用于大型滑油箱快速消除尺寸误差、快速装夹的检验装置及方法与流程

1.本发明涉及一种快速装夹大型滑油箱产品进行轮廓尺寸检查的检验装置及方法，属于航空机载设备检验工艺装备技术领域，特别是快速消除大型滑油箱安装尺寸误差、快速装夹的结构，以及直线往复检验和旋转面检验结构及方法。


背景技术：

2.大型滑油箱是飞机滑油系统的重要附件，图1和图2中的虚线为大型滑油箱的外形轮廓，大型滑油箱为复杂造型的铸造件，由于安装空间狭小，安装前就必须保证与相邻附件间有合理的间隙，所以必须对外廓进行检验，同时该产品体积巨大，重量重，应能实现快速装夹，快速检验。
3.由于该大型滑油箱试验件重量重，体积大，搬动困难，且安装孔的安装固定面位于主体半包围结构内部(如图12，半包围结构是大型滑油箱两侧表面向外延伸的一个结构，该结构上开有安装孔，该结构不完全封闭，留有固定座上端插入的敞口，当固定座插入半包围结构中时，由于半包围结构自身的遮挡，从半包围结构外无法肉眼观察到固定座上端的位置情况)，检验时需要首先将大型滑油箱稳定的固定在检验装置上，鉴于大型滑油器自身产品体积和重量都很大的影响，如果采用模拟飞机上真实固定座的方式固定大型滑油箱，即如图12所示，固定座插入半包围结构中，然后装入拧入式固定销(也称拧入型定位销)，那么会遇到以下问题：
4.第一，由于大型滑油箱加工好后，其表面的四个安装孔位置是存在误差的，所以不能确保一次性就将大型滑油箱与固定座、拧入式固定销装配好，大概率是需要微调三者之间的位置；
5.第二，拧入式固定销与固定座、大型滑油箱的安装孔之间的安装固定面位于半包围结构内部，无法从外侧直接观察，只能依靠感觉不断尝试，所以实际装配时的做法是先把固定座上端插入到半包围结构中，然后反复尝试将拧入式固定销旋入安装孔直到拧入式固定销同时穿过安装孔和固定座，此时完成了三者间的装配，最后再调整固定座下端的连接位置(等价于先完成固定座上端的位置固定，然后再微调固定座下端的位置)，但这种方法有两个弊端，首先是效率低，四个安装孔、四个固定座和四根拧入式固定销需要分组独立调整，非常费时，常常出现其中三组或两组装配好后，剩余的一组或两组中固定座的下端连接位置无法继续调整(超出了误差设计范围)，导致必须返工重新调整；其次是存在安全隐患，由于装配和调整过程中需要全程保持大型滑油箱悬空状态，才能微调固定座下端的连接位置，鉴于大型滑油箱的重量和体积，操作非常危险。
6.基于上述问题，采用模拟真实装配结构的检验装置和方法会严重影响检验过程，例如无法(或者实现起来很困难)对检验装置上固定四个安装孔的前、后固定座进行尺寸上的微调以符合试验件上四个安装孔的尺寸误差，这样的话不仅效率低下，同时安装时间过长也难以满足实际生产需要，需要一个装置能快速消除尺寸误差带来的装配影响，缩短生
产辅助时间。此外，检验装置须同时完成大型滑油箱上长、宽、高三面及一个圆弧面的检验，如何安排才能保证检验迅速、减轻操作工劳动强度，并保证检验准确是一大难题。


技术实现要素：

7.本发明旨在提供一种用于大型滑油箱快速消除尺寸误差、快速装夹的检验装置及方法，能够实现大型滑油箱的快速装夹，消除四个安装孔公差(误差)造成的装夹和调整困难问题，并且能在一套装置中实现大型滑油箱轮廓尺寸的检测和圆弧面轮廓的检测，检验过程迅速，工作强度低，检验结果准确，检验过程安全有序。
8.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
9.一种用于大型滑油箱快速消除尺寸误差、快速装夹的检验装置，所述大型滑油箱包括一条弧形表面和位于弧形表面两侧的四个安装孔，安装孔位于大型滑油箱表面的半包围结构内，检验装置包括，
10.底座；
11.直线检验装置，所述直线检验装置位于底座上端面，且包含检验样板组件和直线导轨，检验样板组件内形成一个能够容纳大型滑油箱最大截面轮廓的敞口区域，且敞口处对应大型滑油箱的弧形表面处，检验样板组件滑动连接在直线导轨上，直线导轨沿着大型滑油箱宽度方向设置；
12.旋转检验装置，所述旋转检验装置位于底座上端面，且包含样板和支承座，样板的一端可转动连接在支承座上，另一端为自由端，样板的转动轴线平行于底座上端面；
13.快速装夹装置，所述快速装夹装置设置在底座上端面且位于检验样板组件滑动路径起点和终点的外侧，即连接检验样板组件滑动路径上的起点和终点得到一条路径线，而快速装夹装置就位于这条路径线的两个端点外侧，或者说路径线位于快速装夹装置内，快速装夹装置包含一个定位夹紧支座a、四根定位销轴、两个定位夹紧支座b、一个定位夹紧支座c和一个定位支座，定位销轴表面有定位面；
14.所述定位夹紧支座a、定位夹紧支座b、定位夹紧支座c均固定连接在底座的上端面并与大型滑油箱上安装孔位置一一对应，定位夹紧支座a与定位夹紧支座c 之间的距离以及两个定位夹紧支座b之间的距离均满足当大型滑油箱放置在底座上端面且安装孔位置与定位夹紧支座a、定位夹紧支座b、定位夹紧支座c逐一对应时，定位夹紧支座a、定位夹紧支座b、定位夹紧支座c与大型滑油箱安装孔处的半包围结构之间无接触；
15.所述定位夹紧支座a与定位夹紧支座c上开有用于定位销轴的腰形孔，两个定位夹紧支座b上开有用于定位销轴的圆孔。
16.作为一种选择，所述检验样板组件包括依次首尾连接的第一样板、第二样板和第三样板，第一样板和第三样板之间无连接并形成敞口，且第一样板的下端面对应大型滑油箱上端面的最大轮廓，第二样板的侧表面对应大型滑油箱宽度方向侧表面的最大轮廓，第三样板的上表面对应大型滑油箱下端面的最大轮廓。
17.作为一种选择，所述第二样板的一侧通过滑块与直线导轨滑动连接，所述第三样板的一侧通过滑块与直线导轨滑动连接。
18.作为一种选择，当所述样板绕转动轴线旋转时，样板自由端形成的曲面对应大型滑油箱弧形表面的最大轮廓。
19.作为一种选择，所述定位销轴包括置于安装孔内的第一销轴段和置于腰形孔或圆孔内的第二销轴段，第二销轴段表面为作为定位面的圆柱面。
20.进一步，用于大型滑油箱快速消除尺寸误差、快速装夹的检验装置还包括第三销轴段和限位段，
21.所述第三销轴段与第二销轴段连接，第三销轴段的长度满足当第一销轴段置于安装孔内且第二销轴段置于腰形孔或圆孔内时，第三销轴段位于定位夹紧支座 a、定位夹紧支座b和定位夹紧支座c外侧；
22.所述限位段位于第一销轴段和第二销轴段之间，且当第一销轴段完全插入安装孔时，限位段的端面与半包围结构表面接触。
23.作为一种选择，所述定位夹紧支座a上端面开有1/2腰形孔和螺纹孔，且定位夹紧支座a上端铰接有上压板，上压板上开有1/2腰形孔和螺纹孔，当上压板绕铰接点旋转并与定位夹紧支座a上端接触时，两个1/2腰形孔形成完整的腰形孔；
24.所述定位夹紧支座c上端面开有1/2腰形孔和螺纹孔，且定位夹紧支座c上端铰接有上压板，上压板上开有1/2腰形孔和螺纹孔，当上压板绕铰接点旋转并与定位夹紧支座c上端接触时，两个1/2腰形孔形成完整的腰形孔；
25.所述定位夹紧支座b上端面开有1/2圆孔和螺纹孔，且定位夹紧支座b上端铰接有上压板，上压板上开有1/2圆孔和螺纹孔，当上压板绕铰接点旋转并与定位夹紧支座b上端接触时，两个1/2圆孔形成完整的圆孔。
26.作为一种选择，所述旋转检验装置还包括轴承，联接块，盖板，转轴和支承座，轴承固定在联接块内，轴承内套接有转轴，样板的一端通过盖板与转轴连接，联接块固定在支承座上。
27.一种大型滑油箱快速消除尺寸误差、快速装夹的检验方法，采用前述的带有上压板的检验装置，检验方法包括，
28.步骤一，将大型滑油箱吊运至检验装置上方，按照弧形表面朝上且与旋转检验装置在同侧摆放，将四根定位销轴分别拧入半包围结构内的安装孔中，确保定位销轴的定位面露出于半包围结构外；
29.步骤二，旋转打开定位夹紧支座a、定位夹紧支座c和定位夹紧支座b上的上压板，调整大型滑油箱位置，确保四根定位销轴露出的定位面分别与快速装夹装置中定位夹紧支座a、定位夹紧支座c的1/2腰形孔以及定位夹紧支座b的1/2圆孔对齐，向下移动大型滑油箱，确保其中两根定位销轴的定位面先放入定位夹紧支座b的1/2圆孔，然后将剩余两根定位销轴的定位面放入定位夹紧支座a、定位夹紧支座c的1/2腰形孔，微调四根定位销轴的位置，确定定位销轴轴向拧入到位后，旋转关闭四块上压板，并将锁紧螺栓插入螺纹孔，完成大型滑油箱的快速装夹和尺寸误差消除；
30.步骤三，沿着直线导轨移动直线检验装置，观察检验样板组件在移动过程中是否与大型滑油箱的外轮廓发生干涉；
31.步骤四，旋转旋转检验装置，观察样板的自由端是否与大型滑油箱的弧形表面发生干涉。
32.作为第二种选择，区别在于步骤二中定位销轴的放入顺序不同，具体为：
33.步骤二，旋转打开定位夹紧支座a、定位夹紧支座c和定位夹紧支座b上的上压板，
调整大型滑油箱位置，确保四根定位销轴露出的定位面分别与快速装夹装置中定位夹紧支座a、定位夹紧支座c的1/2腰形孔以及定位夹紧支座b的1/2圆孔对齐，向下移动大型滑油箱，确保其中两根定位销轴的定位面先放入定位夹紧支座a、定位夹紧支座c的1/2腰形孔，微调大型滑油箱的位置，然后将剩余两根定位销轴的定位面放入定位夹紧支座b的1/2圆孔，微调四根定位销轴的位置，确定定位销轴轴向拧入到位后，旋转关闭四块上压板，并将锁紧螺栓插入螺纹孔，完成大型滑油箱的快速装夹和尺寸误差消除。
34.当大型滑油箱四个安装孔的误差较大时，采用前述第二种方法安装定位销轴的定位面，这是因为先放入腰形孔有足够多的尺寸余量去微调圆孔中的定位销轴位置；而当大型滑油箱四个安装孔的误差较小时，采用前述第一种方法安装定位销轴的定位面，这是因为四个安装孔的误差较小，先放入圆孔中，再放入腰形孔时可以直接完成定位，无需微调，腰形孔的长度足够容纳小误差尺寸。
35.本发明的检验装置中，拧入式定位销轴将真实装配环境下的半包围结构内部圆柱面定位转换为检验装置中位于半包围结构外侧的圆柱面定位，即将定位面外移，同时，多组定位夹紧安装座既保证了安装基准与设计基准重合，又有效消除了定位孔之间的尺寸误差影响。直线导轨和转动轴承保证了样板的移动精度和移动平稳准确，降低了劳动强度。
36.与现有技术相比，本发明的快速消除尺寸误差、快速装夹的检验装置及方法具有以下特点：
37.1、定位销轴结构的高精度尺寸保证定位可靠，同时将内孔定位(半包围结构内部的安装孔定位)转换为外圆柱面定位(在半包围结构外部的定位，通过定位销轴上的定位面与定位夹紧支座a、定位夹紧支座c和定位夹紧支座b上的腰形孔和圆孔配合实现外部定位)，定位夹紧支座a、定位夹紧支座c和定位夹紧支座b 直接固定在底座上，不需要拆装调整，降低了操作难度，提高了效率。
38.2、通过可旋转开合的上压板实现腰形孔、圆孔与定位销轴的定位面配合，这种开合式定位夹紧支座结构便于定位销轴的安装(从上向下装入)和定位(定位面在1/2腰形孔内或1/2圆孔内，由于上压板是打开的，能够直接肉眼观察定位情况)，通过上压板和螺栓来实现定位轴销的安装，并且前、后定位夹紧支座距离较远，定位准确，左、右定位夹紧支座只限制高度方向尺寸，有效消除孔位误差带来的影响。
39.3、直线导轨结构的直线滑动精度高，样板前后移动位置准确，移动阻力小，操作省力。
40.4、旋转检验结构的样板旋转位置准确，转动阻力小，操作省力。
41.5、圆孔中的圆弧面定位支座结构及腰形孔中的圆弧面定位支座结构有效消除定位孔孔位公差(误差)。
42.6、定位夹紧支座a、定位夹紧支座c和定位夹紧支座b上的腰形孔和圆孔到底座上端面有一段距离，该距离大于大型滑油箱安装孔到底座上端面的距离，从而使得大型滑油箱悬空，方便检验样板组件从大型滑油箱底部、侧部和上部同时检测其轮廓尺寸。
附图说明
43.图1为本发明的快速消除误差、快速装夹装置结构图；
44.图2为图1的俯视图；
45.图3为图1的左视图；
46.图4为图3中不含直线检验装置、快速夹紧装置的视图；
47.图5为直线检验装置结构图；
48.图6为快速装夹装置结构图；
49.图7为图6的左视图；
50.图8为图6的俯视图；
51.图9为旋转检验装置结构图；
52.图10为图9中a
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a剖面图；
53.图11为拧入式定位轴销结构图；
54.图12为大型滑油箱在飞机上的安装固定状态示意图；
55.图13为采用本发明的快速装夹装置与大型滑油箱半包围结构中安装孔定位的状态示意图；
56.图14为定位夹紧支座a、定位夹紧支座b、定位夹紧支座c上的上压板安装位置示意图；
57.图15为定位夹紧支座a、定位夹紧支座c上的腰形孔以及定位夹紧支座b上的圆孔放大示意图；
58.图16为图5的俯视图；
59.图中：1
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直线检验装置，2
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快速装夹装置，3
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底座，4
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旋转检验装置，5
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固定座， 6
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固定销，7
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半包围结构，8
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上压板，11
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检验样板组件，12
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直线导轨，13
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导轨支撑架，21
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定位夹紧支座a，22
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定位销轴，23
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定位夹紧支座b，24
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定位夹紧支座c，25
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定位支座，41
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轴承，42
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联接块，43
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盖板，44
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转轴，45
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样板， 46
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支承座。
具体实施方式
60.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。
61.如图12所示，由于大型滑油箱的安装孔位于铸造的半包围结构7内，真实安装结构中产品是用四个固定座5固定，由于安装孔的尺寸误差，加上产品重量和体积巨大，四个固定座5安装调整困难较大(需要拆卸固定座5的底部螺栓，从而适应固定座5上端的安装孔误差)，本实施例中，将拧入式固定销6定位面转换到半包围结构7的外侧，且快速装夹装置2(定位夹紧支座a21、两个定位夹紧支座b23、定位夹紧支座c24)定位基准与设计基准重合，四个定位支座中两个采用圆孔圆柱面结构，两个采用腰形孔腰形面结构，消除了产品安装孔尺寸误差影响，定位支座中的上压板保证固定可靠。此外采用高精度直线导轨保证在 750mm范围内，检验样板组件11高精度平动。旋转轴承41保证旋转检验样板45 转动灵活，所需操作力小。
62.本发明的基本检验构思是用四根定位销轴22转换定位面到位于大型滑油箱半包围结构7外侧的四个定位夹紧支座上(圆孔面和腰形孔面)，用四个定位夹紧支座快速找正安装位置，推动检验样板实现直线平动、旋转两个方向检验。
63.如图1～图4所示，用于大型滑油箱快速消除尺寸误差、快速装夹的检验装置包括
底座3、直线检验装置1、旋转检验装置4和快速装夹装置2。其中，直线检验装置1位于底座3上端面，且包含检验样板组件11、导轨支撑架13和直线导轨12，导轨支撑架13用于支撑直线导轨12，检验样板组件11内形成一个能够容纳大型滑油箱最大截面轮廓的敞口区域，且敞口处对应大型滑油箱的弧形表面处，检验样板组件11滑动连接在直线导轨12上，直线导轨12沿着大型滑油箱宽度方向设置；旋转检验装置4位于底座3上端面，且包含样板45和支承座46，样板45的一端可转动连接在支承座46上，另一端为自由端，样板45的转动轴线平行于底座3上端面；快速装夹装置2设置在底座3上端面且位于检验样板组件11滑动路径起点和终点的外侧，快速装夹装置2包含一个定位夹紧支座a21、四根定位销轴22、两个定位夹紧支座b23、一个定位夹紧支座c24和一个定位支座25，定位销轴22表面有定位面；定位夹紧支座a21、定位夹紧支座 b23、定位夹紧支座c24均固定连接在底座3的上端面并与大型滑油箱上安装孔位置一一对应，定位夹紧支座a21与定位夹紧支座c24之间的距离以及两个定位夹紧支座b23之间的距离均满足当大型滑油箱放置在底座3上端面且安装孔位置与定位夹紧支座a21、定位夹紧支座b23、定位夹紧支座c24逐一对应时，定位夹紧支座a21、定位夹紧支座b23、定位夹紧支座c24与大型滑油箱安装孔处的半包围结构7之间无接触；定位夹紧支座a21与定位夹紧支座c24上开有用于定位销轴22的腰形孔，两个定位夹紧支座b23上开有用于定位销轴22的圆孔。两个定位夹紧支座b23之间的连线形成了关于大型滑油箱的第一定位轴，确定了大型滑油箱的宽度方向位置，定位夹紧支座a21和定位夹紧支座b23之间的连线形成了关于大型滑油箱的第二定位轴，确定了大型滑油箱长度方向的位置，第一定位轴和第二定位轴相交确定了大型滑油箱所在平面，再配合定位夹紧支座c24 上的定位销轴22形成的定位孔限定了大型滑油箱的高度位置，定位支座25用于从侧面辅助支撑大型滑油箱。两个定位夹紧支座b23上的圆孔高度(相对底座3 上端面)一致，而定位夹紧支座c24的腰形孔高度低于定位夹紧支座a21上腰形孔高度。
64.如图5和图16所示，检验样板组件11包括依次首尾连接的第一样板111、第二样板112和第三样板113，第一样板111和第三样板113之间无连接并形成敞口，且第一样板111的下端面对应大型滑油箱上端面的最大轮廓，第二样板112的侧表面对应大型滑油箱宽度方向侧表面的最大轮廓，第三样板113的上表面对应大型滑油箱下端面的最大轮廓。第二样板112的一侧通过滑块与直线导轨12滑动连接，第三样板113的一侧通过滑块与直线导轨12滑动连接。
65.如图1、图9和图10所示，当样板45绕转动轴线旋转时，样板45自由端形成的曲面对应大型滑油箱弧形表面的最大轮廓。
66.如图11和图13所示，定位销轴22包括置于安装孔内的第一销轴段和置于腰形孔或圆孔内的第二销轴段，第二销轴段表面为作为定位面的圆柱面。定位销轴22 还包括第三销轴段和限位段，第三销轴段与第二销轴段连接，第三销轴段的长度满足当第一销轴段置于安装孔内且第二销轴段置于腰形孔或圆孔内时，第三销轴段位于定位夹紧支座a21、定位夹紧支座b23和定位夹紧支座c24外侧；限位段位于第一销轴段和第二销轴段之间，且当第一销轴段完全插入安装孔时，限位段的端面与半包围结构7表面接触。
67.如图13和图14所示，定位夹紧支座a21上端面开有1/2腰形孔和螺纹孔，且定位夹紧支座a21上端铰接有上压板，上压板上开有1/2腰形孔和螺纹孔，当上压板绕铰接点旋转并与定位夹紧支座a21上端接触时，两个1/2腰形孔形成完整的腰形孔；
68.如图14和图15，定位夹紧支座c24上端面开有1/2腰形孔和螺纹孔，且定位夹紧支座c24上端铰接有上压板，上压板上开有1/2腰形孔和螺纹孔，当上压板绕铰接点旋转并与定位夹紧支座c24上端接触时，两个1/2腰形孔形成完整的腰形孔；定位夹紧支座b23上端面开有1/2圆孔和螺纹孔，且定位夹紧支座b23上端铰接有上压板，上压板上开有1/2圆孔和螺纹孔，当上压板绕铰接点旋转并与定位夹紧支座b23上端接触时，两个1/2圆孔形成完整的圆孔。需要说明的是，腰形孔是指矩形两端各连接一个半圆构成的孔，即图15中两个半圆直径有一段直线间隔。
69.如图9和图10，旋转检验装置4还包括轴承41，联接块42，盖板43，转轴44 和支承座46，轴承41固定在联接块42内，轴承41内套接有转轴44，样板45的一端通过盖板43与转轴44连接，联接块42固定在支承座46上，支承座46通过螺栓和圆柱销等连接在底座3上。
70.大型滑油箱快速消除尺寸误差、快速装夹的检验方法，采用前述的检验装置，检验方法包括，
71.步骤一，将大型滑油箱吊运至检验装置上方，按照弧形表面朝上且与旋转检验装置4在同侧摆放，将四根定位销轴22分别拧入半包围结构7内的安装孔中，确保定位销轴22的定位面露出于半包围结构7外；
72.步骤二，旋转打开定位夹紧支座a21、定位夹紧支座c24和定位夹紧支座b23 上的上压板，调整大型滑油箱位置，确保四根定位销轴22露出的定位面分别与快速装夹装置2中定位夹紧支座a21、定位夹紧支座c24的1/2腰形孔以及定位夹紧支座b23的1/2圆孔对齐，向下移动大型滑油箱，确保其中两根定位销轴22的定位面先放入定位夹紧支座b23的1/2圆孔，然后将剩余两根定位销轴22的定位面放入定位夹紧支座a21、定位夹紧支座c24的1/2腰形孔，微调四根定位销轴22的位置，确定定位销轴22轴向拧入到位后(定位销轴22的限位段与半包围结构表面接触，通过操作第三销轴段实现轴向调整)，旋转关闭四块上压板，并将锁紧螺栓插入螺纹孔(图14中远离上压板铰接点的另一端上有螺纹孔)，完成大型滑油箱的快速装夹和尺寸误差消除；或者先将定位销轴22先放入1/2腰形孔，再放入1/2圆孔；
73.步骤三，沿着直线导轨12移动直线检验装置1，观察检验样板组件11中的第一样板111、第二样板112和第三样板113在移动过程中是否与大型滑油箱的外轮廓发生干涉；
74.步骤四，旋转旋转检验装置4，观察样板45的自由端是否与大型滑油箱的弧形表面发生干涉，确保产品在实际安装在机匣内不会与其它产品相碰。