一种内环槽棱边当量圆角测量装置及测量方法制造方法及图纸

一种内环槽棱边当量圆角测量装置及测量方法，本发明专利技术涉及内环槽棱边当量圆角测量装置及测量方法，本发明专利技术为了解决目前无法定量测量内环槽功能性棱边当量圆角的问题。本发明专利技术装置包括：供气设备、手动球阀、空气过滤器、减压阀、气动定值器、第一压力传感器、电磁阀、气动阀、前置节流喷嘴、第二压力传感器、测量专用夹具；采用本发明专利技术装置，并根据Q1和Q2得到内环槽工作棱边第i个测量点的单点窄缝开度zi，引入中间变量Yi，并绘制以zi为横坐标，Yi为纵坐标的曲线，采用最小二乘法对zi和Yi线性拟合，最终得到被测棱边当量圆角半径r1＝L‑r2。本发明专利技术用于电液伺服阀的制造领域。

【技术实现步骤摘要】
一种内环槽棱边当量圆角测量装置及测量方法
本专利技术涉及内环槽棱边当量圆角测量装置及测量方法。
技术介绍
在电液伺服阀的制造过程中，阀芯、阀套叠合量的配磨是伺服阀制造工艺中的关键工序。航天用伺服阀对其滑阀副的叠合量(也称“搭接量”、“覆盖量”或“遮盖量”等)要求极为严格，通常为2-4μm，公差为±1μm。叠合量配磨的过程实际上就是反复的进行叠合量的测量和对阀芯磨削，直到满足设计要求。大流量伺服阀阀套功能性棱边为内环槽形式，要求锐边，但在棱边去毛刺操作后会出现局部塌边、圆角，对伺服阀叠合量影响极大。本专利技术将内环槽功能性棱边一段范围的塌边、圆角以理想圆角的圆弧半径表徵，定义为“当量圆角”。当量圆角过大，将影响伺服阀小开口区域的流量特性，进而影响整个伺服系统的性能。目前生产中对内环槽棱边当量圆角的测量没有什么较好的方法，一般只是用高倍放大镜或显微镜观察一下棱边的情况，定性地判断是否有毛刺和塌边是否严重，无法定量地确定棱边的当量圆角。为了保证伺服阀的质量和性能要求，急需研究适于内环槽棱边当量圆角检测的新方法、新技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决目前无法定量测量内环槽功能性棱边当量圆角的问题，而提出一种内环槽棱边当量圆角测量装置及测量方法。一种内环槽棱边当量圆角测量装置包括：供气设备、手动球阀、空气过滤器、减压阀、气动定值器、第一压力传感器、电磁阀、气动阀、前置节流喷嘴、第二压力传感器、测量专用夹具；供气设备的输出气流端连接手动球阀的气流输入端，手动球阀的气流输出端连接空气过滤器的气流输入端，空气过滤器的气流输出端连接减压阀的气流输入端，减压阀的气流输出端分别连接气动定值器的气流输入端和电磁阀的进气端；电磁阀的出气端连接气动阀的控制气路进气端；气动定值器的气流输出端连接气动阀的测量气路进气端；且在气动定值器的气流输出端和气动阀的测量气路进气端之间设置第一压力传感器；气动阀的测量气路出气端连接前置节流喷嘴的气流输入端；前置节流喷嘴的气流输出端连接测量专用夹具的气流输入端；且在前置节流喷嘴的气流输出端和测量专用夹具的气流输入端之间设置第二压力传感器；测量专用夹具的气流输出至大气。一种内环槽棱边当量圆角测量方法包括以下步骤：步骤一：压缩空气经过截面积为S1的圆孔形前置节流喷嘴由Ⅰ气室进入Ⅱ气室，Ⅰ气室的背压值为Pg，Ⅱ气室中的背压值为Pc；背压值为Pc的空气通过截面积为S2的窄缝窗口与被测棱边所形成的的节流方孔，进入大气，大气压力值记为P0；设Ⅰ气室与Ⅱ气室之间的体积流量为Q1，Ⅱ气室与大气之间的体积流量为Q2，根据Q1和Q2得到内环槽工作棱边第i个测量点的单点窄缝开度zi；步骤二：根据步骤一得到的内环槽工作棱边第i个测量点的单点窄缝开度zi，轴向移动被测棱边，以单点开度最大处为起点，向关闭节流方孔的方向以10～15μm为轴向间距移动被测棱边，测量n组单点窄缝开度zi与中间变量Yi，绘制以zi为横坐标，Yi为纵坐标的曲线，其中n≥4；步骤三：采用最小二乘法对zi和Yi线性拟合，所拟合的直线与横坐标的交点为z0，轴向移动被测棱边到z0位置；步骤四：继续轴向移动被测棱边直到中间变量Yi达到最小值，记录此位置为z0′，则z0到z0′间的距离为L，通过光学显微镜测量窄缝测头棱边的圆角半径记为r2，则被测棱边当量圆角半径r1＝L-r2。本专利技术的有益效果为：本专利技术设计了内环槽功能性棱边当量圆角测量装置，采用本专利技术装置，并根据Q1和Q2得到内环槽工作棱边第i个测量点的单点窄缝开度zi，引入中间变量Yi，并绘制以zi为横坐标，Yi为纵坐标的曲线，采用最小二乘法对zi和Yi线性拟合，最终得到被测棱边当量圆角半径r1＝L-r2。目前内环槽棱边的当量圆角没有有效可靠的测量方法。本专利技术采用气动测量方法解决了内环槽功能性棱边当量圆角的测量问题，测量分辨率可达0.1μm，精度可达0.5μm。附图说明图1为本专利技术气路图；图2为本专利技术扫描测量专用夹具示意图；图3为工作棱边单点窄缝开度测量示意图；图4为窄缝开度测量气路原理图；图5为当量圆角示意图；图6为背压值Pc与内环槽工作棱边第i个点的单点窄缝开度zi的关系曲线图；图7为变换参数Yi与内环槽工作棱边第i个点的单点窄缝开度zi的关系曲线图；图8为窄缝理论闭合点；图9为窄缝测头示意图。具体实施方式具体实施方式一：如图1所示，一种内环槽棱边当量圆角测量装置包括：供气设备1、手动球阀2、空气过滤器3、减压阀4、气动定值器5、第一压力传感器6、电磁阀7、气动阀8、前置节流喷嘴9、第二压力传感器10、测量专用夹具11；供气设备1的输出气流端连接手动球阀2的气流输入端，手动球阀2的气流输出端连接空气过滤器3的气流输入端，空气过滤器3的气流输出端连接减压阀4的气流输入端，减压阀4的气流输出端分别连接气动定值器5的气流输入端和电磁阀7的进气端；电磁阀7的出气端连接气动阀8的控制气路进气端；气动定值器5的气流输出端连接气动阀8的测量气路进气端；且在气动定值器5的气流输出端和气动阀8的测量气路进气端之间设置第一压力传感器6；气动阀8的测量气路出气端连接前置节流喷嘴9的气流输入端；前置节流喷嘴9的气流输出端连接测量专用夹具11的气流输入端；且在前置节流喷嘴9的气流输出端和测量专用夹具11的气流输入端之间设置第二压力传感器10；扫描测量专用夹具11的气流输出至大气。具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：如图2所示，所述测量专用夹具11包括圆球形测头微给进装置12、被测试件13、测头14、砝码15、顶销16、弹簧17、气路集成块18；测头14为左面是细长圆柱体(与圆球形测头连接的一端)，右面是短粗圆柱体(固定在气路集成块18上的一端)；测头14通过螺钉固定在气路集成块18上，被测试件13通过间隙配合(0～0.034mm)安装在测头14上；靠砝码15提供的拉力使被测试件13与测头14紧密接触；被测试件13的直径大于测头14的直径；被测试件13套在扫描测头14圆柱外；被测试件13的一端连接顶销16，顶销16与测头14之间设置弹簧17，被测试件13的另一端接触圆球形测头微给进装置12的圆球形测头，圆球形测头与顶销16同轴，通过圆球形测头微给进装置12实现被测试件13的轴向移动。气动阀8通过螺钉固定在气路集成块18上，气动阀8的测量气路出气端对准节流喷嘴9的进气端。所述测头14的窄缝窗口对准被测试件13的被测棱边，形成方形节流口，如图9所示。节流喷嘴9通过过盈配合(-0.003～-0.023mm)固定在气路集成块18的气孔中；测头14内部设置气道；气动定值器5的气流输出端连接气动阀8的测量气路进气端；且在气动定值器5的气流输出端和气动阀8的测量气路进气端之间设置第一压力传感器6；气动阀8的测量气路出气端连接前置节流喷嘴9的气流输入端；前置节流喷嘴9的气流输出端连接测头14内部气道的气流输入端。节流喷嘴9就是测量方案中的S1，电磁阀7通电，气动阀8控制气路进气，气动阀打开，测量气路通气；7断电，8控制气路不进气，气动阀关闭，测量气路不通气。所述圆球形测头微给进装置12为专利《一种拉瓦尔喷管喉部区域腔型扫描辅助装置及扫描方法》中的圆球形测头微给进装置。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。具体实施方式三：本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内环槽棱边当量圆角测量装置，其特征在于：所述内环槽棱边当量圆角测量装置包括：供气设备(1)、手动球阀(2)、空气过滤器(3)、减压阀(4)、气动定值器(5)、第一压力传感器(6)、电磁阀(7)、气动阀(8)、前置节流喷嘴(9)、第二压力传感器(10)、测量专用夹具(11)；供气设备(1)的输出气流端连接手动球阀(2)的气流输入端，手动球阀(2)的气流输出端连接空气过滤器(3)的气流输入端，空气过滤器(3)的气流输出端连接减压阀(4)的气流输入端，减压阀(4)的气流输出端分别连接气动定值器(5)的气流输入端和电磁阀(7)的进气端；电磁阀(7)的出气端连接气动阀(8)的控制气路进气端；气动定值器(5)的气流输出端连接气动阀(8)的测量气路进气端；且在气动定值器(5)的气流输出端和气动阀(8)的测量气路进气端之间设置第一压力传感器(6)；气动阀(8)的测量气路出气端连接前置节流喷嘴(9)的气流输入端；前置节流喷嘴(9)的气流输出端连接测量专用夹具(11)的气流输入端；且在前置节流喷嘴(9)的气流输出端和测量专用夹具(11)的气流输入端之间设置第二压力传感器(10)；扫描测量专用夹具(11)的气流输出至大气。...

【技术特征摘要】
1.一种内环槽棱边当量圆角测量装置，其特征在于：所述内环槽棱边当量圆角测量装置包括：供气设备(1)、手动球阀(2)、空气过滤器(3)、减压阀(4)、气动定值器(5)、第一压力传感器(6)、电磁阀(7)、气动阀(8)、前置节流喷嘴(9)、第二压力传感器(10)、测量专用夹具(11)；供气设备(1)的输出气流端连接手动球阀(2)的气流输入端，手动球阀(2)的气流输出端连接空气过滤器(3)的气流输入端，空气过滤器(3)的气流输出端连接减压阀(4)的气流输入端，减压阀(4)的气流输出端分别连接气动定值器(5)的气流输入端和电磁阀(7)的进气端；电磁阀(7)的出气端连接气动阀(8)的控制气路进气端；气动定值器(5)的气流输出端连接气动阀(8)的测量气路进气端；且在气动定值器(5)的气流输出端和气动阀(8)的测量气路进气端之间设置第一压力传感器(6)；气动阀(8)的测量气路出气端连接前置节流喷嘴(9)的气流输入端；前置节流喷嘴(9)的气流输出端连接测量专用夹具(11)的气流输入端；且在前置节流喷嘴(9)的气流输出端和测量专用夹具(11)的气流输入端之间设置第二压力传感器(10)；扫描测量专用夹具(11)的气流输出至大气。2.根据权利要求1所述的一种内环槽棱边当量圆角测量装置，其特征在于：所述扫描测量专用夹具(11)包括圆球形测头微给进装置(12)、被测试件(13)、测头(14)、砝码(15)、顶销(16)、弹簧(17)、气路集成块(18)；测头(14)通过螺钉固定在气路集成块(18)上，被测试件(13)通过间隙配合安装在测头(14)上；被测试件(13)的一端连接顶销(16)，顶销(16)与测头(14)之间设置弹簧(17)，被测试件(13)的另一端接触圆球形测头微给进装置(12)的圆球形测头，圆球形测头与顶销(16)同轴，通过圆球形测头微给进装置(12)实现被测试件(13)的轴向移动。3.根据权利要求2所述的一种内环槽棱边当量圆角测量装置，其特征在于：所述扫描测头(17)与气路集成块(18)之间设置O型密封圈(19)。4.一种基于权利要求1所述装置的内环槽棱边圆角测量方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤一：压缩空气经过截面积为S1的圆孔形前置节流喷嘴(9)由Ⅰ气室进入Ⅱ气室，Ⅰ气室的背压值为Pg，Ⅱ气室中的背压值为Pc；背压值为Pc的空气通过截面积为S2的窄缝窗口与被测棱边所形成的节流方孔，进入大气，大气压力值记为P0；设Ⅰ气室与Ⅱ气室之间的体积流量为Q1，Ⅱ气室与大气之间的体积流量为Q2，根据Q1和Q2得到内环槽棱边第i个测量点的单点窄缝开度zi；步骤二：根据步骤一得到的内环槽棱边第i个测量点的单点窄缝开度zi，轴向移动被测棱边，以单点开度最大处为起点，向关闭节流方孔的方向以10～15μm为轴向间距移动被测棱边，测量n组单点窄缝开度zi与中间变量Yi，绘制以zi...

【专利技术属性】
技术研发人员：张翔，潘旭东，李跃峰，杨增辉，王广林，王慧峰，邵东向，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23