CN109551450B - 一种复杂结构精铸件划线检查装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种复杂结构精铸件划线检查装置，包括工装底盘，工装底盘顶部设置有若干个与精铸件端面的角向定位孔相适配的定位销，工装底盘顶部中央转动装配有芯轴，芯轴外表面装配有若干个第一划针，若干个第一划针分别对应待检查精铸件的若干个轴向尺寸，芯轴顶部转动装配有横梁，横梁底部装配有若干个第二划针，若干个第二划针分别对应待检查精铸件的若干个径向尺寸，工装底盘外周布置有若干个支座，若干个支座上沿工装底盘径向分别滑动装配有型面样板，若干个型面样板分别对应待检查精铸件外表面的若干个型面；本发明从根本上改变了复杂结构精铸件的毛料余量检查方法，使毛料余量检查方法有了大幅度改进，大大降低了操作难度，提高了加工效率和检查质量。

Description

一种复杂结构精铸件划线检查装置及方法

技术领域

本发明属于航空发动机机匣加工技术领域，具体涉及一种复杂结构精铸件划线检查装置及方法。

背景技术

在毛料为精铸件的零件加工过程中，由于零件结构复杂，毛料铸造难度大等原因，所使用毛料易出现局部余量不足的现象，为满足零件的加工需要，在机加工前需对铸件进行划线检查，以确定加工余量能否满足加工要求。

在以往的划线检查工作中，是由钳工在钳工台上使用分度盘，游标卡尺，高度尺等通用工具进行划线检查。整个加工过程需要操作者进行大量尺寸计算，并且完全依赖操作者手动完成。所以这种划线方法对操作者的操作水平及加工经验要求极高，导致划线检查工作过程难度较大，加工效率始终较低，平均单台零件划线检查需要12小时。这种加工现状使零件的加工技术一直处于落后水平，未能实现真正意义上的高效率、高精度加工，生产效率低、成本高、加工质量差。

该项技术通过对某复杂结构精铸毛料零件划线过程的分析，对该零件的划线检查工序的加工方法进行了大胆的改进，改变了原有的毛料检查方法，设计并制造了专用毛料检查夹具，将钳工手动划线改进为使用专用毛料检查夹具进行检查，使毛料余量检查方法有了大幅度的改进，减小了人为因素的影响，大大降低操作难度，提高了加工效率。

发明内容

为了从根本上改变复杂结构精铸件的毛料余量检查方法，将原有的钳工划线检查零件余量，调整为使用专用的毛料检查工装，本发明提供一种复杂结构精铸件划线检查装置及方法，技术方案如下：

一种复杂结构精铸件划线检查装置，包括工装底盘，所述工装底盘顶部设置有若干个与精铸件端面的角向定位孔相适配的定位销，若干个所述定位销与工装底盘中心的距离相等，工装底盘顶部中央转动装配有芯轴，芯轴与工装底盘上表面垂直设置，芯轴外表面装配有若干个第一划针，若干个第一划针均与芯轴垂直设置，若干个第一划针分别对应待检查精铸件的若干个轴向尺寸，芯轴顶部转动装配有横梁，横梁底部装配有若干个第二划针，若干个第二划针均与芯轴平行设置，若干个第二划针分别对应待检查精铸件的若干个径向尺寸，所述工装底盘外周布置有若干个支座，若干个支座上沿工装底盘径向分别滑动装配有型面样板，若干个型面样板分别对应待检查精铸件外表面的若干个型面。

所述工装底盘顶部设置有若干个辅助支撑。

一种复杂结构精铸件划线检查方法，采用前述的一种复杂结构精铸件划线检查装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将待检测精铸件上的若干个角向定位孔分别与若干个定位销一一对应，将精铸件放置在工装底盘顶部，完成待检测精铸件的中心定位和角向定位；

步骤2、转动芯轴，芯轴驱动第一划针在待检测精铸件内壁上划线，对比所划的线与待检测精铸件，判断各轴向尺寸是否有足够的加工余量；

步骤3、转动横梁，横梁驱动第二划针在待检测精铸件上表面划线，对比所划的线与待检测精铸件，判断各径向尺寸是否有足够的加工余量；

步骤4、分别推动若干个型面样板，使型面样板分别与其相对应的精铸件型面贴合，检查二者贴合程度，判断各精铸件型面是否有足够的加工余量。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明将钳工手动划线改进为使用专用毛料检查夹具进行检查，从根本上改变了复杂结构精铸件的毛料余量检查方法，使毛料余量检查方法有了大幅度改进，减少了人为因素的影响，大大降低了操作难度，提高了加工效率和检查质量，实现了降低成本及劳动者工作强度的目的。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的工装底盘结构示意图；

图3为本发明芯轴的装配结构示意图；

图4为本发明横梁的装配结构示意图；

图5为本发明型面样板的装配结构示意图；

图6为本发明具体实施方式涉及的零件的结构示意图。

其中：工装底盘1；定位销2；芯轴3第一划针4；横梁5；第二划针6；支座7；型面样板8；辅助支撑9。

具体实施方式

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

如图1至图5所示，本发明提供了一种复杂结构精铸件划线检查装置，包括工装底盘1，所述工装底盘1顶部设置有若干个与精铸件端面的角向定位孔相适配的定位销2，若干个所述定位销2与工装底盘1中心的距离相等，工装底盘1顶部中央转动装配有芯轴3，芯轴3与工装底盘1上表面垂直设置，芯轴3外表面装配有若干个第一划针4，若干个第一划针4均与芯轴3垂直设置，若干个第一划针4分别对应待检查精铸件的若干个轴向尺寸，芯轴3顶部转动装配有横梁5，横梁5底部装配有若干个第二划针6，若干个第二划针6均与芯轴3平行设置，若干个第二划针6分别对应待检查精铸件的若干个径向尺寸，所述工装底盘1外周布置有若干个支座7，若干个支座7上沿工装底盘1径向分别滑动装配有型面样板8，若干个型面样板8分别对应待检查精铸件外表面的若干个型面。

所述工装底盘1顶部设置有若干个辅助支撑9。

一种复杂结构精铸件划线检查方法，采用前述的一种复杂结构精铸件划线检查装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将待检测精铸件上的若干个角向定位孔分别与若干个定位销2一一对应，将精铸件放置在工装底盘1顶部，完成待检测精铸件的中心定位和角向定位；

步骤2、转动芯轴3，芯轴3驱动第一划针4在待检测精铸件内壁上划线，对比所划的线与待检测精铸件，判断各轴向尺寸是否有足够的加工余量；

步骤3、转动横梁5，横梁5驱动第二划针6在待检测精铸件上表面划线，对比所划的线与待检测精铸件，判断各径向尺寸是否有足够的加工余量；

步骤4、分别推动若干个型面样板8，使型面样板8分别与其相对应的精铸件型面贴合，检查二者贴合程度，判断各精铸件型面是否有足够的加工余量。

具体的，本发明以图6所示的零件为例，进行工装改进方法的说明。

该零件毛料为精铸件，整体结构复杂，尺寸数量众多，加工区域敞开性差，零件直径尺寸最大处为

型面复杂，外形面均布12块型面，是国内目前尺寸最大、最复杂、质量最重的薄壁精铸件，该零件的主要加工区域为：零件的前端面、后端面、型面表面以及零件的内型面，所以毛料的余量检查部位也主要集中在这些区域内。

零件原有的毛料检查方案为，在钳工台上使用分度盘和游标卡尺、高度尺等通用工具，根据毛料自身的轴向、径向和角向基准，通过找正和计算，在毛料表面使用划针划出可目视清晰的划线，用以确定该毛料表面的余量是否满足加工要求，这种方法不仅需要操作者全部手工完成，而且其中的计算量较大，加之毛料基准找正时存在的较大误差，使划线检查的难度较大，质量难以保证，针对这一问题，本发明根据毛料检查所涉及的各个零件表面，设计并制造能够与毛料基准相配合的，具有相应毛料尺寸标识的检测工装，并在不同尺寸标识处安装锥状划针，以提高检测结果的直观性。

针对本实施例涉及的零件，各部分的实施方法如下：

1.工装底盘1的方案实施。

原划线检查的过程中，划线前操作者需首先根据毛料上的端面、内孔及角向基准孔确定零件的划线基准，在此基准上进行划线工作。为简化零件的找正过程，如图2所示，首先设计出了具有找正功能的工装底盘1。在工装底盘1上设计两处定位销2，使之能够与零件端面上预制的角向定位孔相配合，并且两处定位销2所在的圆弧与工装底盘1的中心孔形成同心圆，这样的结构设计可以同时确定零件的角向以及径向基准。在此基础上，在工装底盘1上又增加了四处辅助支撑9，该四处辅助支撑9上表面与两处定位销2的轴向定位面在同一平面上，通过这一方法，确定零件的轴向基准。

2.轴向及径向尺寸检查方案实施。

在完成了零件基准找正的基础上，便开始毛料尺寸检查方案的实施了。零件中的轴向以及径向尺寸是该零件的主要加工尺寸，该部分的加工余量确认尤其重要。为能方便快捷的满足这一部分尺寸的检查要求，如图3所示，在工装底盘1上加装一处芯轴3，该芯轴3轴线与定位销2所构成的圆弧为同心设置，在毛料检查时即可满足芯轴3中心与零件中心重合。然后，在芯轴3上安装数个轴向高度不同的第一划针4，每个第一划针4的轴向高度与零件被检查的轴向尺寸相同。这一结构设计满足了零件轴向尺寸的检查要求。

在完成轴向尺寸检查的基础上，再进行径向尺寸的检查。由于径向尺寸的所在表面与轴向尺寸有所不同，是在零件的端面上，所以已有的芯轴3结构不能满足这部分尺寸的检查。于是我们在芯轴3的顶端再次增加一个横梁5，如图4所示，在横梁5上按照所检查的径向尺寸，安装多个第二划针6。并且该横梁5与芯轴3之间为精密配合，将配合误差降到最小，以增加检查精度。在使用时横梁5能够以芯轴3为中心进行旋转，从而实现径向尺寸的检查。

3.型面角向尺寸检查方案实施

在完成了轴向和径向尺寸的检查后，最后是检查零件型面的角向位置。该零件沿圆周共均布有12块型面，每块型面均比较复杂，在以往的划线检查中，型面的角向位置无法进行检查，此项检查内容一直处于空白状态。在设计检测工装时，如图5所示，我们按照每个理论型面设计制造了12个型面样板8，并按照理论位置将这些型面样板8通过支座7装配在工装底盘1上，型面样板8在支座7上可以沿零件直径方向进行滑动，方便零件装卸及尺寸检测。在检查尺寸时，将型面样板8滑向零件型面，观察型面样板8与型面是否重合，以此来判断零件型面角向偏差情况。

本发明的优异之处在于，此种全新的毛料检查理念，实现了大型复杂结构精铸机匣毛料检查的难题，填补了该项领域中的空白，并为此类问题的解决开拓了思路。

Claims (2)

1.一种复杂结构精铸件划线检查装置，其特征在于，包括工装底盘，所述工装底盘顶部设置有若干个与精铸件端面的角向定位孔相适配的定位销，若干个定位销与工装底盘中心的距离相等，工装底盘顶部中央转动装配有芯轴，芯轴与工装底盘上表面垂直设置，芯轴外表面装配有若干个第一划针，若干个第一划针均与芯轴垂直设置，若干个第一划针分别对应待检查精铸件的若干个轴向尺寸，芯轴顶部转动装配有横梁，横梁底部装配有若干个第二划针，若干个第二划针均与芯轴平行设置，若干个第二划针分别对应待检查精铸件的若干个径向尺寸，所述工装底盘外周布置有若干个支座，若干个支座沿工装底盘径向分别滑动装配有型面样板，若干个型面样板分别对应待检查精铸件外表面的若干个型面；

所述工装底盘顶部设置有若干个辅助支撑。

2.一种复杂结构精铸件划线检查方法，采用如权利要求1所述的一种复杂结构精铸件划线检查装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将待检测精铸件上的若干个角向定位孔分别与若干个定位销一一对应，将精铸件放置在工装底盘顶部，完成待检测精铸件的中心定位和角向定位；

步骤2、转动芯轴，芯轴驱动第一划针在待检测精铸件内壁上划线，对比所划的线与待检测精铸件，判断各轴向尺寸是否有足够的加工余量；

步骤3、转动横梁，横梁驱动第二划针在待检测精铸件上表面划线，对比所划的线与待检测精铸件，判断各径向尺寸是否有足够的加工余量；

步骤4、分别推动若干个型面样板，使型面样板分别与其相对应的精铸件型面贴合，检查二者贴合程度，判断各精铸件型面是否有足够的加工余量。

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