CN110926295B

CN110926295B - 测量装置

Info

Publication number: CN110926295B
Application number: CN201911104718.4A
Authority: CN
Inventors: 张雅琼; 黄倩; 贺冶; 胡志星; 郭皓邦; 朱朝霞; 陈艳芳
Original assignee: AECC South Industry Co Ltd
Current assignee: AECC South Industry Co Ltd
Priority date: 2019-11-13
Filing date: 2019-11-13
Publication date: 2021-06-04
Anticipated expiration: 2039-11-13
Also published as: CN110926295A

Abstract

本发明公开了一种测量装置，包括工件定位盘、自适应机构、压紧机构以及测量机构，压紧机构用于将待测量零件沿轴向固定在工件定位盘上，并使待测量零件的下支撑环与自适应机构顶抵接触，以将自适应机构压紧在工件定位盘上，自适应机构的第一端与工件定位盘固定连接，自适应机构的第二端与下支撑环顶抵接触，以使自适应机构的第二端端面与下支撑环的外端面重合，形成待测量零件的测量零面，测量机构穿过待测量零件的内腔并与测量零面抵接，以测量待测量零件的上加工孔的内端面与下支撑环的外端面之间的距离值。本发明的测量装置，可以直接测量待测量零件的上加工孔的内端面至下支撑环的外端面之间的尺寸值，测量方便、测量精度高。

Description

测量装置

技术领域

本发明涉及夹具检具技术领域，特别地，涉及一种测量装置。

背景技术

如图1所示，一种航空发动机零件，包括本体，本体内沿轴向设有台阶孔，在本体的一端的内腔加工有上加工孔，在本体的另一端沿径向向外侧延伸形成有安装边，且沿轴向向外侧延伸形成有下支撑环。

在加工时，要求磨削上加工孔φD(0，-0.005)时，在线测量其底面H与下支撑环外圆φd±0.1端面K(该端面为测量基准)的距离L(0，-0.05)，保证加工质量及生产效率。在实际测量时，由于尺寸L(0，-0.05)测量基准端面K与零件定位基准B不重合，测量基准端面K与定位基准B的距离L’(+0.1，0)，基准不重合误差最大达到0.1，超过待测尺寸公差0.05，从而无法用定位基准替换测量基准端面K进行测量；并且，测量基准端面K与上加工孔φD(0，-0.005)底面H不是同一方向的平面，再加上待测尺寸L(0，-0.05)的公差小且处于零件内腔，导致无法直接测量该尺寸值，且测量数据不准确，给零件加工带来很大困难。

发明内容

本发明提供的测量装置，以解决现有的量具无法直接测量零件的上加工孔的内端面至下支撑环的外端面之间的尺寸值，导致测量不准确的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种测量装置，待测量零件包括本体，本体的第一端加工有上加工孔，本体的第二端的内腔设有台阶孔，本体的第二端沿轴向向外延伸形成下支撑环，测量装置包括沿待测量零件的轴向依次布设的工件定位盘、自适应机构、压紧机构以及测量机构，压紧机构用于将待测量零件沿轴向固定在工件定位盘上，并使待测量零件的下支撑环与自适应机构顶抵接触，以将自适应机构压紧在工件定位盘上，自适应机构的第一端与工件定位盘固定连接，自适应机构的第二端与下支撑环顶抵接触，以使自适应机构的第二端端面与下支撑环的外端面重合，形成待测量零件的测量零面，测量机构沿待测量零件的轴向穿过待测量零件的内腔并与测量零面抵接，以测量待测量零件的上加工孔的内端面与下支撑环的外端面之间的距离值。

进一步地，待测量零件的第二端沿径向向外延伸形成安装边，自适应机构包括固定部和设于固定部内的基准部，固定部包括定位柱、安装板、压板以及紧固件，定位柱的第一端固定设于工件定位盘上，定位柱的第二端用于顶抵安装边，定位柱的第二端沿轴向凹设形成有用于容纳基准部的容纳内腔，定位柱的侧面沿径向凹设形成避让通槽，安装板沿径向穿过避让通槽并沿定位柱的轴向可滑动地设置，压板设于安装边远离工件定位盘的一侧，压板和安装板通过紧固件固定连接，紧固件带动安装板沿轴向滑动，以夹紧基准部和下支撑环。

进一步地，安装板的朝向基准部的表面沿轴向凹设形成定位凹槽，基准部为支承测量柱，支承测量柱靠近待测量零件的端面与下支撑环的外端面重合，支承测量柱的表面上凸设有与定位凹槽对应的定位凸耳，支承测量柱通过定位凸耳套设于安装板内。

进一步地，紧固件包括双头螺栓，双头螺栓沿轴向穿过压板和安装板设置，双头螺栓靠近安装板的一端通过六角螺母紧固固定，双头螺栓靠近压板的一端通过带肩螺母紧固固定。

进一步地，紧固件还包括拧紧螺杆，拧紧螺杆沿轴向穿过支承测量柱并与安装板通过螺纹紧固连接。

进一步地，压紧机构包括压紧板和压紧螺栓，压紧板设于压板远离工件定位盘的一侧，压紧螺栓沿轴向穿过压紧板并与工件定位盘通过螺纹紧固连接。

进一步地，支承测量柱的径向尺寸与容纳内腔的径向尺寸相匹配以防止支承测量柱沿径向摆动。

进一步地，测量机构包括表架和测量表，测量表设于表架上，表架设于上加工孔内并与上加工孔的内端面抵接，以使表架的抵接面与上加工孔的内端面重合形成测量定位面，测量表穿过测量定位面并与测量零面抵接以测量待测量零件的上加工孔的内端面至下支撑环的外端面之间的距离值。

进一步地，支承测量柱上靠近待测量零件的一端的端面的表面粗糙度0.8以上，与待测量零件的上加工孔的内端面抵接的表架的外端面的表面粗糙度0.8以上。

进一步地，测量表还包括沿轴向依次布设的测头、第一衬套、套筒、量杆、弹簧、第二衬套、表夹、表头，量杆的第一端与测头固定连接，量杆的第二端通过弹簧与表夹连接，量杆通过第一衬套和套筒套设于第二衬套内，第二衬套设于表架内。

本发明具有以下有益效果：

本发明的测量装置，通过压紧机构用于将待测量零件沿轴向固定在工件定位盘上，并使待测量零件的下支撑环与自适应机构顶抵接触，以将自适应机构压紧在工件定位盘上，便于按加工位置或测量位置固定待测量零件，防止待测量零件在测量或加工过程中松动；在具体测量时，由于自适应机构的第二端端面与下支撑环的外端面重合，形成待测量零件的测量零面，将测量基准端面K转化到自适应机构的第二端端面上，且与上加工孔的底面处于同一方向平面上，在机加工需要测量零件的尺寸时，可以通过与测量机构配合，直接测量上加工孔的内端面距离下支撑环外端面之间的距离，实现待测量零件的在线测量，即在测量尺寸后，只需移除测量机构，即可进行零件的再次加工，加工和测量方便，测量精度高。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有航空发动机零件结构示意图；

图2是本发明优选实施例的测量装置的结构示意图；

图3是图2中H-H的剖视图；

图4是图2中D-D的剖视图；

图5是本发明优选实施例的测量装置的第一装配结构图；

图6是本发明优选实施例的测量装置的第二装配结构图；

图7是图5中的定位柱的主视图；

图8是图5中的安装板的主视图；

图9是图8中的安装板的俯视图；

图10是图5中的压板的主视图；

图11是图5中的基准部的主视图；

图12是图11中的基准部的俯视图；

图13是本发明优选实施例的测量机构的结构示意图。

图例说明：

100、测量装置；10、工件定位盘；20、自适应机构；21、固定部；211、定位柱；2111、容纳内腔；2112、避让通槽；212、安装板；2121、定位凹槽；213、压板；214、紧固件；2141、双头螺栓；2142、拧紧螺杆；22、基准部；221、定位凸耳；30、压紧机构；31、压紧板；32、压紧螺栓；40、测量机构；41、表架；42、测量表；421、测头；422、第一衬套；423、套筒；424、量杆；425、弹簧；426、第二衬套；427、表夹；428、表头；50、测量零面；60、测量定位面；200、待测量零件。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12和图13所示，本实施例的测量装置100，待测量零件200包括本体，本体的第一端加工有上加工孔，本体的第二端的内腔设有台阶孔，本体的第二端沿轴向向外延伸形成下支撑环，测量装置100包括沿待测量零件200的轴向依次布设的工件定位盘10、自适应机构20、压紧机构30以及测量机构40，压紧机构30用于将待测量零件200沿轴向固定在工件定位盘10上，并使待测量零件200的下支撑环与自适应机构20顶抵接触，以将自适应机构20压紧在工件定位盘10上，自适应机构20的第一端与工件定位盘10固定连接，自适应机构20的第二端与下支撑环顶抵接触，以使自适应机构20的第二端端面与下支撑环的外端面重合，形成待测量零件200的测量零面50，测量机构40沿待测量零件200的轴向穿过待测量零件200的内腔并与测量零面50抵接，以测量待测量零件200的上加工孔的内端面与下支撑环的外端面之间的距离值。

本发明的测量装置100，通过压紧机构30用于将待测量零件200沿轴向固定在工件定位盘10上，并使待测量零件200的下支撑环与自适应机构20顶抵接触，以将自适应机构20压紧在工件定位盘10上，便于按加工位置或测量位置固定待测量零件200，防止待测量零件200在测量或加工过程中松动；在具体测量时，由于自适应机构20的第二端端面与下支撑环的外端面重合，形成待测量零件200的测量零面50，将测量基准端面K转化到自适应机构20的第二端端面上，且与上加工孔的底面处于同一方向平面上，在机加工需要测量零件的尺寸时，可以通过与测量机构40配合，直接测量上加工孔的内端面距离下支撑环外端面之间的距离，实现待测量零件200的在线测量，即在测量尺寸后，只需移除测量机构40，即可进行零件的再次加工，加工和测量方便，测量精度高。

可以理解地，工件定位盘10可以是圆盘，也可以是矩形盘等其他形状的定位盘，具体地，在本实施例中，工件定位盘10为机床上的固定圆盘。

可以理解地，压紧机构30可以是抱箍、卡箍等抱紧机构，也可以是螺栓压紧机构30，只要可以将待测量零件200沿轴向固定在工件定位盘10上，并使待测量零件200沿朝向工件定位盘10的方向压紧自适应机构20即可。

进一步地，待测量零件200的第二端沿径向向外延伸形成安装边，自适应机构20包括固定部21和设于固定部21内的基准部22，固定部21包括定位柱211、安装板212、压板213以及紧固件214，定位柱211的第一端固定设于工件定位盘10上，定位柱211的第二端用于顶抵安装边，定位柱211的第二端沿轴向凹设形成有用于容纳基准部22的容纳内腔2111，定位柱211的侧面沿径向凹设形成避让通槽2112，安装板212沿径向穿过避让通槽2112并沿定位柱211的轴向可滑动地设置，压板213设于安装边远离工件定位盘10的一侧，压板213和安装板212通过紧固件214固定连接，紧固件214带动安装板212沿轴向滑动，以夹紧基准部22和下支撑环。可以理解地，当待测量零件200有安装边时，可以通过紧固件214固定连接压板213和安装板212以夹持基准部22和安装边，从而带动安装板212沿轴向滑动使基准部22与下支撑环抵接，便于从定位柱211的外侧进行操作，将测量基准端面K转化到基准部22端面上。

可以理解地，定位柱211可以是圆形环定位柱211，也可以是矩形环定位柱211；安装板212可以是圆形环安装板212，也可以是矩形环安装板212；压板213可以是圆形环定压板213，也可以是矩形环压板213，定位柱211、安装板212以及压板213的形状根据待测量零件200的形状进行设置，基准部22的形状可以是圆柱体，也可以是长方体，基准部22的形状根据下支撑环的内腔的形状布设。

进一步地，为了防止基准部22沿径向摆动，安装板212的朝向基准部22的表面沿轴向凹设形成定位凹槽2121，基准部22为支承测量柱，支承测量柱靠近待测量零件200的端面与下支撑环的外端面重合，支承测量柱的表面上凸设有与定位凹槽2121对应的定位凸耳221，支承测量柱通过定位凸耳221套设于安装板212内。

进一步地，为了便于调节夹紧压板213和安装块，紧固件214包括双头螺栓2141，双头螺栓2141沿轴向穿过压板213和安装板212设置，双头螺栓2141靠近安装板212的一端通过六角螺母紧固固定，双头螺栓2141靠近压板213的一端通过带肩螺母紧固固定。

可以理解地，双头螺栓2141的数量可以是两个，两个双头螺栓2141分别设于安装板212的两端。

进一步地，为了防止基准部22沿轴向滑动，紧固件214还包括拧紧螺杆2142，拧紧螺杆2142沿轴向穿过支承测量柱并与安装板212通过螺纹紧固连接。可以理解地，拧紧螺杆2142的数量可以是一个，也可以是多个。

进一步地，压紧机构30包括压紧板31和压紧螺栓32，压紧板31设于压板213远离工件定位盘10的一侧，压紧螺栓32沿轴向穿过压紧板31并与工件定位盘10通过螺纹紧固连接。可以理解地，压紧螺栓32的数量可以是多个，沿压紧板31的周向间隔布设。

更优地，支承测量柱的径向尺寸与容纳内腔2111的径向尺寸相匹配以防止支承测量柱沿径向摆动。

进一步地，测量机构40包括表架41和测量表42，测量表42设于表架41上，表架41设于上加工孔内并与上加工孔的内端面抵接，以使表架41的抵接面与上加工孔的内端面重合形成测量定位面60，测量表42穿过测量定位面60并与测量零面50抵接以测量待测量零件200的上加工孔的内端面至下支撑环的外端面之间的距离值。

进一步地，为了保证测量精度，支承测量柱靠近待测量零件200的端面的表面粗糙度0.8以上，与待测量零件200的上加工孔的内端面抵接的表架41的外端面的表面粗糙度0.8以上。

进一步地，测量表42还包括沿轴向依次布设的测头421、第一衬套422、套筒423、量杆424、弹簧425、第二衬套426、表夹427、表头428、测量零面50，量杆424的第一端与测头421固定连接，量杆424的第二端通过弹簧425与表夹427连接，量杆424通过第一衬套422和套筒423套设于第二衬套426内，第二衬套426设于表架41内。

本发明中待测量零件200的形状为圆柱形，上加工孔的横截面的形状为圆形，下支撑环的形状为圆形环，安装边为环形安装边，本发明的测量装置100的具体使用过程如下：

一，通过销钉或螺杆将定位柱211的第一端固定在工件定位盘10的表面上；将安装板212沿支承测量柱的径向插入避让通孔内，并使安装板212的定位凹槽2121远离工件定位盘10布设；将支承测量柱沿轴向放入定位柱211的容纳内腔2111内，并使支承测量柱的定位凸耳221设于定位凹槽2121内，并通过拧紧螺杆2142固定连接支承测量柱和安装板212；具体地，支承测量柱的外径与容纳内腔2111的内径相匹配，以防止支承测量柱沿径向摆动。

二，将待测量零件200设于定位柱211的第二端上，使定位柱211的第二端顶抵安装边(即，将待测量零件200基准面B与安装边的外端面贴合)，并使压板213盖在零件安装边上，用压紧机构30压紧压板213，通过压板213将零件固定在定位柱211上，使零件、定位柱211以及压紧机构30成为一体，保证零件在加工、测量位置中不松动；具体地，将压紧板31与压板213贴合，并拧紧压紧螺栓32，将待测量零件200按目标位置固定。

三，装配双头螺栓2141、紧固螺母以及带肩螺母，使双头螺栓2141穿过穿过压板213端部的螺母孔并通过螺纹及紧固螺母与安装板212连接，旋转调整带肩螺母，通过压板213、双头螺栓2141、安装板212带动支承测量柱向零件测量基准端面K靠近直至贴合，从而使夹具测量面与零件测量基准端面K融为同一平面，并在加工、测量中保持不变。

四，在需要对待测量零件200进行机加工时，可以直接作业；在需要测量时，通过设置表架41，将表架41设于上加工孔内并与上加工孔的内端面抵接，以使表架41的一端面与内端面重合形成测量定位面60，测量时测量表42的测量定位面60与零件上的测量基准H完全贴合，测头421在弹簧425力的作用下始终保持与夹具测量面贴合，实现在线测量尺寸；具体地，在测量时，可以将测量机构40与对表件配合校对待测尺寸L。

本发明实施例的具体实施例的有益效果如下：

通过设置测量支撑柱与下支撑环的外端面重合，形成待测量零件200的测量零面50，将零件测量基准端面K转化成与待测内孔φD底面H大小对应，方向一致，其无测量基准误差的夹具测量基准面，实现待测尺寸在线测量；

通过设置压紧板31，再用压紧螺栓32与工件定位盘10配合压紧，防止压伤待测量零件200，通过在定位柱211上设有避让通槽2112与容纳内腔2111，使支承测量柱与定位柱211以及安装板212配合引导，便于在外部操作，使支承测量柱与下支撑环的外端面贴合；实现零件加工时的在线测量，即在测量后，只需移除测量机构40，即可进行零件的再次加工。

通过设置表架41，测量表42的测量定位面60与零件上的测量基准H完全贴合，夹具与零件测量基准一致，测量时消除基准误差。

以上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

1.一种测量装置，待测量零件包括本体，所述本体的第一端加工有上加工孔，所述本体的第二端的内腔设有台阶孔，所述本体的第二端沿轴向向外延伸形成下支撑环，其特征在于，

所述测量装置包括沿所述待测量零件的轴向依次布设的工件定位盘(10)、自适应机构(20)、压紧机构(30)以及测量机构(40)，

所述压紧机构(30)用于将所述待测量零件沿轴向固定在所述工件定位盘(10)上，并使所述待测量零件的所述下支撑环与所述自适应机构(20)顶抵接触，以将所述自适应机构(20)压紧在所述工件定位盘(10)上，

所述自适应机构(20)的第一端与所述工件定位盘(10)固定连接，所述自适应机构(20)的第二端与所述下支撑环顶抵接触，以使所述自适应机构(20)的第二端端面与所述下支撑环的外端面重合，形成所述待测量零件的测量零面(50)，

所述测量机构(40)沿所述待测量零件的轴向穿过所述待测量零件的内腔并与所述测量零面(50)抵接，以测量所述待测量零件的所述上加工孔的内端面与所述下支撑环的外端面之间的距离值，

所述待测量零件的第二端沿径向向外延伸形成安装边，

所述自适应机构(20)包括固定部(21)和设于所述固定部(21)内的基准部(22)，

所述固定部(21)包括定位柱(211)、安装板(212)、压板(213)以及紧固件(214)，所述定位柱(211)的第一端固定设于所述工件定位盘(10)上，所述定位柱(211)的第二端用于顶抵所述安装边，所述定位柱(211)的第二端沿轴向凹设形成有用于容纳所述基准部(22)的容纳内腔(2111)，所述定位柱(211)的侧面沿径向凹设形成避让通槽(2112)，所述安装板(212)沿径向穿过所述避让通槽(2112)并沿所述定位柱(211)的轴向可滑动地设置，

所述压板(213)设于所述安装边远离所述工件定位盘(10)的一侧，所述压板(213)和所述安装板(212)通过所述紧固件(214)固定连接，所述紧固件(214)带动所述安装板(212)沿轴向滑动，以夹紧所述基准部(22)和所述下支撑环。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，

所述安装板(212)的朝向所述基准部(22)的表面沿轴向凹设形成定位凹槽(2121)，

所述基准部(22)为支承测量柱，所述支承测量柱靠近所述待测量零件的端面与所述下支撑环的外端面重合，

所述支承测量柱的表面上凸设有与所述定位凹槽(2121)对应的定位凸耳(221)，所述支承测量柱通过所述定位凸耳(221)套设于所述安装板(212)内。

3.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，

所述紧固件(214)包括双头螺栓(2141)，所述双头螺栓(2141)沿轴向穿过所述压板(213)和所述安装板(212)设置，所述双头螺栓(2141)靠近所述安装板(212)的一端通过六角螺母紧固固定，所述双头螺栓(2141)靠近所述压板(213)的一端通过带肩螺母紧固固定。

4.根据权利要求3所述的测量装置，其特征在于，

所述紧固件(214)还包括拧紧螺杆(2142)，所述拧紧螺杆(2142)沿轴向穿过所述支承测量柱并与所述安装板(212)通过螺纹紧固连接。

5.根据权利要求4所述的测量装置，其特征在于，

所述压紧机构(30)包括压紧板(31)和压紧螺栓(32)，所述压紧板(31)设于所述压板(213)远离所述工件定位盘(10)的一侧，所述压紧螺栓(32)沿轴向穿过所述压紧板(31)并与所述工件定位盘(10)通过螺纹紧固连接。

6.根据权利要求5所述的测量装置，其特征在于，

所述支承测量柱的径向尺寸与所述容纳内腔(2111)的径向尺寸相匹配以防止所述支承测量柱沿径向摆动。

7.根据权利要求6所述的测量装置，其特征在于，

所述测量机构(40)包括表架(41)和测量表(42)，所述测量表(42)设于所述表架(41)上，

所述表架(41)设于所述上加工孔内并与所述上加工孔的内端面抵接，以使表架(41)的抵接面与所述上加工孔的内端面重合形成测量定位面(60)，所述测量表(42)穿过所述测量定位面(60)并与所述测量零面(50)抵接以测量待测量零件的上加工孔的内端面至所述下支撑环的外端面之间的距离值。

8.根据权利要求7所述的测量装置，其特征在于，

所述支承测量柱上靠近所述待测量零件的一端的端面的表面粗糙度0.8以上，

与所述待测量零件的所述上加工孔的内端面抵接的所述表架(41)的外端面的表面粗糙度0.8以上。

9.根据权利要求8所述的测量装置，其特征在于，

所述测量表(42)还包括沿轴向依次布设的测头(421)、第一衬套(422)、套筒(423)、量杆(424)、弹簧(425)、第二衬套(426)、表夹(427)、表头(428)，所述量杆(424)的第一端与所述测头(421)固定连接，所述量杆(424)的第二端通过所述弹簧(425)与所述表夹(427)连接，所述量杆(424)通过所述第一衬套(422)和所述套筒(423)套设于所述第二衬套(426)内，所述第二衬套(426)设于所述表架(41)内。