CN206818103U - 一种壁厚测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种壁厚测量装置。所述壁厚测量装置包括底座，装在底座上的操作组件、后定位组件、前定位组件和测杆组件；所述后定位组件和前定位组件用于夹持定位工件，所述测杆组件上装有千分表和测量杆；在测量工件的壁厚时，位于工件外侧壁上的千分表的触头中心、位于工件内侧壁上的测量杆的触头中心均与工件的中心轴线等高，且千分表的触头中心线与测量杆的触头中心线在一条直线上；所述操作组件用于调整所述千分表和测量杆的测点位置。本实用新型可大面积多点测量任意位置的零件壁厚，且测量精密可靠，结构紧凑，测量效率高。

Description

一种壁厚测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种壁厚测量装置及测量方法，特别适用于尺寸精度要求高的带圆弧的多角度圆锥体壁厚的方便测量。

背景技术

某些飞行物体的关键零件的形状及尺寸要求非常高，例如薄壁圆锥体零件的壁厚尺寸公差经常要求在0.05～0.10mm内，壁厚公差过大会直接影响产品的性能，因此零件的壁厚测量是工序关键点。

然而，有些薄壁圆锥体是多角度且带圆弧的，因形状复杂，壁厚的精准测量是个难点，人工持普通卡尺根本无法测量；采用电子仪器或超声波测厚仪，圆锥弧面影响测量精度，三座标设备测量整锥面各部位的测量效率太低，且成本太高。

例如电子仪器测量，中国实用新型专利申请CN201510810944.X公开了一种筒形零件壁厚测量表架及测量方法，所述筒形零件壁厚测量表架构成如下：支杆I、支杆II、横杆、调整装置、百分表、测量头和底座；所述支杆II的下端固定连接于底座的上侧一端，支杆I的下端活动连接于底座的另一端，支杆I的上端为锥尖状结构，横杆的一端通过调整装置与支杆II的上端相连，百分表连接于横杆的另一端，测量头连接于百分表的下端，测量头与支杆I上端的锥尖状结构对接，被测筒形零件的筒壁位于测量头与支杆I之间。

又例如超声波测厚，中国实用新型专利申请CN201610497557.X公开了一种钛合金管材壁厚超声测量的探头调节装置，在检测装置外壳内设置第一连接件，第一连接件的一端固定第二连接件，该第二连接件的顶面与上下调节螺杆的底面贴靠，在第一连接件的另一端安装主要调整体外壳，主要调整体外壳中设有相互固定在一起的第三连接件和第四连接件，第三连接件与能够原地旋转的高度调节螺杆螺纹配合，在第四连接件中嵌装探头放置槽，探头放置槽内安装探头，在探头的旁边设置能够原地转动的微调螺杆，在主要调整体外壳的左右两侧对称设置左右调节螺杆。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种壁厚测量装置及测量方法，该壁厚测量装置利用测量触头和千分表的组合，采用接触产品轮廓式的测量方法，可大面积多点测量任意位置的零件（尤其是带圆弧多角度薄壁圆锥体零件）壁厚，且测量精密可靠，结构紧凑，测量效率高。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种壁厚测量装置，其特征在于，包括底座，装在底座上的操作组件、后定位组件、前定位组件和测杆组件；所述后定位组件和前定位组件用于夹持定位工件，所述测杆组件上装有千分表和测量杆；在测量工件的壁厚时，位于工件外侧壁上的千分表的触头中心、位于工件内侧壁上的测量杆的触头中心均与工件的中心轴线等高，且千分表的触头中心线与测量杆的触头中心线在一条直线上；所述操作组件用于调整所述千分表和测量杆的测点位置。

本实用新型所述的千分表的触头中心、测量杆的触头中心均与工件的中心轴线等高并不是值绝对等高，而是允许误差在±0.05mm的范围内。

优选所述工件为圆锥体，更优选为带圆弧多角度薄壁圆锥体零件。

根据本实用新型的实施例，还可以对本实用新型作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

根据本实用新型的实施例，所述前定位组件包括安装在底座上的前支座，该前支座的顶部装有用于定位工件一端的支架；所述支架具有缺口，且支架在安装时该缺口位置水平且朝向测杆组件的方向，以便测量杆从该缺口处进入测量位置。更优选地，所述支架的定位端上设有三个槽，每个槽内通过轴承套装有小轴承。由此，通过小轴承可以方便旋转工件进行壁厚测量。

根据本实用新型的实施例，所述后定位组件包括安装在底座上的后支座，该后支座的顶部装有滑套，该滑套的一端装有用于定位工件另一端的内顶尖；优选所述滑套的外端部装有弹簧和调整螺钉。

根据本实用新型的实施例，所述测杆组件包括立柱和千分表座，所述立柱上套装有联接套，该联接套的顶部装有联接杆，该联接杆与所述测量杆固定相连；所述千分表座的顶部装有所述千分表；所述联接套的下部和千分表座的下部通过摆动杆相连；所述立柱和千分表座的位置通过操作组件进行调整。

优选地，所述底座包括支座，设置在支座上的导板，所述导板上开有用于安装滑板的Ⅰ槽和Ⅱ槽。所述滑板上装有所述立柱和千分表座，通过调整滑板相对导板的位置调整所述千分表和测量杆的测点位置。

为了方便通过摆动杆调整千分表和测量杆的位置，所述滑板上装有拉手座和装在拉手座上的拉杆。

为了方便实现摆动杆、千分表座、连接套绕立柱摆动，所述联接套与摆动杆之间设有多个环绕立柱底端设置的多个滚珠。

利用所述的壁厚测量装置测量壁厚的方法包括如下步骤：千分表的触头接触工件的外壁，测量杆的触头接触工件的内壁，利用测量杆的测量触头和千分表的测量触头分别接触工件的轮廓对工件的轮廓进行测量，测量时，千分表的触头中心、测量杆的触头中心均与工件的中心轴线等高，且千分表的触头中心线与测量杆的触头中心线在一条直线上。

进一步地，上述测量壁厚的方法包括如下步骤：

S1测量时，先将一个合格产品做测量标准体，将测量标准体定位安装在所述后定位组件、前定位组件之间；

S2通过操作组件调整测量杆及千分表的位置，使得测量杆及千分表分别送入测量标准体内外壁测量位置，并对千分表调零；

S3取走测量标准体，安放待测量的工件；

S4操作测杆组件，使测量杆及千分表沿工件的轮廓滑动，同时缓慢转动工件，可测量工件锥度方向和圆周方向的任意位置的壁厚，测量中千分表显示的数值即产品尺寸的公差，从而判断工件的壁厚尺寸是否合格。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的壁厚测量装置结构紧凑，原理简单，精确计算轨迹，可精准一次性测量多角度薄壁圆锥体零件壁厚，零件装卸测量方便简单。

本实用新型对导板及部分前后定位零件进行组合设计，可满足测量不同形状的零件壁厚的要求，测量效率非常理想。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的装配原理图。

图2是图1的俯视图；

图3是本实用新型前、后组件装配图；

图4是本实用新型测杆组件装配图；

图5是本实用新型测量原理示意图；

图6是本实用新型薄壁圆锥体壁厚测量装置的立体图；

图7是本实用新型支架的结构示意图；

图8是图7的竖向剖视图；

图9是本实用新型的滑动板结构示意图；

图10是图9的俯视图。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

参考图1、图2，薄壁圆锥体壁厚测量装置包括操作组件101、后定位组件102、前定位组件103、测杆组件104、支座1、导板2、销钉8、螺钉9、千分表13、拉簧14组成。图中件号4为产品示意。

支座1、导板2通过销钉8、螺钉9连接，成为将各组件联接为一体的底座机构。

操作组件101由滑动板3、轴承5、限位套6、拉手座11、拉杆12及螺钉7、螺钉10组成，拉杆12插装在两件拉手座11中，螺钉10将拉手座11与滑动板3联接，轴承5安装在拉手座11的下部轴上，利用限位套6、螺钉7将轴承5限位在导板2的两个槽中。在轴承5的作用下，操作拉杆12即可使滑动板3能在导板2上按二槽确定的轨迹自由推动。

参考图3，后定位组件102、前定位组件103均采用螺钉32、销33安装在支座1上。后定位组件102中，先在滑套20内安装好装配有轴承16及内垫圈21的内顶尖22，与弹簧19、调整螺钉18安装在后支座15孔内，保护套23压入内顶尖22，利用调整螺钉18调整弹簧19的弹性以方便安放产品，调整后用螺母17锁定。前定位组件103，安装三套小轴承25、长垫圈24、短垫圈27在轴承套26中，将轴承套26装入支架29的三个槽内，插入销钉28将之固定，支架29安装在前支座31孔内用螺母30锁定。支架29安装时缺口位置水平且朝向测杆组件104方向，以便测量杆38从缺口处进入测量位置（测量杆38见图4）。

参考图4，测杆组件104中，千分表座35的下段中轴与摆动杆36一侧的孔为过渡配合，最下段小轴则松松的插入与滑动板3相对应的孔，有大间隙，用于测量过程的自动微调。千分表座35调整方向后用螺钉34定位，表夹螺钉37作用是夹紧固定千分表13，千分表13触头接触产品外壁；摆动杆36另一侧，立柱44与滑动板3紧配合且用紧定螺钉48紧定位，立柱44与联接套46小间隙转动配合，多个滚珠47环绕立柱44安装在联接套46下端的摆动杆36的阶梯孔内，联接套46与摆动杆36及联接杆41均为紧配合，并分别用螺钉45压紧。销轴40、螺钉39将测量杆38与联接杆41联接一体，垫片42、螺母43锁紧联接杆41的垂直方向，测量杆38的触头接触产品内壁。因此，摆动杆36、千分表座35、联接杆41、测量杆38、联接套46、千分表13及各种螺钉组成测杆组件，要求零件间无松动且在滚珠47的作用下可绕立柱44摆动。

壁厚测量装置利用测量触头和千分表的组合，采用的是接触产品轮廓式的测量方法。操作拉杆12即可使滑动板3能在导板2上按二槽确定的轨迹自由推动，滑动板3从而带动测杆组件沿着产品轮廓测量。参考图5，图中字母相同的即尺寸或角度相同，a＇≤ a，导板2的Ⅰ、Ⅱ槽中心线轨迹保证产品的测杆组件沿着产品轮廓测量，千分表13触头接触产品外壁，测量杆38的触头接触产品内壁。测θ1段壁厚，滑动板3在导板2上a尺寸段推动从而带动测杆组件沿着产品θ1轮廓测量壁厚。测杆触到产品圆弧时，滑动板4上操作组件101第一个操作点（即其中一个拉手座11与轴承5的位置）在Ⅰ槽51的A点，第二个操作点（即另一个拉手座11与轴承5的位置）在Ⅱ槽52的B点，Ⅰ槽51中心R段即与产品圆弧尺寸相同，以Ⅱ槽52的B点为圆心，转动操作组件101，滑动板4沿Ⅰ槽51中心R段滑动到C点，从而带动测杆组件滑过产品圆弧位置，滑动板3在导板2上b尺寸段推动从而带动测杆组件沿着产品θ2轮廓测量壁厚。

整套壁厚测量装置的装配调试，保证千分表13中心线高（即触头中心）、测量杆38的触头中心均与产品中心轴线等高，误差≤0.05mm，且千分表13触头中心线与测量杆38的触头中心线在一条直线上。拉簧14一端挂住螺钉34，另一端挂住拉手座11上，用于调整测量杆38的触头与产品接触压力，保证产品壁厚测量的精确性。

测量时，先将一个合格产品做测量标准体，扳动滑套20压缩弹簧19，将测量标准体套入保护套23内，松开滑套20，在弹簧19回弹力作用下，测量标准体内壁套装在支架29 上的轴承套26上。在弹簧力和前后轴承作用下，产品前后定位且可方便灵活的转动。操作拉杆12即可使滑动板4沿导板2上二槽确定的轨迹将测量杆38及千分表13分别送入测量标准体内外壁测量位置，此时对千分表13调零。取走测量标准体，安放待测量的产品。操作测杆组件104，使测量杆38及千分表13沿产品轮廓滑动，同时缓慢转动产品，从而可测量锥度方向和圆周方向的任意位置的壁厚，测量中千分表13显示的数值即产品尺寸的公差，从而判断产品壁厚尺寸是否合格。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本实用新型，而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1.一种壁厚测量装置，其特征在于，包括底座，装在底座上的操作组件（101）、后定位组件（102）、前定位组件（103）和测杆组件（104）；所述后定位组件（102）和前定位组件（103）用于夹持定位工件（4），所述测杆组件（104）上装有千分表（13）和测量杆（38）；在测量工件（4）的壁厚时，位于工件（4）外侧壁上的千分表（13）的触头中心、位于工件（4）内侧壁上的测量杆（38）的触头中心均与工件（4）的中心轴线等高，且千分表（13）的触头中心线与测量杆（38）的触头中心线在一条直线上；所述操作组件（101）用于调整所述千分表（13）和测量杆（38）的测点位置。

2.根据权利要求1所述的壁厚测量装置，其特征在于，所述前定位组件（103）包括安装在底座上的前支座（31），该前支座（31）的顶部装有用于定位工件一端的支架（29）；所述支架（29）具有缺口，且支架（29）在安装时该缺口位置水平且朝向测杆组件（104）的方向，以便测量杆（38）从该缺口处进入测量位置。

3.根据权利要求2所述的壁厚测量装置，其特征在于，所述支架（29）的定位端上设有三个槽，每个槽内通过轴承套（26）装有小轴承（25）。

4.根据权利要求1所述的壁厚测量装置，其特征在于，所述后定位组件（102）包括安装在底座上的后支座（15），该后支座（15）的顶部装有滑套（20），该滑套（20）的一端装有用于定位工件另一端的内顶尖（22）。

5.根据权利要求4所述的壁厚测量装置，其特征在于，所述滑套（20）的外端部装有弹簧（19）和调整螺钉（18）。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的壁厚测量装置，其特征在于，所述测杆组件（104）包括立柱（44）和千分表座（35），所述立柱（44）上套装有联接套（46），该联接套（46）的顶部装有联接杆（41），该联接杆（41）与所述测量杆（38）固定相连；所述千分表座（35）的顶部装有所述千分表（13）；所述联接套（46）的下部和千分表座（35）的下部通过摆动杆（36）相连；所述立柱（44）和千分表座（35）的位置通过操作组件（101）进行调整。

7.根据权利要求6所述的壁厚测量装置，其特征在于，所述底座包括支座（1），设置在支座（1）上的导板（2），所述导板（2）上开有用于安装滑板（3）的Ⅰ槽（51）和Ⅱ槽（52）。

8.根据权利要求7所述的壁厚测量装置，其特征在于，所述滑板（3）上装有所述立柱（44）和千分表座（35），通过调整滑板（3）相对导板（2）的位置调整所述千分表（13）和测量杆（38）的测点位置。

9.根据权利要求7所述的壁厚测量装置，其特征在于，所述滑板（3）上装有拉手座（11）和装在拉手座（11）上的拉杆（12）。

10.根据权利要求6所述的壁厚测量装置，其特征在于，所述联接套（46）与摆动杆（36）之间设有多个环绕立柱（44）底端设置的多个滚珠（47）。