一種檢測內(nèi)錐面與外形面同軸度、對稱度的工具套件及其檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種檢測內(nèi)錐面與外形面同軸度、對稱度的工具及其檢測方法，該工具包括芯棒、鋼質(zhì)錐套、環(huán)規(guī)檢具、鎖緊螺母；所述芯棒的前端有兩種不同夾持結(jié)構(gòu)，一種為外螺紋，一種為內(nèi)螺紋；本發(fā)明所述的檢測方法解決了小直徑內(nèi)錐面因空間限制導(dǎo)致三坐標(biāo)檢測儀探頭與待檢測零件發(fā)生預(yù)期外的接觸，而無法準(zhǔn)確檢測內(nèi)錐面與外形同軸度的問題；可實現(xiàn)模型、銅套單個零件及裝配體同軸度檢測；避免量購不同直徑的置環(huán)、塞規(guī)檢測工具，降低成本、提高效率。
【專利說明】-種檢測內(nèi)錐面與外形面同軸度、對稱度的工具套件及其 檢測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于同軸度、對稱度檢測工具及其檢測方法，具體涉及一種用于零件1:5 錐度內(nèi)錐面與外形面同軸度、對稱度檢測的工具套件，尤其適用于〇. 5至0. 6米量級風(fēng)洞試 驗?zāi)Ｐ?、銅套的內(nèi)錐面與外形面裝配情況下的同軸度檢測。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，世界上還沒有高速風(fēng)洞或相關(guān)加工單位利用專業(yè)的內(nèi)錐面檢測工具對0. 5 至0.6米量級風(fēng)洞試驗?zāi)Ｐ陀糜诙ㄎ坏膬?nèi)錐面的同軸度進行定量檢測。常規(guī)檢測方式是使 用標(biāo)準(zhǔn)塞規(guī)抹紅丹配研檢測錐面配合，然后將模型與天平裝配觀察模型尾部與天平徑向間 隙是否均勻。該常規(guī)檢測方法因塞規(guī)不具有同軸度檢測基準(zhǔn)、天平支桿裝夾困難、模型自重 導(dǎo)致天平彈性變形原因，無法定量分析因模型內(nèi)錐面加工誤差導(dǎo)致的天平與模型之間的軸 線夾角。用于模型加工的芯棒也由于其加工精度較低、無法直觀定量分析誤差的原因，并不 適用該類檢測。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種檢測工具及其檢測方法，解決了 0. 5至0. 6米量級風(fēng)洞 試驗?zāi)Ｐ偷膬?nèi)錐面與外形面同軸度檢測定量分析的問題，填補了該領(lǐng)域檢測量具的空白。
[0004] 一種檢測內(nèi)錐面與外形面同軸度、對稱度的工具，包括芯棒、鋼質(zhì)錐套、環(huán)規(guī)檢具、 鎖緊螺母；所述芯棒包括前端檢測段、中間檢測段和末端檢測段，前端檢測段與中間檢測段 之間依次設(shè)置有鎖緊螺紋段和外錐面段，末端檢測段的尾部設(shè)置有夾持段；所述芯棒的各 個檢測段與鎖緊螺紋段和外錐面段、夾持段均為同軸；所述鋼質(zhì)錐套套在芯棒的外錐面段 上，環(huán)規(guī)檢具套在鋼質(zhì)錐套上，環(huán)規(guī)檢具、鋼質(zhì)錐套、芯棒三者的軸線重合；所述鎖緊螺母通 過內(nèi)螺紋套在鎖緊螺紋段上鎖緊裝配體。
[0005] 在上述技術(shù)方案中，所述芯棒的外錐面段的外錐面的錐度為1:5。
[0006] 在上述技術(shù)方案中，所述鋼質(zhì)錐套的內(nèi)、外錐面的錐度均為1:5。
[0007] 在上述技術(shù)方案中，所述芯棒的前端檢測段、中間檢測段和末端檢測段的直徑不 同，末端檢測段直徑大于中間檢測段，中間檢測段的直徑大于前端檢測段。
[0008] 本發(fā)明還提供另外一種檢測工具，是這樣的：包括芯棒、鋼質(zhì)錐套、環(huán)規(guī)檢具、壓緊 螺栓；所述芯棒包括外錐面段、中間檢測段和末端檢測段，末端檢測段的尾部設(shè)置有夾持 段，所述芯棒的外錐面段和夾持段的端面上設(shè)置有深孔，深孔內(nèi)設(shè)置有內(nèi)螺紋；所述鋼質(zhì)錐 套套在芯棒的外錐面段上，環(huán)規(guī)檢具套在鋼質(zhì)錐套上，環(huán)規(guī)檢具、鋼質(zhì)錐套、芯棒三者的軸 線重合；壓緊螺栓通過螺紋旋進芯棒外錐面段前端檢測段端面上的深孔鎖緊裝配體。
[0009] -種檢測內(nèi)錐面與外形面同軸度、對稱度的檢測方法，包括以下步驟： 步驟一：檢測工具自檢 將鋼質(zhì)錐套套在芯棒的錐面上，然后將環(huán)規(guī)檢具套在鋼質(zhì)錐套上，將鎖緊螺母扭緊在 鎖緊螺紋段上，在鎖緊螺母的作用下，待環(huán)規(guī)檢具內(nèi)錐面與鋼質(zhì)錐套外錐面、鋼質(zhì)錐套內(nèi)錐 面與芯棒外錐面緊密貼合鎖緊；然后使用頂尖或夾緊裝置從芯棒的兩端將芯棒頂緊，并開 始旋轉(zhuǎn)芯棒，采用千分表對芯棒的三個檢測段進行測量，調(diào)整芯棒軸線與千分表所在平面 平行；最后，通過旋轉(zhuǎn)裝配體并采用千分表測量環(huán)規(guī)檢具前、后檢測段同軸度的方式，獲得 全套工具的同軸度； 步驟二：正式測試 將步驟一中自檢測試合格的芯棒、鋼制錐套按照步驟一的方式再次組裝好，唯一不同 的地方是將步驟一中的環(huán)規(guī)檢具替換成被測模型，將鎖緊螺母扭緊在鎖緊螺紋段上，在鎖 緊螺母的作用下，被測模型的內(nèi)錐面與鋼制錐套外錐面、鋼制錐套內(nèi)錐面與芯棒外錐面緊 密貼合鎖緊；然后，使用頂尖或夾緊裝置從芯棒的兩端將芯棒頂緊，并開始旋轉(zhuǎn)芯棒，采用 千分表對芯棒的三個檢測段進行測量，調(diào)整芯棒軸線與千分表所在平面平行；通過旋轉(zhuǎn)裝 配體并采用千分表測量被測模型外形面不同位置的方式，獲得被測模型外形面與內(nèi)錐面同 軸度或?qū)ΨQ度。
[0010] 在上述方法中，芯棒的鎖緊方式可以為外錐面段端部內(nèi)螺紋配合壓緊螺栓鎖緊。
[0011] 本發(fā)明需要千分表、表座、平臺或磨床、萬能分度儀或頂尖配合檢測，通過被測模 型、鋼質(zhì)錐套、檢測芯棒組成的裝配體在千分表上的同軸度讀數(shù)，獲得被測模型的同軸度。 本發(fā)明同樣采用裝配檢測方式檢測銅套同軸度，通過檢測環(huán)規(guī)檢具、鋼質(zhì)錐套、檢測芯棒所 組成裝配體中環(huán)規(guī)檢具前后檢測軸段的同軸度，從而獲得銅套內(nèi)、外錐面軸線的夾角。
[0012] 本發(fā)明中，環(huán)規(guī)檢具、鋼質(zhì)錐套都按照不同的直徑設(shè)計有多個，其外錐面大端直徑 遞增間隔為1mm。采用更換不同直徑外錐面的鋼質(zhì)錐套進行適配的方法，實現(xiàn)對全長超出鋼 質(zhì)錐套長度的內(nèi)錐面分段進行同軸度檢測。鋼質(zhì)錐套內(nèi)、外錐面錐度均為1:5,加工精度要 求0級以上。鋼質(zhì)錐套外錐面用于與被測零件內(nèi)錐面配合，鋼質(zhì)錐套內(nèi)錐面用于與檢測芯 棒上的檢測錐面配合，以保證被測模型內(nèi)錐面與芯棒軸線一致。在將鋼質(zhì)錐套鎖緊于檢測 芯棒的狀態(tài)下，鋼質(zhì)錐套的外錐面可用作錐度為1:5的塞規(guī)，通過抹紅丹配研的方式檢測 被測零件內(nèi)錐面的錐度及配合情況。
[0013] 錐面端部具有檢測基準(zhǔn)軸的芯棒主要用于模型安裝部段檢測，所有檢測軸段加工 精度要求5級以上，檢測錐段加工精度要求0級以上。其前、中、后部的三個檢測軸段和兩 端頂尖孔用于芯棒軸線的調(diào)校定位；外錐面用于適配鋼質(zhì)錐套內(nèi)錐面，使鋼質(zhì)錐套與芯棒 同軸；外錐面前部外螺紋的作用是配合鎖緊螺母使被測模型內(nèi)錐面與鋼質(zhì)錐套外錐面、鋼 質(zhì)錐套內(nèi)錐面與芯棒外錐面緊密貼合鎖緊，保證檢測過程中各部件不發(fā)生相對轉(zhuǎn)動；后段 直徑較粗位置設(shè)計是為了保護檢測軸段、方便夾具夾持。錐面端部具有拉緊螺紋孔的芯棒 設(shè)計與錐面端部具有檢測基準(zhǔn)軸的芯棒區(qū)別在于，去除了端面檢測軸段和外螺紋段，將鎖 緊方式改為錐面端部內(nèi)螺紋配合壓緊螺栓鎖緊。該芯棒能夠有效避免整套模型與錐面端部 具有檢測基準(zhǔn)軸的芯棒裝配時，出現(xiàn)前部的檢測軸段、外螺紋段或鎖緊螺母與模型頭段內(nèi) 腔發(fā)生干涉的情況，實現(xiàn)代替天平與銅套、模型進行裝配檢查，避免了將天平運輸?shù)郊庸がF(xiàn) 場裝配的問題。
[0014] 環(huán)規(guī)檢具外表面前段和末段的等直徑檢測軸段與內(nèi)錐面同軸，要求加工精度5級 以上，用于檢測的內(nèi)錐面要求加工精度〇級以上。外側(cè)中段手持部設(shè)計了防滑的網(wǎng)紋滾花。
[0015] 綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是： 可實現(xiàn)模型、銅套單個零件及裝配體同軸度檢測；避免量購不同直徑的置環(huán)、塞規(guī)檢測 工具，降低成本、提高效率；因本發(fā)明可以代替天平進行裝配，消除了天平因運輸和配裝過 程中操作或保護不當(dāng)導(dǎo)致?lián)p壞的概率；有規(guī)范、完整、操作性強的自檢測方法及判定標(biāo)準(zhǔn)， 節(jié)約了尋求專業(yè)廠家進行量具標(biāo)定成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中： 圖1為本發(fā)明進行模型檢測的裝配示意圖； 圖2為本發(fā)明進行銅套檢測的裝配示意圖； 圖3為本發(fā)明進行模型、銅套裝配模擬的示意圖； 圖4為本發(fā)明進行自檢測時裝配規(guī)則示意圖； 其中：1是芯棒，2是鎖緊螺母，3是鋼質(zhì)錐套，4是待測模型，5是環(huán)規(guī)檢具，6是待檢測 銅套，1-1、1-3是檢測段，1-2是夾持段；7是被測模型頭段，8是壓緊螺栓，9是芯棒。

【具體實施方式】
[0017] 本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥 的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0018] 圖1是本發(fā)明進行模型檢測的裝配示意圖。在待測模型4內(nèi)錐面與合適的鋼質(zhì)錐 套3紅丹配研確定錐度準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上，將錐面端部具有檢測基準(zhǔn)軸的芯棒1、合適的鋼質(zhì)錐 套3、被測模型后段4、鎖緊螺母2按圖中裝配鎖緊后，在磨床上用頂尖定位(或用萬能分度 儀和V型可調(diào)支撐座定位)，千分表檢測錐面端部具有檢測基準(zhǔn)軸的芯棒1上前、后兩個檢 測軸段，通過檢測段1-1U-3找正軸線至兩個檢測軸段全跳動小于0.005_后，被測模型后 段4內(nèi)錐面軸線基準(zhǔn)定位完成，用千分表可對待測模型4配合軸段同軸度、旋成體外形任意 截面同軸度或?qū)ΨQ平面對稱度進行檢測。
[0019] 圖2是本發(fā)明進行銅套內(nèi)、外錐面同軸度檢測的裝配示意圖。在待檢測銅套6內(nèi) 錐面與合適的鋼質(zhì)錐套3、待檢測銅套6外錐面與合適的環(huán)規(guī)檢具5紅丹配研確定錐度準(zhǔn)確 的基礎(chǔ)上，將錐面端部具有檢測基準(zhǔn)軸的芯棒1、合適的鋼質(zhì)錐套3、待檢測銅套6、環(huán)規(guī)檢 具5、鎖緊螺母2按圖中裝配鎖緊后，在磨床上用頂尖定位(或用萬能分度儀和V型可調(diào)支撐 座定位)，千分表檢測錐面端部具有檢測基準(zhǔn)軸的芯棒1上前、后兩個檢測軸段，找正軸線至 兩個檢測軸段全跳動小于〇. 〇〇5mm后，待檢測銅套6內(nèi)錐面軸線基準(zhǔn)定位完成，用千分表測 量環(huán)規(guī)檢具5前、后檢測軸段可獲得待檢測銅套6內(nèi)、外錐面裝配后的同軸度。
[0020] 圖3是本發(fā)明進行模型、銅套裝配模擬的示意圖。對于被測模型頭段7有同軸度檢 測要求的情況，在使用圖1、圖2所示方法檢測后，使用錐面端部具有拉緊螺紋孔的芯棒9、 鋼質(zhì)錐套3、待檢測銅套6、待檢模型4、壓緊螺栓8、被測模型頭段7按圖中裝配鎖緊，用萬 能分度儀夾持錐面端部具有拉緊螺紋孔的芯棒9末段的夾持段，并以錐面端部具有拉緊螺 紋孔的芯棒9后段和中段的檢測軸段找正軸線后，可用千分表測量獲得被測模型頭段7任 意截面的同軸度。
[0021] 圖4是本發(fā)明進行自檢測的示意圖； 自檢測過程一：首先，將錐面端部具有檢測基準(zhǔn)軸的芯棒1、鋼質(zhì)錐套3裝配在錐套大 端端面和芯棒上對應(yīng)位置做可擦除的起始標(biāo)識；然后，在環(huán)規(guī)檢具5外表面標(biāo)識面上按順 時針方向（從后向前看）標(biāo)記一、二、三、四標(biāo)識，并將標(biāo)識面一對準(zhǔn)芯棒和錐套的起始標(biāo)識 進行裝配；最后用鎖緊螺母2將錐面端部具有檢測基準(zhǔn)軸的芯棒1、鋼質(zhì)錐套3、環(huán)規(guī)檢具 5鎖緊。在磨床上用頂尖定位，千分表檢測錐面端部具有檢測基準(zhǔn)軸的芯棒1上前、中、后 三個檢測軸段，找正軸線至三個檢測軸段全跳動小于〇. 〇〇5mm，確認(rèn)芯棒無彎曲變形；用千 分表測量環(huán)規(guī)檢具5前、后檢測軸段同軸度，并將結(jié)果記錄。按一定方向，保證芯棒及鋼質(zhì) 錐套3無相對轉(zhuǎn)動的情況下，旋轉(zhuǎn)環(huán)規(guī)檢具90° (標(biāo)識面二對準(zhǔn)芯棒和錐套的起始標(biāo)識)、 180° (標(biāo)識面三對準(zhǔn)芯棒和錐套的起始標(biāo)識)、270 ° (標(biāo)識面四對準(zhǔn)芯棒和錐套的起始標(biāo) 識)重復(fù)裝配和檢測過程，并將結(jié)果記錄。上述過程中，小計進行四次裝配獲得32個檢測數(shù) 據(jù)。
[0022] 自檢測過程二：將錐面端部具有檢測基準(zhǔn)軸的芯棒1與鋼質(zhì)錐套3按一定方向， 旋轉(zhuǎn)90° (錐套起始標(biāo)識相對芯棒起始標(biāo)識順時針旋轉(zhuǎn)90° ,環(huán)規(guī)檢具5標(biāo)識面一對準(zhǔn) 芯棒起始標(biāo)識)、旋轉(zhuǎn)180° (錐套起始標(biāo)識相對芯棒起始標(biāo)識順時針旋轉(zhuǎn)180° ,環(huán)規(guī)檢 具5標(biāo)識面一對準(zhǔn)芯棒起始標(biāo)識)、旋轉(zhuǎn)270° (錐套起始標(biāo)識相對芯棒起始標(biāo)識順時針旋 轉(zhuǎn)270°，環(huán)規(guī)檢具5標(biāo)識面一對準(zhǔn)芯棒起始標(biāo)識)分別按檢測過程一中的方式進行軸線找 正、測量，并將結(jié)果記錄，小計進行12次裝配，獲得96個檢測數(shù)據(jù)。每次自檢測，一個環(huán)規(guī) 檢具5應(yīng)至少與適配與其內(nèi)錐面大端和小端的兩個鋼質(zhì)錐套3做配合檢測，即一次檢測中 至少須完成六個循環(huán)的測試，每次循環(huán)記錄128個檢查數(shù)據(jù)。對于有外觀明顯損傷、使用頻 繁、發(fā)生過碰撞或擠壓、超過常溫使用等情況的部件納入自檢測范圍，自檢測間隔一般不大 于一年。超差的部件可選擇修復(fù)或重新加工，修復(fù)或新加工的部件按標(biāo)準(zhǔn)通過自檢測合格 后方可正式作為檢測工具使用。
[0023] 本發(fā)明并不局限于前述的【具體實施方式】。本發(fā)明擴展到任何在本說明書中披露的 新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
【權(quán)利要求】
1. 一種檢測內(nèi)錐面與外形面同軸度、對稱度的工具，其特征為包括芯棒、鋼質(zhì)錐套、環(huán) 規(guī)檢具、鎖緊螺母；所述芯棒包括前端檢測段、中間檢測段和末端檢測段，前端檢測段與中 間檢測段之間依次設(shè)置有鎖緊螺紋段和外錐面段，末端檢測段的尾部設(shè)置有夾持段；所述 芯棒的各個檢測段與鎖緊螺紋段和外錐面段、夾持段均為同軸；所述鋼質(zhì)錐套套在芯棒的 外錐面段上，環(huán)規(guī)檢具套在鋼質(zhì)錐套上，環(huán)規(guī)檢具、鋼質(zhì)錐套、芯棒三者的軸線重合；所述鎖 緊螺母通過螺紋套在鎖緊螺紋段上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢測內(nèi)錐面與外形面同軸度、對稱度的工具，其特征為 所述芯棒的外錐面段的外錐面的錐度為1:5。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種檢測內(nèi)錐面與外形面同軸度、對稱度的工具，其特征 為所述鋼質(zhì)錐套的內(nèi)、外錐面的錐度均為1:5。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢測內(nèi)錐面與外形面同軸度、對稱度的工具，其特征為 所述芯棒的前端檢測段、中間檢測段和末端檢測段的直徑不同，末端檢測段直徑大于中間 檢測段，中間檢測段的直徑大于前端檢測段。
5. -種檢測內(nèi)錐面與外形面同軸度、對稱度的工具，其特征為包括芯棒、鋼質(zhì)錐套、環(huán) 規(guī)檢具、壓緊螺栓；所述芯棒包括外錐面段、中間檢測段和末端檢測段，末端檢測段的尾部 設(shè)置有夾持段，所述芯棒的外錐面段和夾持段的端面上設(shè)置有深孔，深孔內(nèi)設(shè)置有內(nèi)螺紋； 所述鋼質(zhì)錐套套在芯棒的外錐面段上，環(huán)規(guī)檢具套在鋼質(zhì)錐套上，環(huán)規(guī)檢具、鋼質(zhì)錐套、芯 棒三者的軸線重合；壓緊螺栓通過螺紋旋進芯棒前端外錐面段端面上的內(nèi)螺紋孔。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種檢測內(nèi)錐面與外形面同軸度、對稱度的工具，其特征為 所述芯棒的外錐面段的外錐面的錐度為1:5。
7. 根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種檢測內(nèi)錐面與外形面同軸度、對稱度的工具，其特 征為所述芯棒的外錐面段和夾持段的端面沿著軸線開設(shè)深孔并攻有內(nèi)螺紋。
8. -種檢測內(nèi)錐面與外形面同軸度、對稱度的檢測方法，其特征為該方法包括以下步 驟： 步驟一：檢測工具自檢 將鋼質(zhì)錐套套在芯棒的錐面上，然后將環(huán)規(guī)檢具套在鋼質(zhì)錐套上，將鎖緊螺母扭緊在 鎖緊螺紋段上，在鎖緊螺母的作用下，待環(huán)規(guī)檢具內(nèi)錐面與鋼質(zhì)錐套外錐面、鋼質(zhì)錐套內(nèi)錐 面與芯棒外錐面緊密貼合鎖緊；然后使用頂尖或夾緊裝置從芯棒的兩端將芯棒頂緊，并開 始旋轉(zhuǎn)芯棒，采用千分表對芯棒的三個檢測段進行測量，調(diào)整芯棒軸線與千分表所在平面 平行；最后，通過旋轉(zhuǎn)裝配體并采用千分表測量環(huán)規(guī)檢具前、后檢測段同軸度的方式，獲得 全套工具的同軸度； 步驟二：正式測試 將步驟一中自檢測試合格的芯棒、鋼制錐套按照步驟一的方式再次組裝好，唯一不同 的地方是將步驟一中的環(huán)規(guī)檢具替換成被測模型，將鎖緊螺母扭緊在鎖緊螺紋段上，在鎖 緊螺母的作用下，被測模型的內(nèi)錐面與鋼制錐套外錐面、鋼制錐套內(nèi)錐面與芯棒外錐面緊 密貼合鎖緊；然后，使用頂尖或夾緊裝置從芯棒的兩端將芯棒頂緊，并開始旋轉(zhuǎn)芯棒，采用 千分表對芯棒的三個檢測段進行測量，調(diào)整芯棒軸線與千分表所在平面平行；通過旋轉(zhuǎn)裝 配體并采用千分表測量被測模型外形面不同位置的方式，獲得被測模型外形面與內(nèi)錐面同 軸度或?qū)ΨQ度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種檢測內(nèi)錐面與外形面同軸度、對稱度的檢測方法，其特 征為所述檢測過程中采用權(quán)利要求5中芯棒，將鎖緊方式改為外錐面段端部內(nèi)螺紋配合壓 緊螺栓鎖緊。
【文檔編號】G01B5/25GK104121843SQ201410332591
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月14日
【發(fā)明者】石罡, 白本奇, 米鵬, 周曉剛, 吳勇航, 秦天超, 徐揚帆, 吳軍強, 丁壽和, 葉成, 趙寬, 王超, 胡海棠, 陳宏濤 申請人:中國空氣動力研究與發(fā)展中心高速空氣動力研究所