CN110657737B - 一种双曲面检测装置及检测方法 - Google Patents

一种双曲面检测装置及检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于飞机工装检测技术，涉及一种双曲面检测装置及检测方法。双曲面检测装置，其由检基座(3)和调整件(4)组成，其中，检基座(3)由检测座(5)和定位座(6)组成台阶状结构，所述检测座中心设置有用于光标球安装的凹槽(7)，所述定位座(6)为中孔筒状结构，与凹槽(7)底部之间连通，且所述定位座(6)侧壁设置有若干收口通孔(8)，所述调整件(4)为带有磁力的球头柱体，设置在收口通孔内，调整件(4)的球头能与定位座(6)所在的工装检测孔内壁吸附。本发明通过对检测装置的独特结构设计，使得在双曲面测量中，能够精确定位，并方便取出，解决了制造公差尺寸差异的双曲面工装中法向检测孔无法精确检测的难题。

Description

一种双曲面检测装置及检测方法
技术领域
本发明属于飞机工装检测技术，涉及一种双曲面检测装置及检测方法。
背景技术
飞机工装制造过程中，会需要大量曲面结构，并对曲面外形有严格要求，因此需要对曲面形状进行检测。在飞机工装双曲面检测过程中，一般在飞机工装曲面上开设检测孔，通过对检测孔的检测来实现对飞机工装曲面的检测。
现有飞机工装曲面检测所需的检测孔为法向台阶孔位，且检测孔制造后的内径公差尺寸各不相同，因此在当前的双曲面工装检测过程中，经常发生检测光标座在检测孔中晃动或过紧的情况。
当前检测光标座为台阶柱状实心结构，材料为金属件。使用当前检测光标座对飞机双曲面工装中法向台阶孔位实施检测完成后，经常发生检测光标座深陷法向台阶孔内无法取出情况。
当前检测光标座为台阶柱状实心结构，在放入检测孔内实施检测时，经常发生被检测孔内原有气体顶出或被检测孔内真空吸附无法取出的情况。
发明内容
本发明的目的是：提供能够满足不同制造公差尺寸精孔检测精确度要求的，方便在深陷法向台阶孔内取出的一种双曲面检测装置及检测方法。
本发明包括飞机工装1和新制备双曲面检测装置2，飞机工装的工作型面为双曲面，在工作型面内制造有多处法向检测孔，在每个法向检测孔的顶端均制有同心的下陷台阶孔。
本发明的技术方案是：
新制备一种双曲面检测装置，其由检基座3和调整件4组成，其中，基座3由检测座5和定位座6组成台阶状结构，所述检测座3中心设置有用于光标球安装的凹槽7，所述定位座6为中孔筒状结构，与凹槽7的底部之间连通，且所述定位座6侧壁设置有若干收口通孔8，所述调整件4为带有磁力的球头柱体，设置在收口通孔8内，调整件4的球头能与定位座6所在的飞机工装的检测孔内壁吸附。
所述收口通孔8向下倾斜，倾斜角度不大于45°，避免重力对磁力有过大干涉影响。所述收口通孔8环绕定位座6中心线对称设置，且其设置数量不少于4个。
所述检测座5具有不小20N的磁吸力，从而便于稳定光标球，避免晃动影响检测精度，所述定位座6磁吸力不大于0.1N，以尽可能减少对调整件4的约束。
所述定位座6采用去磁处理，使其与调整件4之间无吸附关系。
所述调整件4采用异磁处理，使其与检测座5之间无吸附关系。
所述定位座6与检测座5为一体成型结构，二者同轴且严格垂直。
所述定位座6为非磁性材料，通过螺纹连接或胶接的方式与带有磁力的检测座5垂直连接。
所述检测座5表面环绕凹槽周围设置有若干方位调节槽9，便于旋转调节检测装置位置。
一种双曲面检测装置的检测方法，其先将带有调整件4的检测装置安装在待测双曲面工装的检测台阶孔内，调整到位后，在磁力作用下，调整件4与工装的检测台阶孔内壁紧密吸附，实现对检测装置的固定，将检测光标球放置在检测座的凹槽7内，并吸附固定，通过将检测装置布置在待测双曲面工装内的不同检测孔位置进行检测，实现对工装双曲面形状的检测，检测完成后，取出检测光标球，然后用钩子穿过检测座5与定位座6之间的连通孔，即可方便将检测装置从所安装的检测台阶孔内取出。
所述检测装置放入检测台阶孔后，如果位置需要调整，利用夹持机构通过方位调节槽9旋转整个检测装置，使得调整件4沿着检测台阶孔内壁旋转，调整合适位置，使得调整件4分布在检测台阶孔内壁磁力均匀，同时检测台阶孔表面与检测座底面平齐。
本发明的优点
本发明解决了制造公差尺寸差异的双曲面工装中法向定位孔无法精确检测的难题，定位方法简洁，定位精确，方便在深陷法向台阶孔内取出，解决了之前检测光标座检测过程中被气体顶出及真空吸紧难以取出难题。
附图说明
图1为本发明的示意图。
图2为本发明双曲面检测装置的示意图。
图3调整件结构示意图。
其中，1-双曲面工装、2-双曲面检测装置、3-检基座、4-调整件、5-检测座、6-定位座、7-凹槽、8-收口通孔、9-方位调节槽。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本申请作进一步地详细说明。为简单起见，以下描述中省略了本领域技术人员公知的某些技术特征。
实施例1：
飞机工装工作型面为双曲面，在工作型面内制造有多处法向定位孔，在每个法向定位孔的顶端均制有同心的下陷台阶孔。
在双曲面工装中需检测的法向定位孔的实际内径尺寸为Φ20+0.08毫米，孔深20毫米，下陷台阶孔的制造内径尺寸为Φ32毫米，孔深5毫米，法向定位孔顶部中心点理论坐标值为(X14621.16,Y107.46,Z2725.23)。
新制备双曲面检测装置，其由基座3和调整件4组成，基座3的材料为聚四氟乙烯，为非磁性材料，基座3由检测座5和定位座6组成台阶状结构，检测座5的外径尺寸为Φ28毫米，检测座5的厚度尺寸为4±0.02毫米，检测座5中心设置有用于光标球安装的凹槽7，凹槽7的圆弧尺寸为Φ10H7，在圆弧凹槽7的底部中心制有内径尺寸为Φ5的通孔，用于导气，同时取出时，可供钩形工具深入，方便从检测孔取出。所述定位座6为空心圆柱体，定位座6的外径尺寸为Φ20h8毫米,定位座6的内圆尺寸为Φ8毫米,定位座6的长度尺寸为16毫米,定位座6的四壁中段均布制有4处收口通孔8，收口通孔8的槽中心线与水平方向成负20度角度制造，便于调整件下滑，收口通孔8底端圆弧最外边突出定位座6的外圆柱面最大尺寸为0.5毫米，收口通孔8的内径尺寸为Φ4H7毫米，检测座5和定位座6同心，检测座5和定位座6成一体制造。所述调整件4的外径尺寸为Φ4h8毫米，为带有磁力的球头柱体，设置在收口通孔8内，调整件4的球头能与定位座6所在的飞机工装的检测孔内壁吸附。
(二)将双曲面工装在平台找正固定，清理工作型面及法向定位孔表面，清理下陷台阶孔表面；
(三)按图组装检测装置2；
(四)将检测装置2放置在双曲面工装的法向定位孔中，通过方位调节槽9旋转整个检测装置，使得调整件4沿着检测台阶孔内壁旋转，调整合适位置，使得调整件4分布在检测台阶孔内壁磁力均匀，同时检测台阶孔表面与检测座底面平齐；
(五)将现有检测用光标球放置在凹槽7中，实测凹槽7的圆弧中心点坐标值后，转换计算得出法向检测孔顶部中心点实测坐标值为(X14621.06,Y107.48,Z2725.17)，因此得知双曲面工装的法向检测孔的坐标数值满足±0.1毫米制造公差要求，双曲面工装中法向检测孔的位置准确；
(六)取下检测用光标球，使用钩型工具穿过检测座5与定位座6之间的连通孔，将检测装置2从所安装的检测台阶孔内取出；
(七)将双曲面工装从平台取下，清理工装表面及法向检测孔和下陷台阶孔表面，完成双曲面工装的检测工作。
实施例2：
飞机工装工作型面为双曲面，在工作型面内制造有多处法向定位孔，在每个法向定位孔的顶端均制有同心的下陷台阶孔。
在双曲面工装中需检测的法向定位孔的实际内径尺寸为Φ26+0.04毫米，孔深28毫米，下陷台阶孔的制造内径尺寸为Φ38毫米，孔深5毫米，法向定位孔顶部中心点理论坐标值为(X15641.16,Y108.46,Z2826.23)。
新制备双曲面检测装置，其由基座3和调整件4组成，基座3由检测座5和定位座6组成台阶状结构，检测座5的外径尺寸为Φ30毫米，检测座5的厚度尺寸为4±0.02毫米，检测座5中心设置有用于光标球安装的凹槽7，凹槽7的圆弧尺寸为Φ10H7，在圆弧凹槽7的底部中心制有内径尺寸为Φ5的通孔，定位座6为空心圆柱体，定位座6的外径尺寸为Φ26h8毫米,定位座6的内圆尺寸为Φ10毫米,定位座6的长度尺寸为20毫米,定位座6的四壁中段均布制有6处收口通孔8，收口通孔8的槽中心线与水平方向成负26度角度制造，收口通孔8底端圆弧最外边突出定位座6的外圆柱面最大尺寸为0.8毫米，收口通孔8的内径尺寸为Φ6H7毫米。
检测座5为带磁性的金属材料制成，定位座6由无磁性的非金属材料聚四氟乙烯制成，定位座6通过胶接的方式与检测座5垂直连接，检测座5和定位座6同心，调整件4的外径尺寸为Φ6h8毫米，调整件4为带有磁力的球头柱体，设置在收口通孔8内，调整件4的球头能与定位座6所在的飞机工装的检测孔内壁吸附。
调整件4与检测座5的磁极相斥，避免二者之间的吸附，产生阻力。
(二)将双曲面工装在平台找正固定，清理工作型面及法向定位孔表面，清理下陷台阶孔表面；
(三)按图组装检测装置2；
(四)将检测装置2放置在双曲面工装的法向定位孔中，通过方位调节槽9旋转整个检测装置，使得调整件4沿着检测台阶孔内壁旋转，调整合适位置，使得调整件4分布在检测台阶孔内壁磁力均匀，同时检测台阶孔表面与检测座底面平齐；
(五)将现有检测用光标球放置在凹槽7中，实测凹槽7的圆弧中心点坐标值后，转换计算得出法向检测孔顶部中心点实测坐标值为(X15641.06,Y108.48,Z2826.17)，因此得知双曲面工装的法向检测孔的坐标数值满足±0.1毫米制造公差要求，双曲面工装中法向检测孔的位置准确；
(六)取下检测用光标球，使用钩件穿过检测座5与定位座6之间的连通孔，将检测装置2从所安装的检测台阶孔内取出；
(七)将双曲面工装从平台取下，清理工装表面及法向检测孔和下陷台阶孔表面，完成双曲面工装的检测工作。
实施例3：
飞机工装工作型面为双曲面，在工作型面内制造有多处法向定位孔，在每个法向定位孔的顶端均制有同心的下陷台阶孔。
在双曲面工装中需检测的法向定位孔的实际内径尺寸为Φ24+0.03毫米，孔深26毫米，下陷台阶孔的制造内径尺寸为Φ32毫米，孔深8毫米，法向定位孔顶部中心点理论坐标值为(X24621.16,Y1072.46,Z2746.23)。
新制备双曲面检测装置，其由基座3和调整件4组成，基座3由检测座5和定位座6组成台阶状结构，检测座5的外径尺寸为Φ28毫米，检测座5的厚度尺寸为6±0.02毫米，检测座5中心设置有用于光标球安装的凹槽7，凹槽7的圆弧尺寸为Φ10H7，在圆弧凹槽7的底部中心制有内径尺寸为Φ5的通孔，定位座6为空心圆柱体，定位座6的外径尺寸为Φ24h8毫米,定位座6的内圆尺寸为Φ10毫米,定位座6的长度尺寸为20毫米,定位座6的四壁中段均布制有4处收口通孔8，收口通孔8的槽中心线与水平方向成负30度角度制造，收口通孔8底端圆弧最外边突出定位座6的外圆柱面最大尺寸为0.5毫米，收口通孔8的内径尺寸为Φ4H7毫米，检测座5和定位座6同心，调整件4为带有磁力的球头柱体，设置在收口通孔8内，调整件4的球头能与定位座6所在的飞机工装的检测孔内壁吸附，调整件4的外径尺寸为Φ4h8毫米。
检测座5和定位座6为一体金属结构，其中，检测座5带有一定的磁性，其具有不小于2kg的磁吸力，可以吸附光标球，避免检测时，光标球晃动，影响检测精度。
调整件4与检测座5的磁极相斥，避免二者之间的吸附，产生阻力。
定位座6采用去磁处理，使得其具有不大于0.01kg的磁吸力，避免对其内部调整件4产生吸附约束。
(二)将双曲面工装在平台找正固定，清理工作型面及法向定位孔表面，清理下陷台阶孔表面；
(三)按图组装检测装置2；
(四)将检测装置2放置在双曲面工装的法向定位孔中，通过方位调节槽9旋转整个检测装置，使得调整件4沿着检测台阶孔内壁旋转，调整合适位置，使得调整件4分布在检测台阶孔内壁磁力均匀，同时检测台阶孔表面与检测座底面平齐；
(五)将现有检测用光标球放置在凹槽7中，实测凹槽7的圆弧中心点坐标值后，转换计算得出法向检测孔顶部中心点实测坐标值为(X24621.06,Y1072.48,Z2746.17)，因此得知双曲面工装的法向检测孔的坐标数值满足±0.1毫米制造公差要求，双曲面工装中法向检测孔的位置准确；
(六)取下检测用光标球，使用钩件穿过检测座5与定位座6之间的连通孔，将检测装置2从所安装的检测台阶孔内取出；
(七)将双曲面工装从平台取下，清理工装表面及法向检测孔和下陷台阶孔表面，完成双曲面工装的检测工作。
实施例4：
飞机工装工作型面为双曲面，在工作型面内制造有多处法向定位孔，在每个法向定位孔的顶端均制有同心的下陷台阶孔。
在双曲面工装中需检测的法向定位孔的实际内径尺寸为Φ24+0.08毫米，孔深28毫米，下陷台阶孔的制造内径尺寸为Φ34毫米，孔深10毫米，法向定位孔顶部中心点理论坐标值为(X18624.16,Y408.46,Z2563.23)。
新制备双曲面检测装置，其由基座3和调整件4组成，基座3由检测座5和定位座6组成台阶状结构，检测座5的外径尺寸为Φ28毫米，检测座5的厚度尺寸为8±0.02毫米，检测座5中心设置有用于光标球安装的凹槽7，凹槽7的圆弧尺寸为Φ12H7，在圆弧凹槽7的底部中心制有内径尺寸为Φ5的通孔，定位座6为空心圆柱体，定位座6的外径尺寸为Φ24h8毫米,定位座6的内圆尺寸为Φ8毫米,定位座6的长度尺寸为20毫米,定位座6的四壁中段均布制有4处收口通孔8，收口通孔8的槽中心线与水平方向成负32度角度制造，收口通孔8底端圆弧最外边突出定位座6的外圆柱面最大尺寸为0.8毫米，收口通孔8的内径尺寸为Φ6H7毫米。
检测座5为磁性金属材料制成，定位座6为非磁性金属材料制成，二者通过胶接或螺纹连接的方式相互垂直，并连接为一整体。检测座5和定位座6同心，调整件4为带有磁力的球头柱体，设置在收口通孔8内，调整件4的球头能与定位座6所在的飞机工装的检测孔内壁吸附，调整件4的外径尺寸为Φ4h8毫米。
调整件4与检测座5的磁极相斥，避免二者之间的吸附，产生阻力。
(二)将双曲面工装在平台找正固定，清理工作型面及法向定位孔表面，清理下陷台阶孔表面；
(三)按图组装检测装置2；
(四)将检测装置2放置在双曲面工装的法向定位孔中，通过方位调节槽9旋转整个检测装置，使得调整件4沿着检测台阶孔内壁旋转，调整合适位置，使得调整件4分布在检测台阶孔内壁磁力均匀，同时检测台阶孔表面与检测座底面平齐；
(五)将现有检测用光标球放置在凹槽7中，实测凹槽7的圆弧中心点坐标值后，转换计算得出法向检测孔顶部中心点实测坐标值为(X18624.06,Y408.48,Z2563.17)，因此得知双曲面工装的法向检测孔的坐标数值满足±0.1毫米制造公差要求，双曲面工装中法向检测孔的位置准确；
(六)取下检测用光标球，使用钩件穿过检测座5与定位座6之间的连通孔，将检测装置2从所安装的检测台阶孔内取出；
(七)将双曲面工装从平台取下，清理工装表面及法向检测孔和下陷台阶孔表面，完成双曲面工装的检测工作。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种双曲面检测装置，其特征在于，由检基座(3)和调整件(4)组成，其中，检基座(3)由检测座(5)和定位座(6)组成台阶状结构，所述检测座中心设置有用于光标球安装的凹槽(7)，所述定位座(6)为中孔筒状结构，与凹槽(7)底部之间连通，且所述定位座(6)侧壁设置有若干收口通孔(8)，所述调整件(4)为带有磁力的球头柱体，设置在收口通孔内，调整件(4)的球头能与定位座(6)所在的工装检测孔内壁吸附；
所述收口通孔向下倾斜，倾斜角度不大于45°，其环绕定位座(6)中心线对称设置，且其设置数量不少于4个；
所述检测座(5)具有不小于20N的磁吸力，所述定位座(6)磁吸力不大于0.1N；
所述定位座(6)采用去磁处理，使其与调整件4之间无吸附关系；
所述调整件(4)采用异磁处理，使其与检测座(5)之间无吸附关系。
2.根据权利要求1所述的双曲面检测装置，其特征在于，所述定位座(6)与检测座为一体成型结构，二者同轴且严格垂直。
3.根据权利要求1所述的双曲面检测装置，其特征在于，所述定位座(6)为非磁性材料，通过螺纹连接或胶接的方式与带有磁力的检测座(5)垂直连接。
4.根据权利要求1所述的双曲面检测装置，其特征在于，所述检测座(5)表面环绕凹槽周围设置有若干方位调节槽(9)。
5.一种双曲面检测装置的检测方法，其特征在于，采用如权利要求1-4中任一项所述的装置，先将带有调整件(4)的检测装置安装在待测双曲面工装的检测台阶孔内，调整到位后，在磁力作用下，调整件(4)与工装的检测台阶孔内壁紧密吸附，实现对检测装置的固定，检测光球放置在检测座(5)的凹槽(7)内，并吸附固定，通过将检测装置布置在待测双曲面工装的不同位置进行检测，实现对工装的双曲面形状的检测，检测完成后，取出检测光球，然后用钩子穿过检测座(5)与定位座(6)之间的连通孔，即可方便将检测装置从所安装的检测台阶孔内取出。
6.根据权利要求5所述的双曲面检测装置的检测方法，其特征在于，所述检测装置放入检测台阶孔后，如果位置需要调整，利用夹持机构通过方位调节槽(9)旋转整个检测装置，使得调整件(4)沿着检测台阶孔内壁旋转，调整合适位置。
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