一种双曲面空间构件检测装置及其制备工艺制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种双曲面空间构件检测装置及其制备工艺

【技术实现步骤摘要】
一种双曲面空间构件检测装置及其制备工艺、使用方法


[0001]本专利技术涉及双曲面空间构件制造
，具体涉及一种双曲面空间构件检测装置及其制备工艺
、
使用方法
。

技术介绍

[0002]双曲面空间构件是指具有内外曲面的结构件，典型的双曲面空间构件如药型罩
、
半球壳体
。
[0003]目前，钽
、
钽钨合金双曲面构件聚能壳体
(
药型罩
)
的制造技术主要包括棒材车削加工
、
板材冲压成形
、
旋压成形
、
摆碾成形
。
德克萨斯大学的
Romero
等人对
Ta、Mo
材料锥形壳体件塑性成形研究认为，采用强烈旋压成形技术可以获得具有微米级的锥形壳体，在爆轰作用下能形成聚能杆式侵彻体；北京有色金属研究总院的彭海健等人采用摆碾成形
+
车削加工方法，获得
Ta
‑
W
合金曲面回转体零件，金属流线完整
、
呈放射状，使曲面回转体零件周向的性能基本相同，平均晶粒尺寸
(40
～
50)
μ
m。
[0004]由于钽材粘性大
、
切削加工性不好，直接车削加工双曲面构件的难度大且钽屑易粘刀，形成屑瘤
、
啃挤等缺陷，导致表面粗糙，材料利用率不足
30
％
、
加工周期长
(
单件加工时长
24
小时以上，且合格率不高
)
，大批量生产极为困难
。
采用板材冲压成形
、
摆碾成形
、
冷挤压成形，再辅助数控车削加工可以有效减少切削加工量，减少刀具
、
原材料消耗，降低综合制造成本
。
在切削加工钽合金双曲面构件的过程中，刀具磨损
、
崩刃等时有发生，尺寸精度
、
表面粗糙度等难以满足产品设计要求，必须精确掌握切削加工过程中球面
/
弧面尺寸检测，保证产品合格率与生产效率
。
[0005]当前，对钽合金双曲面构件进行尺寸精度控制
、
检测难度大的主要因素有三方面：一是在冲压
、
冷挤压成形过程中金属模具
、
钽合金坯料的回弹非常复杂，模具
、
设备
、
材料
、
参数等相互耦合影响，需要对模具
、
构件尺寸进行多次重复
、
大量检测，掌握变化规律；二是切削加工过程中刀具走曲线，受力不均导致刀具磨损严重，且钽材切削加工硬化严重
、
钽屑易粘刀；三是钽合金双曲面构件是大
R
尺寸的小球缺面，采用三坐标仪检测时需要通过采集不同部位的点值，最后通过最小二乘法拟合得到球缺面半径尺寸等，检测工作量非常大，并且效率低，满足在线生产尤为困难
。

技术实现思路

[0006]至少为了解决
技术介绍
中提到的技术问题，本专利技术目的在于提供一种双曲面空间构件检测装置及其制备工艺
、
使用方法
。
[0007]本专利技术采用如下技术方案
。
[0008]一种双曲面空间构件检测装置，它包括内曲面检具和外曲面检具，内曲面检具包括圆柱体一，在圆柱体一上固定设置有第一弧形件，第一弧形件的上表面为标准内弧面，标准内弧面的圆心与圆柱体一轴线重合；外曲面检具包括圆柱体二，在圆柱体二上固定设置有第二弧形件，第二弧形件的下表面为标准外弧面，标准外弧面的圆心与圆柱体二轴线重
合；圆柱体一的上段高于标准内弧面顶点，圆柱体二的下段低于标准外弧面顶点，圆柱体一的上段
、
圆柱体二的下段各自刚好能够配合在双曲面空间构件的中心孔中
。
[0009]为了方便操作和快速评估检测装置的就位情况，除了圆柱体一所在区域之外，所述第一弧形件的顶面为平面；除了圆柱体二所在区域之外，所述第二弧形件的底面为平面
。
[0010]作为优选方案，所述的弧形件内弧面
、
外弧面的负公差为
(SR
‑
0.05)mm、
标准理论尺寸
(SR)mm
，正公差为
(SR+0.05)mm
，加工允许偏差为
0.01mm。
[0011]为了更加方便实施检测操作，所述第一弧形件
、
所述第二弧形件均呈片状结构
。
[0012]一种前述双曲面空间构件检测装置的制备工艺，步骤包括：步骤1，根据双曲面空间构件的设计尺寸确定检测装置的尺寸；步骤2，选用模具钢为检测装置材料，按照检测装置的尺寸，加工出检具坯件，然后采用调质
+
深冷热处理方法对检具坯件进行热处理调控，再用线切割加工出满足尺寸精度要求的检具；步骤3，对所得检具进行低温碳氮共渗处理；步骤4，采用检测仪器对所得检具进行检测，检测合格的检具作为所述双曲面空间构件检测装置
。
[0013]为了提高检测装置的精度，所述调质
+
深冷热处理具体为：高温
(1050
～
1180)℃
×
2h+(80
～
100)℃
油冷，阶梯控温回火为
(400
～
600)℃
×
(4
～
6)h
的3～4次回火处理；深冷处理工艺参数为
(
‑
135
～
‑
196)℃
×
(6
～
12)h。
[0014]为了进一步提高检测装置的精度，低温碳氮共渗处理的温度为
(700
～
850)℃
，时间为
(2
～
4)h
，渗层深度为
(0.5
～
1.5)mm。
[0015]一种前述双曲面空间构件检测装置的使用方法，步骤包括：步骤
A
，先将内曲面检具的圆柱体一上段从双曲面空间构件内侧插入双曲面空间构件的中心孔中，旋转内曲面检具至第一检测部位后保持固定不动，然后采用塞尺插入双曲面空间构件内球面与标准内弧面之间，并读取相应间隙数据；步骤
B
，旋转内曲面检具至下一检测部位，然后保持内曲面检具固定不动，再借助于塞尺获取此检测部位的相应间隙数据；步骤
C
，按照步骤
B
对其它所需检测部位进行检测，直到双曲面空间构件内壁尺寸检测完毕；步骤
D
，将外曲面检具的圆柱体二下段从双曲面空间构件外侧插入双曲面空间构件的中心孔中，旋转外曲面检具至第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种双曲面空间构件检测装置，其特征在于：它包括内曲面检具和外曲面检具，内曲面检具包括圆柱体一（1），在圆柱体一（1）上固定设置有第一弧形件（5），第一弧形件（5）的上表面为标准内弧面，标准内弧面的圆心与圆柱体一（1）轴线重合；外曲面检具包括圆柱体二（3），在圆柱体二（3）上固定设置有第二弧形件（2），第二弧形件（2）的下表面为标准外弧面，标准外弧面的圆心与圆柱体二（3）轴线重合；圆柱体一（1）的上段（
11
）高于标准内弧面顶点，圆柱体二（3）的下段（
31
）低于标准外弧面顶点，圆柱体一（1）的上段（
11
）
、
圆柱体二（3）的下段（
31
）各自刚好能够配合在双曲面空间构件的中心孔中
。2.
根据权利要求1所述的双曲面空间构件检测装置，其特征在于：除了圆柱体一（1）所在区域之外，所述第一弧形件（5）的顶面为平面；除了圆柱体二（3）所在区域之外，所述第二弧形件（2）的底面为平面
。3.
根据权利要求1所述的双曲面空间构件检测装置，其特征在于：所述的内弧面
、
外弧面的负公差尺寸为（
SR
‑
0.05
）
mm
，标准尺寸（
SR
）
mm
，正公差尺寸为（
SR
＋
0.05
）
mm
，加工允许偏差为
0.01mm。4.
根据权利要求1‑3任一项所述的双曲面空间构件检测装置，其特征在于：所述第一弧形件（5）
、
所述第二弧形件（2）均呈片状结构
。5.
一种如权利要求1‑4任一项所述双曲面空间构件检测装置的制备工艺，其特征在于，步骤包括：步骤1，根据双曲面空间构件的设计尺寸确定检测装置的尺寸；步骤2，选用模具钢为检测装置材料，按照检测装置的尺寸，加工出检具坯件，然后采用调质
+
深冷热处理方法对检具坯件进行热处理调控，再用线切割加工出满足尺寸精度要求的检具；步骤3，对所得检具进行低温碳氮共渗处理；步骤4，采用检测仪器对所得检具进行检测，检测合格的检具作为所述双曲面空间构件检测装置
。6.
根据权利要求5所述的制备工艺，其特征在于，所述调质
+
深冷热处理具体为：高温（
1050
～
1180
）
℃
×
2h+
（
80
～
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴护林，舒大禹，陈强，李忠盛，苏柳，陈文，吴洋，詹红，赵祖德，夏祥生，
申请(专利权)人：中国兵器装备集团西南技术工程研究所，
类型：发明
国别省市：