一种壁厚测量装置及检测方法与流程

本发明涉及机械零件检测技术领域，尤其涉及一种壁厚测量装置及检测方法。

背景技术：

在机械加工行业，为提高机械加工产品质量，一般都需要对零件各个尺寸、位置进行测量，现有技术中，常用的检测工具主要有卷尺、游标卡尺、螺旋测微计、百分表等，随着机械制造业的不断发展，特别是在航空、航天工业领域，越来越多地使用一些形状奇异的零部件，这些异形零部件的技术要求较高，而使用现有检测工具往往无法对其某些尺寸进行检测，例如，在某型航空发动机上有一种“n”字形薄壁环形零件，其斜面壁厚度的尺寸公差要求为±0.1毫米，若使用现有检测工具对其斜面壁厚检测，则由于零件上端和下端壁面会对检测工具造成干涉，使常规检测工具无法适用，若将零件部分破坏，虽然可以检测出壁厚，但影响了零件自身的使用，若采用三坐标检测仪进行检测n型零件斜面的正反两面同一高度的直径值间接计算出壁厚值，但是这种检测方法对操作者技术要求较高，操作困难，且操作者也无法判断检测点正反两面是否处于同一高度位置，因此，这种检测方法所获得的检测结果误差较大。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种壁厚测量装置及检测方法。

本发明提供了一种壁厚测量装置，所述壁厚测量装置包括把手a、把手b和一对测杆，所述把手a的中部与把手b的中部转动连接，所述把手a和把手b的末端均设有测臂，所述测杆与测臂滑动连接，所述测杆的末端设有测头，所述测头与测杆转动连接，所述测杆上设有刻度a。

所述测臂的端面设有锁紧螺钉，锁紧螺钉的端面与所述测杆外侧面连接。

所述测臂上还设有刻度b，刻度b的最小分度小于所述刻度a的最小分度。

所述把手a上设有测量表，测量表具有测量杆，测量杆的端面与所述把手b连接。

所述测量表是百分表。

所述测量装置还包括弹簧，弹簧的两端分别与所述把手a和把手b连接。

本发明还提供一种壁厚检测方法，包括以下步骤：

包括以下步骤：

步骤一：在待测零件壁面上划出若干个检测点的位置；

步骤二：松开至少一个所述测杆，将待测零件放入所述测杆之间，滑动所述测杆，转动所述测头，使所述测头与步骤一中其中一个所述检测点壁面垂直，使所述测量表指针读数达到压表深度值以内，转动所述测量表表盘，使所述测量表上指针与零刻线重合，紧固所述测杆；

步骤三：根据所述测杆和测臂上的刻度，分别读取和记录两侧所述测杆和测臂上的刻度值x1和x2；

步骤四：计算步骤三所述测杆和所述测臂上的刻度值x1和x2之和，获得步骤二中所述检测点的厚度值x；

步骤五：重复步骤二至步骤四，依次测量所有所述检测点的厚度值x；

步骤六：计算出步骤五中所述所有检测点的厚度值x的算术平均数，获得待测零件壁厚的平均值

步骤七：松开所述测杆，取出壁厚测量装置；

步骤八：根据步骤六中所述待测零件壁厚的平均值选择厚度为所述待测零件壁厚的平均值的标准量块；

步骤九：将步骤八中所述标准量块放入所述测杆之间，滑动所述测杆，转动所述测头，使所述测头与标准量块侧面垂直，使所述测杆和所述测臂上的刻度读数指示为步骤六中所述待测零件壁厚的平均值

步骤十：转动所述测量表表盘，使所述测量表外圈指针与零刻线重合，读取并记录所述测量表内圈指针数值δ；

步骤十一：计算待测零件壁厚值y，待测零件壁厚值y满足以下关系：

所述步骤一中所述检测点的数量至少是6个。

所述步骤一中所述检测点是以所述待测零件的中心轴线为旋转中心按照圆周阵列均匀布置的。

所述步骤二中所述压表深度值小于1毫米。

本发明的有益效果在于：

采用本发明所提供的壁厚测量装置，所述壁厚测量装置包括把手a、把手b和一对测杆，所述把手a的中部与把手b的中部转动连接，所述把手a和把手b的末端均设有测臂，所述测杆与测臂滑动连接，所述测杆的末端设有测头，所述测头与测杆转动连接，所述测杆上设有刻度a；所述检测方法包括使用所述壁厚测量装置测量具有复杂表面的封闭环形零件的壁厚的方法，使用本发明的技术方案，壁厚测量装置绕开了待测零件与测量装置件的干涉面，在不需要破环零件结构的情况下即可测得壁厚值，该检测方法经过选择多个测量点进行测量后取平均值，又根据测量所得的平均值选用标准块进一步测量得到待测零件壁厚的真实值，测量结果可靠，测量精度由所使用的测量表的精度保证，本发明优选使用百分表作为测量表，测量精度可达微米级，测量装置结构简单，测量误差小，适于在航空、航天工业领域的零部件质量检测工作中广泛推广应用。

附图说明

图1是本发明壁厚测量装置的结构示意图；

图2是本发明测臂与测杆的连接示意图；

图3是本发明测杆与测头的连接示意图；

图4是本发明壁厚检测方法的示意图。

图中：1-把手a，2-把手b，3-测量表，4-测杆，5-测臂，6-锁紧螺钉，7-测头，8-弹簧，9-限位销，41-刻度a，51-刻度b。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案作进一步说明，但所要求的保护范围并不局限于所述；

本发明提供了一种壁厚测量装置，如图1、图2、图3所示，包括把手a1、把手b2和一对测杆4，把手a1的中部与把手b2的中部转动连接，把手a1和把手b2的末端均设有测臂5，测杆4与测臂5滑动连接，测杆4的末端设有测头7，测头7与测杆4转动连接，测杆4上设有刻度a41。使用本发明的技术方案，进一步地，优选刻度a41的最小分度为1毫米，该壁厚测量装置结构简单，制造方便，通过测臂的设置可达到绕开具有复杂表面的封闭环形零件壁面的目的，例如对“n”字形环形薄壁零件的中间斜面厚度的测量，测量杆上有刻度，根据测量杆上的刻度可以读取待测零件的壁厚值，由于测杆设置为一对，当待测零件很大，若其中一个测杆上的刻度值不易读出时，则可通过另外一个测杆上的刻度值读出待测零件的壁厚值，使用方便。

测臂5的端面设有锁紧螺钉6，锁紧螺钉6与测臂5螺纹连接，其端面与测杆4外侧面连接。使用本发明的技术方案，锁紧螺钉5的作用在于当测量数值达到稳定状态时，使测杆锁定，从而便于操作者读取数据，防止因为测量装置晃动而产生读取数据错误的情况。

测臂5上还设有刻度b51，刻度b51的最小分度小于刻度a41的最小分度。使用本发明的技术方案，进一步地，刻度b51的最小分度优选为0.9毫米，测臂上的刻度相当于游标卡尺上的副尺，而测杆上的刻度相当于游标卡尺上的主尺，使用时，首先读取主尺测杆上的刻度值，然后观察副尺测臂上与主尺测杆上对齐的刻度线的数值，使用这种测量装置，使测量精度从1毫米提高到0.02毫米的精度。

把手a1设有测量表3，测量表3具有测量杆，测量杆的端面与把手b2连接。使用本发明的技术方案，进一步地，优选使用测量表进一步提高本发明测量装置的测量精度，由于测臂与把手固定连接，因此，把手摆动的范围即表征了测臂移动的范围，把手摆动的范围可从测量表3中读取。

测量表3是百分表。使用本发明的技术方案，进一步优选测量表3是百分表，百分表的精度可达微米级，进一步也可以使用千分表，使本发明测量装置的测量精度得以大大提高，而百分表具有较低的价格成本，性价比更高。

测量装置还包括弹簧8，弹簧8的两端分别与把手1连接。使用本发明的技术方案，进一步地，优选弹簧8是拉簧，使在使用测量装置时，使测杆更加紧密地与待测零件壁面贴合，减小了误差，提高了测量精度，另一方面，也使操作者无须使用太大的压力或拉力即可使测量装置与待测量零件壁面紧密贴合，进一步地，把手上还设有限位销9，从而使测量装置在空置时，把手不会由于弹簧8的拉力使测量表3损坏。

如图4所示，本发明还提供一种壁厚检测方法，包括以下步骤：

步骤一：在待测零件壁面上划出若干个检测点的位置；使用本发明提供的技术方案，对于大型薄壁环形零件，需要对环形零件的周面上多个检测点进行测量以求得平均值，使测量值更可靠，更接近于待测量零件的真实值，当薄壁零件产生部分翘曲、变形时，不致影响测量结果。

步骤二：松开至少一个测杆4，将待测零件放入测杆4之间，滑动测杆4，转动测头7，使测头7与步骤一中其中一个检测点壁面垂直，使测量表3指针读数达到压表深度值以内，转动测量表3表盘，使测量表3上指针与零刻线重合，紧固测杆4；使用本发明提供的技术方案，通过步骤二可粗略地获得薄壁环形零件的壁厚值，该值可直接从测杆上读取，当薄壁环形零件的形状较大时，若其中一个测杆上的刻度值无法读取，可使用该测杆上的刻度值调节归零，而从另一条测杆上的刻度中读取测量壁厚值，通过步骤二，测量精度可以达到1毫米左右。

步骤三：根据测杆4和测臂5上的刻度，分别读取和记录两侧测杆4和测臂5上的刻度值x1和x2；使用本发明提供的技术方案，所获得的刻度值x1和x2反应了待测两件的壁厚值，测杆的测量精度为1毫米，加上测臂上的精度补偿，使测量精度提高至0.02毫米左右。

步骤四：计算步骤三测杆4和测臂5上的刻度值x1和x2之和，获得检测点的厚度值x；使用本发明提供的技术方案，检测点的厚度值x较为真实地反应了待测零件壁厚的真实值，该值的测量精度与目前常用的游标卡尺的精度相同，为0.02毫米。

步骤五：重复步骤二至步骤四，依次测量所有检测点的厚度值x；使用本发明提供的技术方案，对于大型薄壁环形零件，需要对环形零件的周面上多个检测点进行测量以求得平均值，使测量值更可靠，更接近于待测量零件的真实值，当薄壁零件产生部分翘曲、变形时，不致影响测量结果。

步骤六：计算出步骤五中所有检测点的厚度值x的算术平均数，获得待测零件壁厚的平均值使用本发明提供的技术方案，对于大型薄壁环形零件，需要对环形零件的周面上多个检测点进行测量以求得平均值，使测量值更可靠，更接近于待测量零件的真实值，当薄壁零件产生部分翘曲、变形时，不致影响测量结果。

步骤七：松开测杆4，取出壁厚测量装置；

步骤八：根据步骤六中待测零件壁厚的平均值选择厚度为待测零件壁厚的平均值的标准量块；使用本发明提供的技术方案，由于待测零件壁厚的平均值为对多个测量点多次测量的算术平均值，具有较高的可靠性和真实度，进一步地，由于大型薄壁零件形状结构较大，进一步提高测量精度较为困难，因此，使用具有标准值的标准量块进行间接测量，一方面便于观察读数，另一方面，也使测量结果更真实地反应待测零件的壁厚。

步骤九：将步骤八中标准量块放入测杆4之间，滑动测杆4，转动测头7，使测头7与标准量块侧面垂直，使测杆4和测臂5上的刻度读数指示为步骤六中待测零件壁厚的平均值使用本发明提供的技术方案，当使测杆3和测臂4上的刻度读数指示为步骤六中待测零件壁厚的平均值时，测量表3上的读数即反应了待测零件壁厚的误差。

步骤十：转动测量表3表盘，使测量表3外圈指针与零刻线重合，读取并记录测量表3内圈指针数值δ；使用本发明提供的技术方案，例如，当测量表3上内圈指针的读数是0.5毫米时，则待测零件的壁厚真实值是标准量块的厚度值与0.5毫米之和，若测量表3上内圈指针的读数是-0.5毫米时，则待测零件的壁厚真实值是标准量块的厚度值与-0.5毫米之和，由于测量表的精度决定了本发明测量装置所获取的测量值的精度范围，当使用百分表时，测量精度可达到0.003毫米，即3微米级。

步骤十一：计算待测零件壁厚值y，待测零件壁厚值y满足以下关系：使用本发明提供的技术方案，例如，当测量表3上内圈指针的读数是0.5毫米时，则待测零件的壁厚真实值是标准量块的厚度值与0.5毫米之和，若测量表3上内圈指针的读数是-0.5毫米时，则待测零件的壁厚真实值是标准量块的厚度值与-0.5毫米之和，由于测量表的精度决定了本发明测量装置所获取的测量值的精度范围，当使用百分表时，测量精度可达到0.003毫米，即3微米级。

步骤一中检测点的数量至少是6个。使用本发明提供的技术方案，对于大型薄壁环形零件，需要对环形零件的周面上多个检测点进行测量以求得平均值，使测量值更可靠，更接近于待测量零件的真实值，当薄壁零件产生部分翘曲、变形时，不致影响测量结果。

步骤一中检测点是以待测零件的中心轴线为旋转中心按照圆周阵列均匀布置的。对于大型薄壁环形零件，需要对环形零件的周面上多个检测点进行测量以求得平均值，使测量值更可靠，更接近于待测量零件的真实值，当薄壁零件产生部分翘曲、变形时，不致影响测量结果。

步骤二中压表深度值小于1毫米。使用本发明提供的技术方案，在使用测量表时，为了减小测量误差，需要使测量杆在一定预紧力的作用下与被测面接触，施加预紧力的大小以测量表指针达到压表深度值为准，一般地，优选压表深度值的范围是1毫米。