专利名称：非直角弯管接头位置尺寸的测量方法
技术领域：
本发明涉及测量技术领域，主要针对非直角弯管接头位置尺寸(中心点至基准平面或外圆)的测量方法。
背景技术：
如图1所示是航空发动机常见的弯管接头，两接头中心线相交但不垂直，即夹角不等于90° (大于或小于90° )，在确定接头之间的位置时设计图标注的尺寸是:一接头端面中心至另一接头端面的尺寸A和两接头轴线的角度。现场加工时，因为两接头中心线不垂直，且零件中心点属于理论点，没有体现在实体表面上，因此现场的加工尺寸A难以进行检查和质量控制管理。行业内现场加工检查尺寸A有几种方案:①加工接头端(要求理论中心点端)时采用专用夹具加工，在专用夹具上设计轴向对刀检测基准表面，经过尺寸链换算，加工时检查零件端面至夹具轴向基准面的尺寸来保证，该尺寸要求提交检验，终检明确尺寸A为工序保证；②检查端面内孔处极限点(或外圆最高点)至另一接头端面的距离，加上孔的半径乘以相应角度正弦值的和(或减去外圆半径乘以相应角度正弦值的差)加工完成的零件送三坐标计量。这些检查方案都存在不足，方案①通过夹具制造精度和严格的尺寸链换算，结合定距切削方法，虽然可以保证图纸尺寸A的要求，但是受操作者主观因素的影响，需在机床上检验，而且每加工完成一件，零件未撤卸分离夹具时就要自检和提交专职检验员检；操作完成此接头加工工序的工作时间约5分钟，加工完成一件就要进行专检，由于零件加工时间较短，零件批量大，那么本工序就要配置一对一的现场检验员(质量管理控制管理的需要)，因此其可操作性差。方案②属于间接测量并通过换算的方法来保证尺寸A，由于受孔径(或外圆)公差、角度公差的影响，测量误差较大，而且孔(或外圆)边要求“尖边无毛刺”，但是实物上难以做到，要么存在毛刺，要么存在一定的倒圆或倒角，而且相关尺寸影响的尺寸较多，换算工作量大，增大最终测量误差；方案③的检测结果虽然准确，但是工作现场和计量站属于“异工作点”操作，可操作性也较差。综上所述，探索非直角弯管接头位置尺寸的测量方法具有必要性且意义深远。
发明内容
本发明的目的是克服上述测量方法的不足，提供一种非直角弯管接头位置尺寸A现场测量方法。当需要测量精度更高时，适当提高孔的加工精度或对测量头外圆尺寸D进行分组，保证测量时测量头插入零件孔间隙符合H7/f6配合的间隙；适当改进后，增加测量座，采用高度尺(两件，一件高度尺调整至被测尺寸的下极限，另一件高度尺调整至被测尺寸的上极限)，在平台上就可以实现极值检测，提高效率。本发明的技术方案是本发明方法采取如下步骤:I)制作测量头2，测量头2由半球5、颈部7、圆柱6三部分组成，半球5的端面8与颈部7的一个端面相连且共面，颈部7的另一个端面与圆柱6的一个端面相连且共面，半球5、颈部7、圆柱6同轴,半球5的半径SR比被测零件端头16外圆半径r大2…5mm,圆柱6与被测零件I的实际内孔保持配合间隙0.0l - 0.02mm,半球5的球心O位于测量头端面8上，颈部7的直径比圆柱6的直径Φ d小I ^ 2mm ;2)将圆柱6插入被测零件I的内孔10中；3)用游标卡尺12的尺身卡脚13与被测零件接头外圆15接触，再使游标卡尺12的游标卡脚14与半球5接触，晃动游标卡尺12读出长度最大值Ml ；(4)根据公式计算被测零件I的尺寸B，公式如下:B =辅助测量值Ml-半球5的半径SR-被测零件接头外圆的半径Φ /2。本发明的的有益效果:应用本发明的测量方法时，利用专用测量头——蘑菇头，模拟零件接头端面理论中心点并转移至测量头的实体表面上，可直接在加工现场采用卡尺或高度尺进行测量，实现再现测量，使测量结果准确、方便、快捷、可操作性强、节约资源(避免专职检验员跟踪现场检查)、节约成本。
图1是某型发动机非直角弯管接头测量垂直尺寸A的示意图；图2是自制测量头——蘑菇头；图3是某型发动机非直角弯管接头测量水平尺寸B的示意图；其中I是被测零件，2是测量头，3是高度尺，4是平台，5是半球，6是圆柱，7是测量头的颈部，8是测量 头的端面，9是测量头的轴线，10是被测零件的内孔，11是高度尺的卡脚，12是游标卡尺，13是游标卡尺的尺身卡脚，14游标卡尺的游标卡脚，15被测零件接头外圆，16是被测零件接头外圆。A是被测零件高度方向的位置尺寸，B是被测零件高长度方向的位置尺寸，SR是半球5的半径，M是高度方向的辅助测量值，Ml是长度方向的辅助测量值，r是被测零件接头外圆16的半径，Φ 为被测零件接头外圆15的半径Φ(1为圆柱6的直径。
具体实施例方式下面结合附图对本发明所述的测量方法进行详细说明。实施例一图1所示为某型发动机弯管接头零件，零件两接头轴线成45°相交，设计根据需要标注球接头端面中心点至零件另一接头端面的位置尺寸A = 28±0.15，接头内孔尺
寸Φ8+Γ，端面外圆直径尺寸Φ12，现在利用本发明的测量方法，对该弯管接头位置尺寸
A(见图1所示)进行测量的过程。I)准备工具:设计自制测量头2 —件，平台4 一件，高度游标尺一件根据被测零件I的接头端的结构尺寸自制一个测量头2。半球5的半径SR = 8mm,球心位于端面8上，且位于轴线9上，圆柱6的直径分三组，分别为
Φ7.99；°.01、φ8.03+:.01 , φ8.07+:.01 ,长度在顺利插入的情况下，尽可能的设计长；
测量头2采用数控车加工；测量头2加工完成后，计量球头的实际半径值8.01。2)根据被测零件I孔的大小，选装测量头2，使测量头2的端面8贴上零件接头端面；3)将装置测量头2的被测零件I放置于平台上，被测零件I的基准端面与平台4的工作面贴合；4)将高度尺3放置于平台上，移动高度尺3，将游标卡脚与测量头2的半球5的球面接触，读辅助测量值M，M = 36.02mm。5)计算:被测尺寸尺寸A=辅助测量值M-半球5半径SR(计算时忽略测量头2的圆柱8与被测零件I的内孔直径9的配合)A = 36.02mm-8.0lmm = 28.01mm。6)精度分析:整个测量过程误差有3项:①计量器具——卡尺的精度0.02，②球头的尺寸精度按计量实测值，误差忽略不计，③蘑菇头圆柱插入零件内孔的间隙(按最大)0.02XSin45 = 0.014。三项的误差和为0.034，小于等于零件尺寸公差0.30的五分之一，满足要求(如果要求提高测量精度，增加蘑菇头圆柱的尺寸组别)。实施例二本发明还可以用来测量图3所示尺寸非直角弯管接头水平方向位置尺寸B，应用“蘑菇头”模拟理论上的点并转移至实体表面一球面上，测量球头表面至基准外圆的距离M减去球头半径再加上基准外圆的半径。
权利要求
1.一种非直角弯管接头位置尺寸的测量方法，其特征在于，该测量方法采取如下步骤: 1)制作测量头[2]，测量头[2]由半球[5]、颈部[7]、圆柱[6]三部分组成，半球[5]的端面[8]与颈部[7]的一个端面相连且共面，颈部[7]的另一个端面与圆柱[6]的一个端面相连且共面，半球[5]、颈部[7]、圆柱[6]同轴，半球[5]的半径SR比被测零件端头[16]外圆半径r大2 w 5mm，圆柱[6]与被测零件[I]的实际内孔保持配合间隙0.0l…0.02mm，半球[5]的球心O位于测量头端面[8]上，颈部[7]的直径比圆柱[6]的直径Φ(1小I w 2mm ; 2)将圆柱[6]插入被测零件[1]的内孔[10]中； 3)用游标卡尺[12]的尺身卡脚[13]与被测零件接头外圆[15]接触，再使游标卡尺[12]的游标卡脚[14]与半球[5]接触，晃动游标卡尺[12]读出长度最大值Ml ； 根据公式计算被测零件[I]的尺寸B，公式如 下:B =辅助测量值Ml-半球[5]的半径SR-被测零件接头外圆[15]的半径Φ /2。
全文摘要
本发明涉及测量领域，特别是涉及线形几何参数测量领域。本发明是针对非直角弯管接头位置尺寸的测量方法，将测量头插入零件内孔中，让测量头端面与零件端面贴合，通过测量头将零件理论上的中心点模拟并转移至测量头球体表面上，利用球面上的所用点至球心距离处处相等的原理，间接测量一接头端面中心至另一接头端面的尺寸A。与现有测量方法相比本发明利用设计自制测量头，可直接在加工现场采用卡尺或高度尺进行测量，实现现场实施操作，测量结果准确、方便、快捷、可操作性强、节约资源、节约成本。
文档编号G01B5/00GK103206907SQ201210007000
公开日2013年7月17日 申请日期2012年1月11日 优先权日2012年1月11日
发明者熊健, 马昆 申请人:贵州黎阳航空动力有限公司