CN112212775B - 一种弧面薄壁零件检测和防变形装置及使用方法 - Google Patents

一种弧面薄壁零件检测和防变形装置及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种弧面薄壁零件检测和防变形装置及使用方法，包括，多个环形检测样板沿轴向分布；环形检测样板轴向外端面上固定有多个端面定位块；环形检测样板固定有左侧边样板、右侧边样板；左侧边样板、右侧边样板上固定限位压紧机构。弧面薄壁零件与环形检测样板、左侧边样板、右侧边样板贴合存在的间隙采用塞尺检测，解决了现有技术无法实现精确测量的问题；在左侧边样板、右侧边样板上的限位压紧机构对弧面薄壁零件端面进行压紧，使弧面薄壁零件与环形检测样板、左侧边样板、右侧边样板贴合进行应力释放处理，解决了弧面薄壁零件残余应力的释放在周向上会发生变形的问题。

Description

一种弧面薄壁零件检测和防变形装置及使用方法
技术领域
本发明涉及一种弧面薄壁零件检测和防变形装置及使用方法。
背景技术
在航天航空的飞行器外壳上，有时需要使用到弧面薄壁形状的零件，零件的外廓直径在1800mm至2600mm之间渐进变化，高1330mm，壁厚最薄处仅为3mm，采用碳纤维树脂基复合材料和芳纶纸蜂窝通过胶接固化成型；在装配到飞行器上后，其零件的型面为飞行器在大气中飞行时相适应的气动外形，使其轮廓尺寸度精度要求高，在生产完成后，需要对外壳体零件的型面轮廓尺寸进行检测，由于零件尺寸大，尺寸测量基准建在三维空间中，采用传动的激光跟踪仪检测方法和三坐标检测方法无法实现精确测量；
另一方面，由于零件采用了碳纤维树脂基复合材料、芳纶纸蜂窝、带状结构胶、粉末发泡胶等多种材料，这些材料的热膨胀系数不同，在零件固化成型过程中会产生一定量的残余应力，随着残余应力的释放零件在周向上会发生变形，导致零件周向轮廓尺寸难以达到设计的要求。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种弧面薄壁零件检测和防变形装置。
本发明提供了一种使用弧面薄壁零件检测和防变形装置的方法。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种弧面薄壁零件检测和防变形装置，包括：环形检测样板，环形检测样板顶面为与弧面薄壁零件沿周向底面弧面形状一致的弧面，所述环形检测样板多个，多个环形检测样板沿轴向分布后，多个环形检测样板的顶面高低形成与弧面薄壁零件轴向底面轮廓一致的对弧面薄壁零件底面进行支撑的弧面；
分布最前的环形检测样板轴向外端面上固定有多个端面定位块，多个端面定位块在环形检测样板径向上伸出；
多个环形检测样板的左、右顶面对应固定有左侧边样板、右侧边样板，左侧边样板、右侧边样板的内面形状与弧面薄壁零件轴向端面形状相同，安装后与左侧边样板、右侧边样板顶部内面相切；
左侧边样板、右侧边样板上均固定安装有对弧面薄壁零件压紧的限位压紧机构，限位压紧机构为多个间隔的安装在左侧边样板和右侧边样板上。
所述沿轴向分布在最前和最后的环形检测样板设有槽口；在对弧面薄壁零件安装时，能经槽口用手扶持或在槽口内安装弹性缓冲块，避免弧面薄壁零件与环形检测样板顶部的弧面刚性冲击；同时，在弧面薄壁零件安装在环形检测样板后，当弧面薄壁零件与环形检测样板之间存在的间隙不便于使用塞尺检测进行检测时，能借助槽口到弧面薄壁零件底面的间隔来检测数据。
还包括连接板，连接板固定连接在多个环形检测样板的两侧中部上，以加强多个间隔分布的环形检测样板之间的连接强度。
还包括架板，多个环形检测样板的底部与架板固定连接，架板对多个间隔分布的环形检测样板之间的底部进行连接加强强度。
所述架板底部的固定连接有制动万向轮，制动万向轮的固定连接端与架板底部的固定连接，制动万向轮的活动滚轮端能自由活动；便于整体装置的移动，实现对弧面薄壁零件的运输。
所述端面定位块上设有通孔，环形检测样板轴向外端面上设有螺纹孔，端面定位块经螺钉与环形检测样板上的螺纹孔旋合，实现固定连接。
所述连接板经螺钉与环形检测样板固定连接，便于通过螺钉的旋合进行拆卸。
所述架板经螺钉与环形检测样板固定连接，便于通过螺钉的旋合进行环形检测样板的更换。
所述限位压紧机构包括压板、螺母、固定座、压板杆，固定座固定在左侧边样板或右侧边样板上，压板杆贯穿在固定座上设置的通孔内，向环形检测样板方向的压板杆一端上固定有压板，压板底部为与弧面薄壁零件贴合的弧面，压板杆另一端与螺母旋合；螺母旋合压板杆拉压板紧压弧面薄壁零件；所述压板杆与固定座上的通孔间隙配合，螺母大于通孔，使得压板杆能在固定座上旋转；便于通过转动压板杆来调整压板对弧面薄壁零件紧压的位置，避免紧压点不在弧面薄壁零件上出现局部微观拉压破损的问题。
一种使用弧面薄壁零件检测和防变形装置的方法，步骤如下：
步骤一:将弧面薄壁零件从后侧的环形检测样板向前侧的环形检测样板斜放安装，至弧面薄壁零件端面与端面定位块接触完成定位，此时，保证弧面薄壁零件底面与多个环形检测样板贴合，保证弧面薄壁零件的左、右侧边对应与左侧边样板、右侧边样板贴合，采用塞尺检测贴合面存在的间隙；
步骤二:旋松螺母，压板杆带动压板旋转使压板端面与弧面薄壁零件内面接触，旋紧螺母与压板杆拉压板紧压弧面薄壁零件，左侧边样板、右侧边样板上的多个限位压紧机构将弧面薄壁零件紧压在环形检测样板上；
步骤三:在经过自然条件下的应力释放处理时，旋松螺母对贴合面存在的间隙采用塞尺检测，每一次检测时需要转动压板杆来调整压板对弧面薄壁零件紧压的位置，而后旋紧螺母，避免紧压点不变弧面薄壁零件上出现局部微观拉面破损的问题，直至获得经准确检测后的弧面薄壁零件。
本发明的有益效果在于：弧面薄壁零件与环形检测样板、左侧边样板、右侧边样板贴合存在的间隙采用塞尺检测，解决了现有技术无法实现精确测量的问题；在左侧边样板、右侧边样板上的限位压紧机构对弧面薄壁零件端面进行压紧，使弧面薄壁零件与环形检测样板、左侧边样板、右侧边样板贴合进行应力释放时效处理，解决了弧面薄壁零件残余应力的释放在周向上会发生变形的问题。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中A处的局部放大示意图；
图3是本发明的使用状态结构示意图；
图中：1-环形检测样板；11-槽口；2-限位压紧机构；3-连接板；4-端面定位块；5-左侧边样板；6-右侧边样板；7-架板；8-制动万向轮；9-弧面薄壁零件；21-压板；22-螺母；23-固定座；24-压板杆。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1至3所示。
本发明的一种弧面薄壁零件检测和防变形装置，包括：环形检测样板1，环形检测样板1顶面为与弧面薄壁零件9沿周向底面弧面形状一致的弧面，所述环形检测样板1多个，多个环形检测样板1沿轴向分布后，多个环形检测样板1的顶面高低形成与弧面薄壁零件9轴向底面轮廓一致的对弧面薄壁零件9底面进行支撑的弧面；
分布最前的环形检测样板1轴向外端面上固定有多个端面定位块4，多个端面定位块4在环形检测样板1径向上伸出；
多个环形检测样板1的左、右顶面对应固定有左侧边样板5、右侧边样板6，左侧边样板5、右侧边样板6的内面形状与弧面薄壁零件9轴向端面形状相同，安装后与左侧边样板5、右侧边样板6顶部内面相切；
左侧边样板5、右侧边样板6上均经螺钉固定安装有对弧面薄壁零件9压紧的限位压紧机构2，限位压紧机构2为多个间隔的安装在左侧边样板5和右侧边样板6上。
所述沿轴向分布在最前和最后的环形检测样板1设有槽口11；在对弧面薄壁零件9安装时，能经槽口11用手扶持或在槽口11内安装弹性缓冲块，避免弧面薄壁零件9与环形检测样板1顶部的弧面刚性冲击；同时，在弧面薄壁零件9安装在环形检测样板1后，当弧面薄壁零件9与环形检测样板1之间存在的间隙不便于使用塞尺检测进行检测时，能借助槽口11到弧面薄壁零件9底面的间隔来检测数据。
还包括连接板3，连接板3固定连接在多个环形检测样板1的两侧中部上，以加强多个间隔分布的环形检测样板1之间的连接强度。
还包括架板7，多个环形检测样板1的底部与架板7固定连接，架板7对多个间隔分布的环形检测样板1之间的底部进行连接加强强度。
所述架板7底部的固定连接有制动万向轮8，制动万向轮8的固定连接端与架板7底部的固定连接，制动万向轮8的活动滚轮端能自由活动；便于整体装置的移动，实现对弧面薄壁零件9的运输。
所述端面定位块4上设有通孔，环形检测样板1轴向外端面上设有螺纹孔，端面定位块4经螺钉与环形检测样板1上的螺纹孔旋合，实现固定连接。
所述连接板3经螺钉与环形检测样板1固定连接，便于通过螺钉的旋合进行拆卸。
所述架板7经螺钉与环形检测样板1固定连接，便于通过螺钉的旋合进行环形检测样板1的更换。
所述限位压紧机构2包括压板21、螺母22、固定座23、压板杆24，固定座23经螺钉固定在左侧边样板5或右侧边样板6上，压板杆24贯穿在固定座23上设置的通孔内，向环形检测样板1方向的压板杆24一端上一体式固定有压板21，压板21底部为与弧面薄壁零件9贴合的弧面，压板杆24另一端与螺母22旋合；螺母22旋合压板杆24拉压板21紧压弧面薄壁零件9；所述压板杆24与固定座23上的通孔间隙配合，螺母22大于通孔，使得压板杆24能在固定座23上旋转；便于通过转动压板杆24来调整压板21对弧面薄壁零件9紧压的位置，避免紧压点不在弧面薄壁零件9上出现局部微观拉压破损的问题。
所述压板21的硬度小于弧面薄壁零件9的硬度，压板21的硬度最大为弧面薄壁零件9的硬度二分之一，使得磨损尽可能发生在压板21上。
一种使用弧面薄壁零件检测和防变形装置的方法，步骤如下：
步骤一:将弧面薄壁零件9从后侧的环形检测样板1向前侧的环形检测样板1斜放安装，至弧面薄壁零件9端面与端面定位块4接触完成定位，此时，保证弧面薄壁零件9底面与多个环形检测样板1贴合，保证弧面薄壁零件9的左、右侧边对应与左侧边样板5、右侧边样板6贴合，采用塞尺检测贴合面存在的间隙；
步骤二:旋松螺母22，压板杆24带动压板21旋转使压板21端面与弧面薄壁零件9内面接触，旋紧螺母22与压板杆24拉压板21紧压弧面薄壁零件9，左侧边样板5、右侧边样板6上的多个限位压紧机构2将弧面薄壁零件9紧压在环形检测样板1上；
步骤三:在经过自然条件下的应力释放处理，旋松螺母22对贴合面存在的间隙采用塞尺检测，每一次检测时需要转动压板杆24来调整压板21对弧面薄壁零件9紧压的位置，而后旋紧螺母22，避免紧压点不变弧面薄壁零件9上出现局部微观拉面破损的问题，直至获得经准确检测后的弧面薄壁零件9，。
弧面薄壁零件9与环形检测样板1、左侧边样板5、右侧边样板6贴合存在的间隙采用塞尺检测，解决了现有技术无法实现精确测量的问题；在左侧边样板5、右侧边样板6上的限位压紧机构2对弧面薄壁零件9端面进行压紧，使弧面薄壁零件9与环形检测样板1、左侧边样板5、右侧边样板6贴合进行应力释放时效处理，解决了弧面薄壁零件9残余应力的释放在周向上会发生变形的问题。

Claims (9)

1.一种弧面薄壁零件检测和防变形装置，其特征在于，包括：环形检测样板(1)，环形检测样板(1)顶面为与弧面薄壁零件(9)沿周向底面弧面形状一致的弧面，所述环形检测样板(1)有多个，多个环形检测样板(1)沿轴向分布后，多个环形检测样板(1)的顶面高低形成与弧面薄壁零件(9)轴向底面轮廓一致的对弧面薄壁零件(9)底面进行支撑的弧面；分布最前的环形检测样板(1)轴向外端面上固定有多个端面定位块(4)，多个端面定位块(4)在环形检测样板(1)径向上伸出；多个环形检测样板(1)的左、右顶面对应固定有左侧边样板(5)、右侧边样板(6)，左侧边样板(5)、右侧边样板(6)的内面形状与弧面薄壁零件(9)周向端面形状相同，安装后与左侧边样板(5)、右侧边样板(6)顶部内面相切；左侧边样板(5)、右侧边样板(6)上均固定安装有对弧面薄壁零件(9)压紧的限位压紧机构(2)，限位压紧机构(2)为多个间隔的安装在左侧边样板(5)和右侧边样板(6)上；
所述限位压紧机构(2)包括压板(21)、螺母(22)、固定座(23)、压板杆(24)，固定座(23)固定在左侧边样板(5)或右侧边样板(6)上，压板杆(24)贯穿在固定座(23)上设置的通孔内，向环形检测样板(1)方向的压板杆(24)一端上固定有压板(21)，压板(21)底部为与弧面薄壁零件(9)贴合的弧面，压板杆(24)另一端与螺母(22)旋合所述压板杆(24)与固定座(23)上的通孔间隙配合，螺母(22)大于通孔；
在左侧边样板(5)、右侧边样板(6)上的限位压紧机构对弧面薄壁零件(9)端面进行压紧，使弧面薄壁零件(9)与环形检测样板(1)、左侧边样板(5)、右侧边样板(6)贴合进行应力释放时效处理。
2.如权利要求1所述的弧面薄壁零件检测和防变形装置，其特征在于：所述沿轴向分布在最前和最后的环形检测样板(1)设有槽口(11)；在对弧面薄壁零件(9)安装时，能经槽口(11)用手扶持或在槽口(11)内安装弹性缓冲块。
3.如权利要求1所述的弧面薄壁零件检测和防变形装置，其特征在于：还包括连接板(3)，连接板(3)固定连接在多个环形检测样板(1)的两侧中部上。
4.如权利要求1所述的弧面薄壁零件检测和防变形装置，其特征在于：还包括架板(7)，多个环形检测样板(1)的底部与架板(7)固定连接。
5.如权利要求4所述的弧面薄壁零件检测和防变形装置，其特征在于：所述架板(7)底部的固定连接有制动万向轮(8)。
6.如权利要求5所述的弧面薄壁零件检测和防变形装置，其特征在于：所述端面定位块(4)上设有通孔，环形检测样板(1)轴向外端面上设有螺纹孔，端面定位块(4)经螺钉与环形检测样板(1)上的螺纹孔旋合。
7.如权利要求3所述的弧面薄壁零件检测和防变形装置，其特征在于：所述连接板(3)经螺钉与环形检测样板(1)固定连接。
8.如权利要求4所述的弧面薄壁零件检测和防变形装置，其特征在于：所述架板(7)经螺钉与环形检测样板(1)固定连接。
9.一种使用权利要求1至8任一项所述的弧面薄壁零件检测和防变形装置的方法，包括如下步骤：步骤一:将弧面薄壁零件(9)从后侧的环形检测样板(1)向前侧的环形检测样板(1)斜放安装，至弧面薄壁零件(9)轴向端面与端面定位块(4)接触完成定位，此时，保证弧面薄壁零件(9)底面与多个环形检测样板(1)贴合，保证弧面薄壁零件(9)的左、右侧边对应与左侧边样板(5)、右侧边样板(6)贴合，采用塞尺检测贴合面存在的间隙；
步骤二:旋松螺母(22)，压板杆(24)带动压板(21)旋转使压板(21)端面与弧面薄壁零件(9)内面接触，旋紧螺母(22)使压板杆(24)拉压板(21)紧压弧面薄壁零件(9)，左侧边样板(5)、右侧边样板(6)上的多个限位压紧机构(2)将弧面薄壁零件(9)紧压在环形检测样板(1)上；
步骤三: 在经过自然条件下的应力释放处理时，旋松螺母(22)对贴合面存在的间隙采用塞尺检测，每一次检测时需要转动压板杆(24)来调整压板(21)对弧面薄壁零件(9)紧压的位置，而后旋紧螺母(22)。
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