槽中，用压板压实；将内环形被测件10置于槽型固定工装30的v形槽中。

本申请实施例中，通过将轴向卡持部24设置为槽形结构，以减少与内环形被测件10的接触面，使轴向卡持部24与内环形被测件10的接触更稳定。

本申请实施例中，考虑到加工制造的不确定性，易造成内环形被测件10肩端环面(近轴向卡持部24的端面)偶发性毛刺和凸起，从而形成平面度误差较大的现象；若用较大接触平面与其配合，容易导致不稳定接触。本申请实施例采用小接触面方式接触，通过轴向卡持部24的中间槽型结构的设计将接触面积缩小为零件肩端环面面积的十分之一甚至更小。

采用小接触面设计可以避开偶发性毛刺或凸起，选择平面度良好的区域进行接触，解决了由内环形被测件10肩端环面平面度加工误差导致的接触不稳，提高接触稳定性。

用轮廓仪用三坐标测量机测出轴向定位工装左侧工作面到针规中心的轴向距离；测针依次扫过被测件内环内轮廓和针规外轮廓，得出其轴向距离；两距离做差，得出被测件内部位置到肩端环面的轴向距离。

图2为本申请实施例提供的零件测试项示意图，如图2所示，本申请实施例针对内环形被测件10的轴向参数的测试需求——内环形被测件10零件内部位置s至被测件右肩右端环面的轴向距离x，即图3所示的设计尺寸“1.5±0.01”。本申请实施例通过测量辅助要素，即测量被测件右肩右端环面与专用卡具的接触面s0至右侧v形槽上针规的圆心o的轴向距离δx，来实现被测参数x值的间接测量。图3中，δx值可以借助于卡具，通过三坐标测量机测得，测量不确定度可达u＝0.001mm，很显然能够满足图3所示的测试精度。在卡具的辅助下，通过轮廓测量仪可测出内环形被测件10内部位置s至右侧针规固定部23上的v形槽上针规40的圆心o的轴向距离xi。本领域技术人员应当理解，图3所示仅是示例性说明，本申请实施例可以测试任何的内环形被测件的相关尺寸，也可以实现其他的测试精度。

本申请实施例还记载了一种零件测试轴向精准定位方法，包括：

将内环形被测件固定于前述实施例的零件测试轴向精准定位装置中的槽型固定工装的固定槽中；

将卡具卡持于所述内环形被测件的内部测试位置s，卡具与所述内环形被测件的靠近所述轴向卡持部的端面抵接的接触面s0，

利用轮廓测量仪测量得到内部测试位置s至所述针规中心轴线的轴向距离xi，以及利用三坐标测量机测量得到接触面s0至所述针规中心轴线的轴向距离δx；

计算所述内环形被测件的内部测试位置s至接触面s0的轴向距离为：x＝xi-△x。

本申请实施例创新性地提出面向全类别内环形被测件10轴向快速精准定位思路，用于实现内环形零部件工装互通，实现快速准确装卡，提高测量准确度与重复性，有效降低重复性误差，将测量结果的不确定度提升至u＝0.003mm。

本申请实施例解决了内环形零件测不出、测不全、测不准的技术难题，有效提高了测量效率与准确度，提升了特殊结构零部件测量可行性。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

以上所述，仅为本发明的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。