阅读说明：本技术 一种加工孔中心线偏移量检测装置及检测方法 (A kind of processing centerline hole offset detector and detection method ) 是由 金静 曹朋 马顺利 张永红 陶彩玲 何朝霞 陈苏惠 徐志成 于 2019-08-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种加工孔中心线偏移量检测装置及检测方法,包括测量销,测量销配合安装在加工孔内；测量基座配合固定在基准圆弧面上,滑动导轨设置在测量基座上；滑动导轨包括平行设置的第一导轨基准面和第二导轨基准面,测量支架的下端与第一或第二导轨基准面滑动连接,检测表设置在测量支架的上端,测量杠杆活动设置在测量支架上；测量杠杆的下端与测量销接触,上端与检测表连接；本发明将加工孔的中心线转化为测量销的中心轴线,将基准圆弧面的垂直中心线转化为两个平行的导轨基准面,结合测量基座、测量杠杆及检测表,能够直观得到加工孔中心线对基准圆弧表面垂直中心线平行偏移量；装置结构简单,操作方法方便,结果准确且能够实现快速测量。(The invention discloses a kind of processing centerline hole offset detector and detection method, including measurement pin, measurement pin is fitted in processing hole；Measurement pedestal cooperation is fixed on benchmark arc surface, and slide rail setting is on measurement pedestal；Slide rail includes the first guide rail datum level disposed in parallel and the second guide rail datum level, and the lower end and first or second guide rail datum level for measuring bracket are slidably connected, and the upper end of measurement bracket is arranged in detection table, and measurement lever is movably arranged on measurement bracket；The lower end and measurement pin contacts, upper end for measuring lever are connect with detection table；The present invention converts the center line for processing hole to the central axis of measurement pin, two parallel guide rail datum levels are converted by the vertical center line of benchmark arc surface, in conjunction with measurement pedestal, measurement lever and detection table, processing centerline hole can be intuitively obtained to benchmark arc-shaped surface vertical center line parallel offset amount；Apparatus structure is simple, and operating method is convenient, as a result accurate and can be realized rapid survey.)

一种加工孔中心线偏移量检测装置及检测方法

技术领域

本发明属于前机匣加工孔中心线偏移量技术领域，特别涉及一种加工孔中心线偏移量的检测装置及检测方法。

背景技术

前机匣是国产大推力、燃气涡轮喷气式航空发动机的主要部件之一，是发动机中大型复杂的壳体机匣零件，其功能是安装压气机的前支撑滚子轴承、中央传动机匣、涡轮起动机、整流罩、附件传动机构及压气机的进口导流叶片等，前机匣是压气机转子的支撑点和附件传动系统的起点，前机匣的零件最大直径φ1300mm，前机匣的表面分布170余个基座圆弧面，相邻两个基准圆弧面之间设置有水平肩台，每个基准圆弧面的底部设置有一个加工孔；实际装配中，需要确保加工孔的中心线与基准圆弧面垂直中心线之间的平行偏移量不能大于预设规定值；目前，通常采用三坐标测量每个加工孔中心线与基准圆弧面的垂直中心线平行偏移测量，其检测仪器体型较大，检测仪器精度要求较高，检测效率低下，检测资源占用时间较长。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种圆弧孔中心线偏移量的检测装置及检测方法，以解决现有技术中检测前机匣上加工孔中心线与基准圆弧面的垂直中心线之间的平行偏移量时，检测仪器要求较高，检测效率低下及检测资源占用时间较长的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供了一种加工孔中心线偏移量检测装置，包括测量销、测量基座、滑动导轨、测量杠杆、测量支架及检测表；测量销配合安装在前机匣基准圆弧面的加工孔内，测量销的轴线与加工孔的中心线重合；测量基座配合固定在前机匣的基准圆弧面上，滑动导轨固定设置在测量基座的上部；滑动导轨包括平行设置的第一导轨基准面和第二导轨基准面，第一导轨基准面和第二导轨基准面分别设置在测量销的两侧，第一导轨基准面和第二导轨基准面均与基准圆弧面的垂直中心面平行；测量支架的下端与第一导轨基准面或第二导轨基准面滑动连接，测量支架能够分别沿第一导轨基准面或第二导轨基准面平行移动；检测表设置在测量支架的上端；测量杠杆活动设置在测量支架上，测量杠杆的下端与测量销的外侧圆周面接触，测量杠杆的上端与检测表的测杆连接。

进一步的，还包括复位弹簧，复位弹簧水平设置，复位弹簧的一端与测量支架连接，另一端与测量杠杆的上端连接。

进一步的，还包括紧固机构，紧固机构的一端与测量基座固定连接；紧固机构包括紧固支架和紧固螺栓，紧固支架的上端固定设置在测量基座前端，紧固支架的下端向下设置；紧固螺栓水平穿设在紧固支架上，紧固螺栓端部与前机匣零件固定连接。

进一步的，测量基座包括基座本体、基座定位块、定位销及测量窗口，基座本体采用平板结构，基座定位块设置在基座本体下部，基座定位块与前机匣基准圆弧面的上部开口配合连接；基座本体的左右两端对称设置有两个定位孔，定位销配合设置在定位孔内，通过定位销将基座本体固定在前机匣上；基座本体上设置测量窗口，测量窗口设置测量销的顶部，测量杠杆的下端穿过测量窗口与测量销接触。

进一步的，基座本体的左右两侧分别设置一个U型开口槽，U型开口槽位置尺寸与前机匣上表面的零件安装螺栓配合。

进一步的，测量杠杆包括测量臂和旋转销，测量臂通过旋转销活动设置在测量支架上；旋转销设置在测量臂的中间部位，测量臂的上端与检测表的测杆连接，测量臂的下端与测量销接触。

进一步的，测量杠杆还包括测头，测头设置在测量臂的下端，测头与测量销的外侧圆周面接触。

进一步的，测量支架包括L型支架和导轨凸台，L型支架设置在测量基座的上部，L型支架的水平段与测量基座的上表面紧贴设置；导轨凸台设置在L型支架的水平段的端部，导轨凸台与第一导轨基准面或第二导轨基座面配合紧贴滑动设置；检测表固定设置在L型支架竖直段的上端，测量杠杆与L型支架的水平段活动连接。

进一步的，检测表的测杆水平设置，检测表采用百分表或千分表。

本发明还提供了一种加工孔中心线偏移量检测方法，包括以下步骤：

步骤1、将测量销配合安装在前机匣的加工孔内；

步骤2、将测量基座配合固定在前机匣的基准圆弧面上；

步骤3、将测量支架的下端与第一导轨基准面配合，沿着第一导轨基准面移动测量支架，记录检测表的最大表值，记为第一最大偏移值L1；

步骤4、将测量支架的下端与第二导轨基准面配合，沿着第二导轨基准面移动测量支架，记录检测表的最大表值，记为第二最大偏移值L2；

步骤5、利用第一最大偏移值L1和第二最大偏移值L2，计算得到加工孔中心线偏移量检测装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供了一种加工孔中心线偏移量检测装置，通过设置测量销将加工孔的中心线转化为测量销的中心轴线，将基准圆弧面的垂直中心线转化为两个平行的导轨基准面，结合测量基座、测量杠杆及检测表，能够直观得到对航空发动机前机匣基准圆弧面上加工孔中心线对基准圆弧表面垂直中心线平行偏移量；检测装置结构简单，操作方便，检测结果准确且能够实现快速测量。

进一步的，通过设置复位弹簧，为测量杠杆实时提供回复力，确保检测表的检测值反映测量杠杆的真实测量结果。

进一步的，在测量基座的前端设置紧固机构，采用紧固机构将测量基座与待测前机匣零件固定连接，实现了对测量基座的准确定位，避免了测量过程中测量基座发生径向窜动，确保了测量结果的准确性。

进一步的，采用在基座本体的底部设置基座定位块和定位销，实现了基座本体与基座圆弧面的轴向准确定位，避免了测量过程中测量基座发生轴向窜动；通过设置测量窗口，便于测量人员在测量过程中对测量杠杆与测量销接触状态的实时观察，确保测量结果的准确性。

进一步的，通过在基座本体的左右两侧分别设置一个U型开口槽，U型开口槽位置尺寸与前机匣上表面的零件安装螺栓配合，便于基座本体配合安装在基准圆弧面上。

进一步的，采用旋转销将测量臂活动连接在测量支架上，旋转销作为测量臂的支点，形成杠杆结果，利用杠杆原理，即可得到测量销的偏移量，测量过程直观快速，测量结果准确性高。

进一步的，检测表采用百分表或千分表，当测量杠杆沿测量销圆周两侧移动时，从百分表或千分表的表盘上的读数即可得到加工孔中心线的偏移量。

本发明还提供了一种加工孔中心线偏移量的检测方法，通过尺寸换算分析，利用杠杆原理实现对航空发动机前机匣基准圆弧面上加工孔中心线对基准圆弧表面垂直中心线平行偏移量进行测量，能够满足其工艺要求，具有快速精准的检测能力，能够达到快捷、准确的目的，可提升检测效率，提高检测准确率，满足零件批生产检测要求。

附图说明

图1为本发明所述的检测装置整体结构示意图；

图2为本发明所述的检测装置中的测量销结构示意图；

图3为本发明所述的检测装置中的测量基座及滑动导轨结构示意图；

图4为本发明所述的检测装置中的基座及滑动导轨俯视图；

图5为本发明所述的检测装置使用过程示意图，其中图a为左侧测量示意图，图b为右侧测量示意图；

图6为本发明中前机匣的局部结构示意图；

图7为本发明中前机匣的A向局部剖视图。

其中，1测量销，2测量基座，3滑动导轨，4测量杠杆，5测量支架，6检测表，7复位弹簧，8紧固机构，9加工孔，10基准圆弧面；21基座本体，22基座定位块，23定位销，24测量窗口；31第一导轨基准面，32第二导轨基准面；41杠杆，42旋转销，43测头；51L型支架，52导轨凸台；81紧固支架，82紧固螺栓。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

参考附图1-5所示，本发明所述的一种加工孔中心线偏移量的检测装置，包括测量销1、测量基座2、滑动导轨3、测量杠杆4、测量支架5、检测表6、复位弹簧7及紧固机构8；

测量销1配合安装在前机匣的加工孔9内，测量销1的中心轴线与加工孔的中心线重合，测量销1的下端安装伸入前机匣的加工孔9内，测量销1的上端露出在加工孔9外，测量销1的尺寸与加工孔9的孔径为小间隙配合，确保测量销1安装在加工孔内无晃动、松动或偏斜；测量基座2配合设置在基准圆弧面10上，相邻两个基准圆弧面10之间设置有水平肩台，测量基座2的左右两端分别与基准圆弧面10两侧的水平肩台固定连接；滑动导轨3固定设置在测量基座3的上部，滑动导轨3包括平行设置的第一导轨基准面31和第二导轨基准面32，第一导轨基准面31和第二导轨基准面32分别设置在测量销1的两侧，第一导轨基准面31和第二导轨基准面32均与基准圆弧面10的垂直中心面平行，测量支架5设置在测量基座2的上部，测量支座5的下端与第一导轨基准面31或第二导轨基准面32滑动连接，当测量支架5与第一导轨基准面31滑动连接时，测量支架5能够沿第一导轨基准面31平行滑动，实现对测量销1左侧偏移量的测量；当测量支架5与第二导轨基准面32滑动连接时，测量支架5能够沿第二导轨基准面32平行滑动，实现对测量销1右侧偏移量的测量。检测表6设置在测量支架5的上端，检测表6的测杆水平设置；测量杠杆4活动设置在测量支架5上，测量杠杆4的下端与测量销1的外侧圆周面接触，测量杠杆4的上端与检测表6的测杆连接。

测量基座2包括基座本体21、基座定位块22、定位销23及测量窗口24，基座本体21为平板结构，基座定位块22固定设置在基座本体21的下表面，基座定位块22与前机匣基准圆弧面10的上部开口配合连接；基座本体21的左右两端对称设置有两个定位孔，定位孔靠近基座本体21的后端面设置；定位销23贯穿设置在定位孔内，且下端与前机匣的内圆固定连接，通过定位销23将基座本体21与前机匣固定连接；实现了基座本体21与前机匣的轴向准确定位，避免了测量过程中测量基座2发生轴向窜动。测量窗口23设置在基座本体21上，测量窗口24设置在测量销1的顶部，测量杠杆4的下端贯穿测量窗口24后与测量销1接触，通过设置测量窗口24便于测量人员在测量过程中对测量杠杆4与测量销1接触状态的实时观察，确保测量的准确性。

由于前机匣的水平肩台上设置有零件安装螺栓，基座本体21的左右两侧分别设置一个U型开口槽，U型开口槽位置尺寸与前机匣上表面的零件安装螺栓配合，便于基座本体21配合安装在基准圆弧面上。

测量杠杆4包括测量臂41、旋转销42及测头43，测量臂41通过旋转销42活动设置在测量支架5上；旋转销42设置在测量臂41的中间部位，旋转销42作为测量杠杆4的支点；旋转销42设置在测量臂41的中点位置处时，测量杠杆4形成等距杠杆，因此，检测表6测定的测量臂41上端的移动量即为测量销1的偏移量；测量臂41能够绕旋转臂42旋转；测量臂41的上端与检测表6的测杆连接，测头43设置在测量臂41的下端，测头43与测量销1的外侧圆周面接触。

测量支架5包括L型支架51和导轨凸台52，L型支架51设置在测量基座2的上部，L型支架51的水平段与基座本体21的上表面紧贴设置；导轨凸台52设置在L型支架51的水平段的端部，导轨凸台52与第一导轨基准面31或第二导轨基座面32配合紧贴滑动设置；检测表5固定设置在L型支架51竖直段的上端，测量杠杆4与L型支架51的水平段活动连接；L型支架51沿第一导轨基准面31或第二导轨基座面32移动时，带动测量杠杆4的下端在测量销1的外侧圆周上移动，从而活动测量销1两侧圆周面上同一截面的相对偏移量。

检测表6的测杆水平设置，检测表6采用百分表或千分表。

复位弹簧7水平设置在测量杠杆4和测量支架5之间，复位弹簧7的一端与测量杠杆4的上端连接，复位弹簧7的另一端与测量支架5连接，复位弹簧7用于对测量杠杆4提供回复力；测量杠杆4下端沿测量销1外侧圆弧面移动时，根据测量销1外侧圆弧面径向尺寸的变化，对测量杠杆4的上端产生回复力，确保检测表6的测量结果准确性。

紧固机构8固定设置在测量基座2的前端，紧固机构8上端与基座本体21连接，紧固机构8的下端与前机匣本体连接，通过紧固机构8为测量基座2提供径向定位。紧固机构8包括紧固支架81及紧固螺栓82，紧固支架81的上端通过紧固件设置在基座本体21的前端，紧固支架81的下端向下设置，紧固螺栓82水平穿设在紧固支架81上，紧固螺栓82的轴线与基准圆弧面10的水平中心线，紧固螺栓82的端部与前机匣零件固定连接，采用紧固螺栓将测量基座与待测前机匣零件固定连接，实现了对测量基座的准确定位，避免了测量过程中测量基座发生径向窜动，确保了测量结果的准确性。

工作原理：

本发明所述的一种加工孔中心线偏移量的检测装置，根据航空发动机压气机前机匣多孔基准圆弧面上的加工孔中心线对基准圆弧面表面垂直中心线平行偏移量的测量要求，结合测量部位结构特点，利用基准转换原理，制作与加工孔相配合的测量销，将测量销配合固定设置在加工孔内，采用测量销的中心轴线替代加工孔的中心线；制作与基准圆弧面配合的测量基座，在测量基座上设置两个相互平行的导轨基准面，采用将基准圆弧面的垂直中心线转换为两个相互平行的基准导轨面。测量时，在加工孔内安装好测量销，采用测量基座、测量杠杆及检测表的配合，分别沿两个导轨基准面平移测量基座，进而带动测量杠杆的移动，实现对测量销外侧圆弧面不同位置偏移量的测量，分别记录检测表的两个最大偏移量值，利用两个最大偏移量，根据杠杆原理即可计算得到加工孔中心线与基准圆弧面垂直中心线偏移量的大小；当测量杠杆为等距杠杆是，两个最大偏移量的之差即为加工孔中心线偏移量，两个最大偏移量之差的正负，反映出加工孔中心线相对基准圆弧面的偏移方向。本发明中通过在基座本体的前端设置紧固机构，将基座本体与前机匣零件紧固连接，实现了基座本体与前机匣的轴向定位；通过在基座本体的后端设置定位销，实现了基座本体与前机匣的径向定位；紧固机构与定位销在基座本体上呈三角形设置，为测量基座提供了精准的定位条件，避免了测量过程中测量基座的窜动，确保了测量结果的准确性。

实施例

参考附图6、7所示，本发明中的航空发动机压气机前机匣的上表面间隔设置有若干基准圆弧面10，相邻两个基准圆弧面10之间设置有水平肩台；每个基准圆弧面10的底部设置有一个加工孔9；根据设计要求，压气机前机匣的基准圆弧面10内的加工孔尺寸特征为 时，加工孔9的中心线对基准圆弧面10的垂直中心线的平行偏移量不大于±0.05；为实现上述对加工孔9的中心线对基座圆弧面10的垂直中心线的平行偏移量，特提出本发明所述的一种加工孔中心线偏移量的检测装置及检测方法。

首先，根据加工孔9的孔径公差制作Ⅰ、Ⅱ两组测量销，Ⅰ、Ⅱ两组测量销的直径分别为和并用环状刻线进行区分组别；使用时，根据加工孔的实测值选用相应尺寸规格测量销，确保测量销与加工孔固定配合，避免因测量销松动、晃动而出现测量偏差。

为将基准圆弧面的垂直中心线转换为测量基座上的滑动导轨，测量基座底部的基座定位块与基准圆弧面相配合要求较高，测量零件基准圆弧面直径为基座定位块的配合圆弧设计为并将测量基座配合圆弧作为整个测量工装的基准，保证测量用的两个相互平行导轨基准面的相对基准圆弧面垂直中心面的平行度为0.01mm,将基准圆弧面的垂直中心线转换成滑动导轨的两个相互平行导轨基准面。测量时测量基座定位孔的配合圆弧面与前机匣的基准圆弧面相配合，通过基座本体上的两个定位销将测量基座固定到前机匣的测量部位上。

测量支架采用L型支架，测量时百分表或千分表通过紧固螺钉固定在L型支架的竖直段上端，百分表或千分表的测杆与测量杠杆的上端连接，测量杠杆的下端与测量销接触，以旋转销为支点，旋转销设置在测量臂的中点位置处，利用等距杠杆原理，百分表或千分表的测量变化值直接反映测量臂下端沿测量销圆周面的位移变化值，百分表或千分表的测量值即为测量销的偏移量。

本发明还提供了一种加工孔中心线偏移量检测方法，包括以下步骤：

步骤1、清理前机匣基准圆弧面10的表面及加工孔9，确保基准圆弧面10上无杂物，加工孔9孔口无毛刺；

步骤2、测量得到加工孔9的实际孔径值；根据加工孔9的实际孔径值，加工制作与加工孔实际孔径值尺寸相配合的测量销1；

步骤3、将测量销1配合安装在加工孔9内，用手轻摇测量销1，确保测量销1在加工孔9内无晃动、松动或偏斜；

步骤4、将测量基座2上的基座定位块21与基准圆弧面10配合连接，紧固定位销24及紧固螺栓，确保测量基座2与基准圆弧面10稳定连接且无窜动；

步骤5、将测量支架5的下端与第一导轨基准面31配合，沿着第一导轨基准面31移动测量支架5，记录检测表6的最大表值，记为第一最大偏移值L1；

步骤4、将测量支架5的下端与第二导轨基准面32配合，沿着第二导轨基准面32移动测量支架5，记录检测表6的最大表值，记为第二最大偏移值L2；

步骤5、利用第一最大偏移值L1和第二最大偏移值L2，计算得到加工孔中心线偏移量检测装置；当旋转销42设置在测量臂41的中点位置处时，测量杠杆4为等距杠杆，利用等距杠杆原理，计算第一最大表值L1和第二最大表值L2的差值，即为加工孔中心线与基准圆弧面垂直中心线之间的平行偏移量。

本发明所述的一种加工孔中心线偏移量检测装置，通过在加工孔内设置测量销，将加工孔的中心线转化为测量销的中心轴线；通过采用设置两个平行的导轨基准面替换基准圆弧面的垂直中心线，利用测量支架、测量杠杆及检测表结合，实现了对航空发动机前机匣基准圆弧面上加工孔中心线对基准圆弧表面垂直中心线平行偏移量的快速、准确检测，得到了可靠的检测数据，提高了航空发动机前机匣基准圆弧面上加工孔中心线对基准圆弧表面垂直中心线平行偏移量检测效率。由于前机匣最大直径φ1300mm，孔径数量多且多孔位置结构复杂，传统的检测技术要通过大型三坐标测量仪找正基准和逐个孔打点采取孔中心线检测，检测工作量大，检测周期长，很难满足批量生产的进度要求。利用本发明所述的检测装置及检测方法具有直观、准确度高及操作简便的特点，可广泛推广应用于各类机匣、轮盘等圆弧面上孔中心线对圆弧表面垂直中心线平行偏移量检测。本发明所述的一种加工孔中心线偏移量检测方法提出通过尺寸换算分析，利用杠杆原理实现对航空发动机前机匣基准圆弧面上加工孔中心线对基准圆弧表面垂直中心线平行偏移量进行测量，能够满足基准圆弧面上加工孔中心线对基准圆弧表面垂直中心线平行偏移量测量的工艺要求，具有快速精准的检测能力，能够达到快捷、准确的目的，可提升检测效率，提高检测准确率，满足零件批生产检测要求。

以上所述仅表示本发明的优选实施方式，任何人在不脱离本发明的原理下而做出的结构变形、改进和润饰等，这些变形、改进和润饰等均视为在本发明的保护范围内。