CN112082459B - 一种低压转子型面理论点精密测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种低压转子型面理论点精密测量装置及方法，属于低压转子型面加工技术领域。所述低压转子型面理论点精密测量装置包括基座以及设置于基座的若干个理论点测具，基座设置有V形槽和若干个安装孔，理论点测具包括套筒，套筒内设置有测量杆和弹簧，套筒的顶部设置有表夹，表夹与百分表连接，百分表的测针与弹簧的顶端固连，套筒的侧面设置有切向夹紧机构；低压转子型面理论点精密测量方法包括：S1、校表；S2、通过低压转子型面理论点精密测量装置测量低压转子型面理论点的实际值。所述低压转子型面理论点精密测量装置及方法，其直接在机床上进行测量，提高了零件的加工质量和测量准确度，实现了降本增效。

Description

一种低压转子型面理论点精密测量装置及方法

技术领域

本发明涉及低压转子型面加工技术领域，特别涉及一种低压转子型面理论点精密测量装置及方法。

背景技术

低压转子是小型发动机的重要转子件之一，该件的尺寸加工精度直接影响发动机的装配质量、可靠性及性能。低压转子型面加工理论点的测量，以往均采用三坐标测量，测量精度虽无问题，但测量不便利，无法在零件加工过程中机床上实施测量。零件理论点测量时，需将零件卸下后，在三坐标测量机上测量，测量后再重新装夹、找正、继续加工，造成效率低、质量风险增大。

发明内容

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种低压转子型面理论点精密测量装置及方法，其直接在机床上进行测量，提高了零件的加工质量和测量准确度，实现了降本增效。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种低压转子型面理论点精密测量装置，所述低压转子包括轴和盘，所述低压转子型面理论点精密测量装置包括基座以及设置于基座的若干个理论点测具；

所述基座设置有与低压转子的轴相切的V形槽和用于安装理论点测具的若干个安装孔；

所述理论点测具包括套筒，所述套筒内由下至上依次设置有测量杆和弹簧；所述套筒的顶部设置有表夹，所述表夹与百分表连接，所述百分表的测针与弹簧的顶端固连；所述套筒的侧面设置有切向夹紧机构，用于固定理论点测具。

进一步的，所述套筒为阶梯筒状结构，所述套筒内的下部设置测量杆，所述测量杆的外部固设有挡圈，所述挡圈位于套筒阶梯位置的上方，并且挡圈与设置于套筒内上部的弹簧的底端固连，所述弹簧的顶端与穿入套筒内的百分表的测针固连，并且百分表的测针使弹簧具有设定的压缩量。

进一步的，所述基座为长方体结构，所述V形槽设置于基座的侧面；所述理论点测具的百分表设置于基座的顶部，所述理论点测具的测量杆与低压转子型面理论点接触；所述基座的底面与低压转子的盘的端面接触。

进一步的，所述切向夹紧机构包括夹紧螺钉、夹紧螺母、衬套一和销子，所述夹紧螺钉穿过衬套一与夹紧螺母连接，所述夹紧螺钉设置有圆锥面，所述圆锥面与套筒外壁接触，所述销子设置于夹紧螺钉的侧面，用于对夹紧螺钉进行限位。

一种低压转子型面理论点精密测量方法，采用上述低压转子型面理论点精密测量装置，包括如下步骤：

S1、校表，将每个理论点测具的百分表均调零；

S2、将基座的V形槽放置在低压转子的轴上，使基座的底面与低压转子盘的端面接触，测量低压转子型面理论点的实际值。

进一步的，所述步骤S1中，通过标准件进行校表，所述标准件包括底座、心轴、衬套二和对表块，所述底座的两端均通过螺钉固连有衬套二，两个衬套二之间固连有对表块，所述对表块的中部设置有心轴，并且对表块设置有对表点，所述对表点的位置与低压转子型面理论点一致。

本发明的有益效果：

1)本发明测量装置重量轻、使用方便、可在零件加工过程中机床上测量、测量精度高，满足降本增效要求；

2)本发明测量装置为小型发动机低压转子型面加工过程理论点测量，由机床下使用三坐标机测量向机床上自制测量装置测量的成功突破，低压转子两端型面理论点尺寸精度的精确控制，大大提高了零件的加工质量、加工效率，避免了返修件及废品的产生；测量成本、加工成本、质量成本等大大降低，填补了同类件精确、高效测量的空白；为提高零件加工质量作用极大；对航空、航天发动机、燃气轮机等低压转子型面加工测量、最终质量监控和测量及类似件加工测量具有借鉴意义；

3)应用本发明测具后，低压转子型面加工(两端型面，每端型面加工定额为4小时)的合格率由92％提高至99％以上；型面加工效率提高了20％；

4)本发明的效益估算：200件×4小时×2×70元/小时×(99％-92％)+200件×5小时×2×70元/小时×20％＝35840元，应用本发明的技术，年提高经济效益35840元。

本发明的其他特征和优点将在下面的具体实施方式中部分予以详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例提供的低压转子的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种低压转子型面理论点精密测量装置的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的基座的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的理论点测具的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的标准件的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种低压转子型面理论点精密测量装置放在标准件上进行校表的示意图；

图7是本发明实施例提供的一种低压转子型面理论点精密测量装置测量低压转子型面理论点的示意图。

说明书附图中的附图标记包括：

1-基座，2-套筒，3-测量杆，4-挡圈，5-衬套一，6-销子，7-弹簧，8-螺母，9-表夹，10-切向夹紧机构，11-底座，12-心轴，13-衬套二，14-对表块，15-螺钉，16-百分表，17-低压转子，18-夹紧螺钉，19-夹紧螺母，20-圆锥面，21-底面，22-端面，23-盘，24-轴，25-V形槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“竖向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“一”、“二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种低压转子型面理论点精密测量装置，低压转子包括轴和盘，低压转子型面理论点精密测量装置包括基座以及设置于基座的若干个理论点测具；

基座设置有与低压转子的轴相切的V形槽和用于安装理论点测具的若干个安装孔；

理论点测具包括套筒，套筒内由下至上依次设置有测量杆和弹簧；套筒的顶部设置有表夹，表夹与百分表连接，百分表的测针与弹簧的顶端固连；套筒的侧面设置有切向夹紧机构，用于固定理论点测具。

本发明中，每个安装孔安装一个理论点测具，每个理论点测具通过一个切向夹紧机构固定。安装孔的位置也就是百分表的安装位置，是按零件图理论点位置进行设计、加工的。

进一步的，套筒为阶梯筒状结构，套筒内的下部设置测量杆，测量杆的外部固设有挡圈，挡圈位于套筒阶梯位置的上方，并且挡圈与设置于套筒内上部的弹簧的底端固连，弹簧的顶端与穿入套筒内的百分表的测针固连，并且百分表的测针使弹簧具有设定的压缩量。

进一步的，基座为长方体结构，V形槽设置于基座的侧面；理论点测具的百分表设置于基座的顶部，理论点测具的测量杆与低压转子型面理论点接触；基座的底面与低压转子的盘的端面接触。本发明中，基座的底部设置有凹槽，以保证基座底面与低压转子盘的端面精确接触，也避免测量杆测量时发生干涉。

进一步的，切向夹紧机构包括夹紧螺钉、夹紧螺母、衬套一和销子，夹紧螺钉穿过衬套一与夹紧螺母连接，夹紧螺钉设置有圆锥面，圆锥面与套筒外壁接触，销子设置于夹紧螺钉的侧面，用于对夹紧螺钉进行限位。本发明中，衬套一设置于基座内部，拧紧夹紧螺母使夹紧螺钉的圆锥面压紧套筒，以固定理论点测具。

一种低压转子型面理论点精密测量方法，采用低压转子型面理论点精密测量装置，包括如下步骤：

S1、校表，将每个理论点测具的百分表均调零；

S2、将基座的V形槽放置在低压转子的轴上，使基座的底面与低压转子盘的端面接触，测量低压转子型面理论点的实际值。

步骤S1中，通过标准件进行校表，标准件包括底座、心轴、衬套二和对表块，底座的两端均通过螺钉固连有衬套二，两个衬套二之间固连有对表块，对表块的中部设置有心轴，并且对表块设置有对表点，对表点的位置与低压转子型面理论点一致。

本发明中，将低压转子型面理论点精密测量装置放在标准件上，基座的V形槽靠严标准件的心轴，基座底面靠严标准件的衬套二的上端面，这时理论点测具的测量杆压在了标准件对表点上，然后调整表盘，使大表盘的零刻度线与表针对齐；将对表后的低压转子型面理论点精密测量装置放在低压转子上，基座的V形槽靠严低压转子轴表面，V形槽的底面靠严低压转子测量部位的端面，这时理论点测具的测量杆压在了低压转子型面的理论点上，百分表的表针所指刻度线的位置与对表刻度线的差值，即为理论点误差值。

实施例

本实施例以某小型发动机低压转子17型面理论点的测量为例进行低压转子17型面理论点精密测量装置及方法说明，如图1所示，低压转子17端面22(即基准面)是垂直轴心线的平面，而要加工、测量的型面是锥度面，该型面距端面22(即基准面)尺寸精确程度直接影响低压转子17的平衡精度、发动机的装配质量、性能、可靠性等重要指标，故低压转子17型面理论点尺寸的精度是保证该零件质量的关键。

如图1所示，低压转子17由盘23(直径≥460mm)和轴24组成(零件长≥440mm)，盘23由轮毂和叶片组成，轮毂两端面22加工有型面，理论点即分部在型面上，用以精确定位型面距端面22的位置，即在直径ΦD₁±0.01mm上，型面理论点距端面22的距离分别为

和

在直径ΦD₂±0.01mm上，型面理论点距端面22的距离分别为

和

低压转子17型面理论点技术分析：

在ΦD₁±0.01mm的直径位置，低压转子17的盘23两端面22距离轮毂型面理论点的尺寸为

和

在ΦD₂±0.01mm的直径位置，低压转子17的盘23两端面22距离轮毂型面理论点尺寸为

和

低压转子17理论点尺寸是设计给定的尺寸，通常尺寸精度都很高。加工时，除了装夹、找正、加工方法等诸多因素影响零件质量外，测量精度是验证、判断零件是否合格和确保零件加工质量的关键。从尺寸分布和精度要求得出，通过本发明的测量装置和测量方法能够提高零件型面的加工质量和加工效率。

如图2至图4所示，一种低压转子17型面理论点精密测量装置，低压转子17包括轴24和盘23，低压转子17型面理论点精密测量装置包括基座1以及设置于基座1的两个理论点测具；

基座1设置有与低压转子17的轴24相切的V形槽25和用于安装理论点测具的两个安装孔；

理论点测具包括套筒2，套筒2内由下至上依次设置有测量杆3和弹簧7；套筒2的顶部设置有表夹9，表夹9与百分表16连接，百分表16的测针与弹簧7的顶端固连；套筒2的侧面设置有切向夹紧机构10，用于固定理论点测具。

套筒2为阶梯筒状结构，套筒2内的下部设置测量杆3，测量杆3的外部固设有挡圈4，挡圈4位于套筒2阶梯位置的上方，并且挡圈4与设置于套筒2内上部的弹簧7的底端固连，弹簧7的顶端与穿入套筒2内的百分表16的测针固连，并且百分表16的测针使弹簧7具有设定的压缩量。本实施例中，表夹9的外部设置有螺母8，百分表16下端插入表夹9内，通过拧紧螺母8实现连接固定，百分表16的测针使弹簧7的压缩量为2-3mm。

基座1为长方体结构，V形槽25设置于基座1的侧面；理论点测具的百分表16设置于基座1的顶部，理论点测具的测量杆3与低压转子17型面理论点接触；基座1的底面21与低压转子17的盘23的端面22接触。

切向夹紧机构10包括夹紧螺钉18、夹紧螺母19、衬套一5和销子6，夹紧螺钉18穿过衬套一5与夹紧螺母19连接，夹紧螺钉18设置有圆锥面20，圆锥面20与套筒2外壁接触，销子6设置于夹紧螺钉18的侧面，用于对夹紧螺钉18进行限位。

本实施例中，采用设置有V形槽25的基座1，在基座1上加工两个与零件理论点径向尺寸相同的用于安装理论点测具的安装孔，V形槽25的两个斜面需与测量零件靠近端面22所在轴24的直径圆相切，解决了测量装置在低压转子17上定心的问题，在基座1上加工安装理论点测具的安装孔及安装切向夹紧机构10的孔，以便安装、夹紧百分表16，安装孔按照理论点的分布要求为两个，两个安装孔中心分布在以与V型槽相切的定心圆圆心为中心，以理论点所在圆为直径(即ΦD₁±0.01mm、ΦD₂±0.01mm)的圆上，且满足测量杆3测量点在V型槽相切的定心圆为圆心与安装孔中心相同距离的弦上，解决了百分表16在基座1上的精确定位问题。为了快速、准确测量和判断零件的尺寸以及在测量前准确对表、调零，制作了标准件，用于校对理论点测具的百分表16，解决了低压转子17型面理论点位置精确度的技术问题，达到了用理论点测具准确判断低压转子17型面理论点是否符合图纸要求的目的，满足了设计要求。

如图5至图7所示，一种低压转子17型面理论点精密测量方法，采用低压转子17型面理论点精密测量装置，包括如下步骤：

S1、校表，将每个理论点测具的百分表16均调零；步骤S1中，通过标准件进行校表，标准件包括底座11、心轴12、衬套二13和对表块14，底座11的两端均通过螺钉15固连有衬套二13，两个衬套二13之间固连有对表块14，对表块14的中部设置有心轴12，并且对表块14设置有对表点，对表点的位置与低压转子17型面理论点一致；

S2、将基座1的V形槽25放置在低压转子17的轴24上，使基座1的底面21与低压转子17盘23的端面22接触，测量低压转子17型面理论点的实际值。

本实施例中，理论点精密测量装置使用前，用标准件进行校表、调零，心轴12直径

与基座1V形槽25相切圆直径以及低压转子17轴24直径相同，对表块14的对表点ΦD₁±0.01mm、X±0.003mm，ΦD₂±0.01mm、Y±0.003mm与低压转子17型面理论点一致。

本实施例中，低压转子17型面理论点精密测量装置使用前，将其放在标准件上进行校表，两个测量杆3的位置为零件型面理论点位置，这时将两块百分表16表盘调零，调整后，表针在零刻度时的理论点值为：ΦD₁mm、Xmm，ΦD₂mm、Ymm即可。

本实施例中，测量时，首先将V形槽25的两个斜面贴严低压转子17的轴24表面，基座1底面21贴严低压转子17被测面一侧的端面22，这时两块百分表16指针显示的值即为零件型面理论点的实际值。因百分表16已经校验并调零，故测量时百分表16显示值与校表时的零刻度比较，顺时针的值为X+△mm、Y+△mm，逆时针的值为X-△mm、Y-△mm，△为测量时的指针指示值与校表时零指示的差值。

测量结论：

或

或

零件理论点判定为合格；X+Δmm或Y+Δmm测量值若大于理论点

或

的上差值时，低压转子17理论点判定为超差且无法修复；X+Δmm或Y+Δmm测量值若小于理论点

或

的下差值时，低压转子17理论点判定为有余量，应继续加工，直至到

或

公差范围内。

本发明的装置和方法适用于转子件、盘类件，且测量件中心部位有轴(或孔)等定心结构，测量零件范围：理论点径向尺寸

端向尺寸20mm以内；本发明对于平板类件、其它类型件或大于上述尺寸的类似件测量有借鉴意义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种低压转子型面理论点精密测量装置，所述低压转子包括轴和盘，其特征在于，所述低压转子型面理论点精密测量装置包括基座以及设置于基座的若干个理论点测具；

所述基座设置有与低压转子的轴相切的V形槽和用于安装理论点测具的若干个安装孔；所述基座为长方体结构，所述V形槽设置于基座的侧面；所述理论点测具的百分表设置于基座的顶部，所述理论点测具的测量杆与低压转子型面理论点接触；所述基座的底面与低压转子的盘的端面接触；

所述理论点测具包括套筒，所述套筒内由下至上依次设置有测量杆和弹簧；所述套筒的顶部设置有表夹，所述表夹与百分表连接，所述百分表的测针与弹簧的顶端固连；所述套筒的侧面设置有切向夹紧机构，用于固定理论点测具；

所述套筒为阶梯筒状结构，所述套筒内的下部设置测量杆，所述测量杆的外部固设有挡圈，所述挡圈位于套筒阶梯位置的上方，并且挡圈与设置于套筒内上部的弹簧的底端固连，所述弹簧的顶端与穿入套筒内的百分表的测针固连，并且百分表的测针使弹簧具有设定的压缩量；

所述切向夹紧机构包括夹紧螺钉、夹紧螺母、衬套一和销子，所述夹紧螺钉穿过衬套一与夹紧螺母连接，所述夹紧螺钉设置有圆锥面，所述圆锥面与套筒外壁接触，所述销子设置于夹紧螺钉的侧面，用于对夹紧螺钉进行限位。

2.一种低压转子型面理论点精密测量方法，采用权利要求1所述的低压转子型面理论点精密测量装置，其特征在于，包括如下步骤：

S1、校表，将每个理论点测具的百分表均调零；

S2、将基座的V形槽放置在低压转子的轴上，使基座的底面与低压转子盘的端面接触，测量低压转子型面理论点的实际值。

3.根据权利要求2所述的低压转子型面理论点精密测量方法，其特征在于，所述步骤S1中，通过标准件进行校表，所述标准件包括底座、心轴、衬套二和对表块，所述底座的两端均通过螺钉固连有衬套二，两个衬套二之间固连有对表块，所述对表块的中部设置有心轴，并且对表块设置有对表点，所述对表点的位置与低压转子型面理论点一致。

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