锪窝精度测量仪制造技术

本实用新型专利技术公开的是制孔检测领域的一种锪窝精度测量仪，包括检测模块、计量模块和进给模块；所述检测模块包括检测杆、测量杆、衬套和连通轴；计量模块包括套筒和可沿套筒轴线滑动的驱动杆，以及安装在套筒上用于检测驱动杆位置的位置传感器；所述进给模块包括可带动检测模块和计量模块沿直线运动的直线进给机构。其中，衬套用于抵接到工件表面，测量杆和驱动杆通过连通轴与衬套固定，套筒和检测杆可相对衬套向下移动，从而可通过位置传感器测量出检测杆相对驱动杆的位移量。本实用新型专利技术利用检测杆下端的锥形头将锪窝窝径的变化转换为测量杆相对驱动杆的位移量，从而判断锪窝是否合格，整个结构设计巧妙，测量精度高，还可避免材料粉尘的干扰。料粉尘的干扰。料粉尘的干扰。

【技术实现步骤摘要】
锪窝精度测量仪


[0001]本技术涉及制孔检测领域，尤其涉及一种锪窝精度测量仪。

技术介绍

[0002]通常在生产飞机气动零件时，经常需要在零件表面制沉头孔，并且对沉头孔的倒角深度(即锪窝深度)有非常高的要求。锪窝深度太浅可能导致紧固件钉头贴合不良，影响紧固件的机械强度(表面产生过大的挤压应力以及零件材料蠕变导致紧固件的预紧力下降)，并且影响装配件的抗腐蚀性能；锪窝深度太深则减小了孔的承载深度，也会影响机械强度。除了检测锪窝深度，在实际生产过程中，有时也会对锪窝窝径提出公差要求，锪窝窝径指沉头孔顶部外圆的直径，用于取代锪窝深度的公差要求。这两个数值之间可以通过计算互相转化，实际的目的是一致的。
[0003]对于锪窝精度的检测，目前主要靠人工手持窝深检测设备进行检测，为满足检测精度，会对操作者的操作手法提出很高的要求。通常这些沉头孔大都在大型零件的曲面表面上，可达性比较差，操作者有时需要在一个非人体工学的体位下进行测量；沉头孔表面通常为曲面，手持设备很难准确定位孔的法向，法向的偏移会对测量结果的准确性有较大的影响，所以手持设备测量一个孔时往往需要多次测量才能确认检测结果。
[0004]通常来说，在批量生产阶段，零件制孔完成后会抽查一定比例的沉头孔用于测量锪窝深度；但在研制生产阶段，会要求提高抽查比例，甚至全部进行检查。而一个大型零件往往有上千个沉头孔，人工操作需要花费大量时间精力。
[0005]此外，复合材料由于本身优秀的强度与较低的密度，在飞机零件上的使用比例呈现明显的上升趋势。复合材料的一个特点时在进行制孔时，会产生颗粒较小的复材粉末，这些粉末很容易粘在带有切屑液的锪窝表面(即倒角的斜面)且难以彻底清除。传统的手持窝深检测设备测量锪窝深度时会采用锪窝表面作为测量目标，容易受到复材粉末的影响，准确性大打折扣。

技术实现思路

[0006]为克服现有锪窝精度测量过程存在的上述不足，本技术所要解决的技术问题是：提供一种可提高测量的准确性和效率，并且能减小材料因素影响的锪窝精度测量仪。
[0007]本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0008]锪窝精度测量仪，包括检测模块、计量模块和进给模块；
[0009]所述检测模块包括检测杆、测量杆、衬套和连通轴，所述检测杆的下端设有锥形头，所述测量杆可滑动的安装在检测杆内，所述衬套可滑动的套接在检测杆的下半部外，所述检测杆的下半部设有沿其长度方向布置的长条孔，测量杆和衬套上均设有通孔，所述连通轴依次穿过衬套一侧、检测杆、测量杆和衬套另一侧，并且两端固定在衬套的通孔上，所述衬套的上端与测量杆的上端之间设有第一压缩弹簧，在弹力作用下，连通轴与检测杆上的长条孔的下端接触，并且衬套下端超过检测杆的下端；
[0010]所述计量模块设置在检测杆的上端，包括与检测杆同轴的套筒和可沿套筒轴线滑动的驱动杆，以及安装在套筒上用于检测驱动杆位置的位置传感器，所述测量杆的上端与驱动杆下端相接触或连接；
[0011]所述进给模块包括可带动检测模块和计量模块沿直线运动的直线进给机构。
[0012]该测量仪的测量原理如图3所示：主要是利用一个前端带有锥角的测量头和可精确测量测量头高度位置的检测仪进行测量，该测量头的锥角α需大于被测锪窝的倒角β；
[0013]具体测量步骤是：
[0014]S1、将测量头置于锪窝正上方，确保两者轴线对齐，通过检测仪确定一个测量头的零点位置；
[0015]S2、选用一个标准的锪窝作为测量基准，其窝径定为D0，从零点位置向下移动测量头，使其底部锥角的锥面与锪窝的窝径外缘接触，通过检测仪记录测量头下降的高度H0；
[0016]S3、采用S2的方法对被测锪窝进行检测，记录测量头从零点位置下降的高度H1，假定该锪窝的窝径为D1；
[0017]S4、按以下流程对测量参数进行计算：
[0018]ΔH＝H0
‑
H1，
[0019]ΔD＝D1
‑
D0，
[0020]tan(α/2)＝(D0/2)/(t
‑
H0)＝(D1/2)/(t
‑
H1)，
[0021]公式中，ΔH为两次测量中测量头的高度差，ΔD为锪窝窝径实际偏差值，t为零点位置到测量头锥角顶点的距离，会在计算过程中抵消，上述公式换算后得到：
[0022]ΔD＝2tan(α/2)*ΔH；
[0023]S5、将ΔD的值与锪窝窝径公差要求做比较判断，确定锪窝是否合格。
[0024]该测量方法能够将锪窝窝径的偏差转换为测量头高度位置的变化，通过对测量头位置的检测即可快速判断锪窝是否合格。并且钻孔所产生的材料粉末主要覆盖在锪窝表面，在锪窝边缘覆盖较少，因此，通过对锪窝窝径进行测量，可有效避免材料因素对测量的干扰。
[0025]如果锪窝合格判断标准为锪窝深度，那S4中的计算流程可以改成：
[0026]Δh＝h1
‑
h0，
[0027]tan(β/2)＝(D1/2)/(h1+T)＝(D0/2)/(h0+T)＝(d/2)/T，
[0028]h0＝0.5*(D0
‑
d)/tan(β/2)，
[0029]h1＝0.5*(D1
‑
d)/tan(β/2)，
[0030]公式中，h0为标准锪窝窝深，h1为锪窝实际窝深，Δh为锪窝窝深实际偏差值，T为锪窝下缘到锪窝锥面顶点的距离，会在计算过程中抵消，上述公式换算后得到：
[0031]Δh＝0.5*(D1
‑
D0)/tan(β/2)＝0.5*ΔD/tan(β/2)
[0032]＝tan(α/2)*ΔH/tan(β/2)，
[0033]将Δh的值与锪窝窝深公差要求做比较判断锪窝是否合格。同样，通过检测测量头的位置即可得到锪窝窝深，进而判断锪窝是否合格。
[0034]根据上述测量原理，本测量仪的工作过程是：首先使衬套下端与工件表面接触，检测杆的轴线与锪窝的轴线同轴，然后向下移动检测杆，此过程中套筒和位置传感器会随检测杆一起向下移动，而衬套由于与工件表面接触，测量杆又与衬套通过连通轴连在一起，所
以测量杆和驱动杆是固定不动的，直到检测杆下端的锥形头的锥面与锪窝外缘接触，检测杆停止移动，位置传感器会记录其随检测杆相对测量杆移动的距离。通过对标准锪窝和实际锪窝的检测，可分别得到上述的H0和H1的值，从而得到ΔH和ΔD，进而判断锪窝是否合格。
[0035]该测量仪可单独使用，也可与自动制孔设备配套使用。为保证测量精度，需要控制好法向状态，即确保检测杆的轴线尽量与锪窝的轴线同轴。对于平面上的锪窝，单独使用该测量工具也很容易控制法向状态，如果是曲面，则最好利用自动制孔设备主轴的法向功能来确定检测杆的法向状态。
[0036]对于曲面的零件，采用衬套直接与曲面零件接触，有可能导致衬套不稳定或法向发生变化等情况。因此，进一步的方案是，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.锪窝精度测量仪，其特征是：包括检测模块(1)、计量模块(2)和进给模块(3)；所述检测模块(1)包括检测杆(11)、测量杆(12)、衬套(13)和连通轴(14)，所述检测杆(11)的下端设有锥形头(111)，所述测量杆(12)可滑动的安装在检测杆(11)内，所述衬套(13)可滑动的套接在检测杆(11)的下半部外，所述检测杆(11)的下半部设有沿其长度方向布置的长条孔(112)，测量杆(12)和衬套(13)上均设有通孔，所述连通轴(14)依次穿过衬套(13)一侧、检测杆(11)、测量杆(12)和衬套(13)另一侧，并且两端固定在衬套(13)的通孔上，所述衬套(13)的上端与测量杆(12)的上端之间设有第一压缩弹簧(15)，在弹力作用下，连通轴(14)与检测杆(11)上的长条孔(112)的下端接触，并且衬套(13)下端超过检测杆(11)的下端；所述计量模块(2)设置在检测杆(11)的上端，包括与检测杆(11)同轴的套筒(21)和可沿套筒(21)轴线滑动的驱动杆(22)，以及安装在套筒(21)上用于检测驱动杆(22)位置的位置传感器，所述测量杆(12)的上端与驱动杆(22)下端相接触或连接；所述进给模块(3)包括可带动检测模块(1)和计量模块(2)沿直线运动的直线进给机构。2.如权利要求1所述的锪窝精度测量仪，其特征是：所述检测模块(1)还包括测量压头(16)，所述测量压头(16)通过轴套(17)连接在衬套(13)的下端，测量压头(16)上端与衬套(13)下端为球面接触，所述测量压头(16)的下端设有至少三个绕测量压头(16)轴线旋转对称的压脚(161)，所述压脚(161)超过检测杆(11)的下端。3.如权利要求2所述的锪窝精度测量仪，其特征是：所述衬套(13)下端的内侧和测量压头(16)上端的外侧设有相匹配的弧面倒角，所述弧面倒角的球心为测量压头(16)中轴线与压脚(161)底部所在平面的交点。4.如权利要求1所述的锪窝精度测量仪，其特征是：所述套筒(21)内设有滑动腔，所述滑动腔内设有定心衬套(28)，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑华强，樊恒，易晟阳，
申请(专利权)人：上海麦可洛自动化科技有限公司，
类型：新型
国别省市：