本發(fā)明涉及一種壁厚測(cè)量裝置及測(cè)量方法，特別適用于尺寸精度要求高的帶圓弧的多角度圓錐體壁厚的方便測(cè)量。

背景技術(shù)：

某些飛行物體的關(guān)鍵零件的形狀及尺寸要求非常高，例如薄壁圓錐體零件的壁厚尺寸公差經(jīng)常要求在0.05～0.10mm內(nèi)，壁厚公差過大會(huì)直接影響產(chǎn)品的性能，因此零件的壁厚測(cè)量是工序關(guān)鍵點(diǎn)。

然而，有些薄壁圓錐體是多角度且?guī)A弧的，因形狀復(fù)雜，壁厚的精準(zhǔn)測(cè)量是個(gè)難點(diǎn)，人工持普通卡尺根本無法測(cè)量；采用電子儀器或超聲波測(cè)厚儀，圓錐弧面影響測(cè)量精度，三座標(biāo)設(shè)備測(cè)量整錐面各部位的測(cè)量效率太低，且成本太高。

例如電子儀器測(cè)量，中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)cn201510810944.x公開了一種筒形零件壁厚測(cè)量表架及測(cè)量方法，所述筒形零件壁厚測(cè)量表架構(gòu)成如下：支桿i、支桿ii、橫桿、調(diào)整裝置、百分表、測(cè)量頭和底座；所述支桿ii的下端固定連接于底座的上側(cè)一端，支桿i的下端活動(dòng)連接于底座的另一端，支桿i的上端為錐尖狀結(jié)構(gòu)，橫桿的一端通過調(diào)整裝置與支桿ii的上端相連，百分表連接于橫桿的另一端，測(cè)量頭連接于百分表的下端，測(cè)量頭與支桿i上端的錐尖狀結(jié)構(gòu)對(duì)接，被測(cè)筒形零件的筒壁位于測(cè)量頭與支桿i之間。

又例如超聲波測(cè)厚，中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)cn201610497557.x公開了一種鈦合金管材壁厚超聲測(cè)量的探頭調(diào)節(jié)裝置，在檢測(cè)裝置外殼內(nèi)設(shè)置第一連接件，第一連接件的一端固定第二連接件，該第二連接件的頂面與上下調(diào)節(jié)螺桿的底面貼靠，在第一連接件的另一端安裝主要調(diào)整體外殼，主要調(diào)整體外殼中設(shè)有相互固定在一起的第三連接件和第四連接件，第三連接件與能夠原地旋轉(zhuǎn)的高度調(diào)節(jié)螺桿螺紋配合，在第四連接件中嵌裝探頭放置槽，探頭放置槽內(nèi)安裝探頭，在探頭的旁邊設(shè)置能夠原地轉(zhuǎn)動(dòng)的微調(diào)螺桿，在主要調(diào)整體外殼的左右兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置左右調(diào)節(jié)螺桿。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種壁厚測(cè)量裝置及測(cè)量方法，該壁厚測(cè)量裝置利用測(cè)量觸頭和千分表的組合，采用接觸產(chǎn)品輪廓式的測(cè)量方法，可大面積多點(diǎn)測(cè)量任意位置的零件（尤其是帶圓弧多角度薄壁圓錐體零件）壁厚，且測(cè)量精密可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，測(cè)量效率高。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種壁厚測(cè)量裝置，其特征在于，包括底座，裝在底座上的操作組件、后定位組件、前定位組件和測(cè)桿組件；所述后定位組件和前定位組件用于夾持定位工件，所述測(cè)桿組件上裝有千分表和測(cè)量桿；在測(cè)量工件的壁厚時(shí)，位于工件外側(cè)壁上的千分表的觸頭中心、位于工件內(nèi)側(cè)壁上的測(cè)量桿的觸頭中心均與工件的中心軸線等高，且千分表的觸頭中心線與測(cè)量桿的觸頭中心線在一條直線上；所述操作組件用于調(diào)整所述千分表和測(cè)量桿的測(cè)點(diǎn)位置。

本發(fā)明所述的千分表的觸頭中心、測(cè)量桿的觸頭中心均與工件的中心軸線等高并不是值絕對(duì)等高，而是允許誤差在±0.05mm的范圍內(nèi)。

優(yōu)選所述工件為圓錐體，更優(yōu)選為帶圓弧多角度薄壁圓錐體零件。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還可以對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的優(yōu)化，以下為優(yōu)化后形成的技術(shù)方案：

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述前定位組件包括安裝在底座上的前支座，該前支座的頂部裝有用于定位工件一端的支架；所述支架具有缺口，且支架在安裝時(shí)該缺口位置水平且朝向測(cè)桿組件的方向，以便測(cè)量桿從該缺口處進(jìn)入測(cè)量位置。更優(yōu)選地，所述支架的定位端上設(shè)有三個(gè)槽，每個(gè)槽內(nèi)通過軸承套裝有小軸承。由此，通過小軸承可以方便旋轉(zhuǎn)工件進(jìn)行壁厚測(cè)量。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述后定位組件包括安裝在底座上的后支座，該后支座的頂部裝有滑套，該滑套的一端裝有用于定位工件另一端的內(nèi)頂尖；優(yōu)選所述滑套的外端部裝有彈簧和調(diào)整螺釘。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述測(cè)桿組件包括立柱和千分表座，所述立柱上套裝有聯(lián)接套，該聯(lián)接套的頂部裝有聯(lián)接桿，該聯(lián)接桿與所述測(cè)量桿固定相連；所述千分表座的頂部裝有所述千分表；所述聯(lián)接套的下部和千分表座的下部通過擺動(dòng)桿相連；所述立柱和千分表座的位置通過操作組件進(jìn)行調(diào)整。

優(yōu)選地，所述底座包括支座，設(shè)置在支座上的導(dǎo)板，所述導(dǎo)板上開有用于安裝滑板的ⅰ槽和ⅱ槽；所述滑板上裝有所述立柱和千分表座，通過調(diào)整滑板相對(duì)導(dǎo)板的位置調(diào)整所述千分表和測(cè)量桿的測(cè)點(diǎn)位置。

為了方便通過擺動(dòng)桿調(diào)整千分表和測(cè)量桿的位置，所述滑板上裝有拉手座和裝在拉手座上的拉桿。

為了方便實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)桿、千分表座、連接套繞立柱擺動(dòng)，所述聯(lián)接套與擺動(dòng)桿之間設(shè)有多個(gè)環(huán)繞立柱底端設(shè)置的多個(gè)滾珠。

基于同一個(gè)發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種利用所述的壁厚測(cè)量裝置測(cè)量壁厚的方法，包括如下步驟：千分表的觸頭接觸工件的外壁，測(cè)量桿的觸頭接觸工件的內(nèi)壁，利用測(cè)量桿的測(cè)量觸頭和千分表的測(cè)量觸頭分別接觸工件的輪廓對(duì)工件的輪廓進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量時(shí)，千分表的觸頭中心、測(cè)量桿的觸頭中心均與工件的中心軸線等高，且千分表的觸頭中心線與測(cè)量桿的觸頭中心線在一條直線上。

進(jìn)一步地，上述測(cè)量壁厚的方法包括如下步驟：

s1測(cè)量時(shí)，先將一個(gè)合格產(chǎn)品做測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)體，將測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)體定位安裝在所述后定位組件、前定位組件之間；

s2通過操作組件調(diào)整測(cè)量桿及千分表的位置，使得測(cè)量桿及千分表分別送入測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)體內(nèi)外壁測(cè)量位置，并對(duì)千分表調(diào)零；

s3取走測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)體，安放待測(cè)量的工件；

s4操作測(cè)桿組件，使測(cè)量桿及千分表沿工件的輪廓滑動(dòng)，同時(shí)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)工件，可測(cè)量工件錐度方向和圓周方向的任意位置的壁厚，測(cè)量中千分表顯示的數(shù)值即產(chǎn)品尺寸的公差，從而判斷工件的壁厚尺寸是否合格。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的壁厚測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)緊湊，原理簡(jiǎn)單，精確計(jì)算軌跡，可精準(zhǔn)一次性測(cè)量多角度薄壁圓錐體零件壁厚，零件裝卸測(cè)量方便簡(jiǎn)單。

本發(fā)明對(duì)導(dǎo)板及部分前后定位零件進(jìn)行組合設(shè)計(jì)，可滿足測(cè)量不同形狀的零件壁厚的要求，測(cè)量效率非常理想。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的裝配原理圖。

圖2是圖1的俯視圖；

圖3是本發(fā)明前、后組件裝配圖；

圖4是本發(fā)明測(cè)桿組件裝配圖；

圖5是本發(fā)明測(cè)量原理示意圖；

圖6是本發(fā)明薄壁圓錐體壁厚測(cè)量裝置的立體圖；

圖7是本發(fā)明支架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是圖7的豎向剖視圖；

圖9是本發(fā)明的滑動(dòng)板結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是圖9的俯視圖。

具體實(shí)施方式

以下將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。為敘述方便，下文中如出現(xiàn)“上”、“下”、“左”、“右”字樣，僅表示與附圖本身的上、下、左、右方向一致，并不對(duì)結(jié)構(gòu)起限定作用。

參考圖1、圖2，薄壁圓錐體壁厚測(cè)量裝置包括操作組件101、后定位組件102、前定位組件103、測(cè)桿組件104、支座1、導(dǎo)板2、銷釘8、螺釘9、千分表13、拉簧14組成。圖中件號(hào)4為產(chǎn)品示意。

支座1、導(dǎo)板2通過銷釘8、螺釘9連接，成為將各組件聯(lián)接為一體的底座機(jī)構(gòu)。

操作組件101由滑動(dòng)板3、軸承5、限位套6、拉手座11、拉桿12及螺釘7、螺釘10組成，拉桿12插裝在兩件拉手座11中，螺釘10將拉手座11與滑動(dòng)板3聯(lián)接，軸承5安裝在拉手座11的下部軸上，利用限位套6、螺釘7將軸承5限位在導(dǎo)板2的兩個(gè)槽中。在軸承5的作用下，操作拉桿12即可使滑動(dòng)板3能在導(dǎo)板2上按二槽確定的軌跡自由推動(dòng)。

參考圖3，后定位組件102、前定位組件103均采用螺釘32、銷33安裝在支座1上。后定位組件102中，先在滑套20內(nèi)安裝好裝配有軸承16及內(nèi)墊圈21的內(nèi)頂尖22，與彈簧19、調(diào)整螺釘18安裝在后支座15孔內(nèi)，保護(hù)套23壓入內(nèi)頂尖22，利用調(diào)整螺釘18調(diào)整彈簧19的彈性以方便安放產(chǎn)品，調(diào)整后用螺母17鎖定。前定位組件103，安裝三套小軸承25、長(zhǎng)墊圈24、短墊圈27在軸承套26中，將軸承套26裝入支架29的三個(gè)槽內(nèi)，插入銷釘28將之固定，支架29安裝在前支座31孔內(nèi)用螺母30鎖定。支架29安裝時(shí)缺口位置水平且朝向測(cè)桿組件104方向，以便測(cè)量桿38從缺口處進(jìn)入測(cè)量位置（測(cè)量桿38見圖4）。

參考圖4，測(cè)桿組件104中，千分表座35的下段中軸與擺動(dòng)桿36一側(cè)的孔為過渡配合，最下段小軸則松松的插入與滑動(dòng)板3相對(duì)應(yīng)的孔，有大間隙，用于測(cè)量過程的自動(dòng)微調(diào)。千分表座35調(diào)整方向后用螺釘34定位，表夾螺釘37作用是夾緊固定千分表13，千分表13觸頭接觸產(chǎn)品外壁；擺動(dòng)桿36另一側(cè)，立柱44與滑動(dòng)板3緊配合且用緊定螺釘48緊定位，立柱44與聯(lián)接套46小間隙轉(zhuǎn)動(dòng)配合，多個(gè)滾珠47環(huán)繞立柱44安裝在聯(lián)接套46下端的擺動(dòng)桿36的階梯孔內(nèi)，聯(lián)接套46與擺動(dòng)桿36及聯(lián)接桿41均為緊配合，并分別用螺釘45壓緊。銷軸40、螺釘39將測(cè)量桿38與聯(lián)接桿41聯(lián)接一體，墊片42、螺母43鎖緊聯(lián)接桿41的垂直方向，測(cè)量桿38的觸頭接觸產(chǎn)品內(nèi)壁。因此，擺動(dòng)桿36、千分表座35、聯(lián)接桿41、測(cè)量桿38、聯(lián)接套46、千分表13及各種螺釘組成測(cè)桿組件，要求零件間無松動(dòng)且在滾珠47的作用下可繞立柱44擺動(dòng)。

壁厚測(cè)量裝置利用測(cè)量觸頭和千分表的組合，采用的是接觸產(chǎn)品輪廓式的測(cè)量方法。操作拉桿12即可使滑動(dòng)板3能在導(dǎo)板2上按二槽確定的軌跡自由推動(dòng)，滑動(dòng)板3從而帶動(dòng)測(cè)桿組件沿著產(chǎn)品輪廓測(cè)量。參考圖5，圖中字母相同的即尺寸或角度相同，a＇≤a，導(dǎo)板2的ⅰ、ⅱ槽中心線軌跡保證產(chǎn)品的測(cè)桿組件沿著產(chǎn)品輪廓測(cè)量，千分表13觸頭接觸產(chǎn)品外壁，測(cè)量桿38的觸頭接觸產(chǎn)品內(nèi)壁。測(cè)θ1段壁厚，滑動(dòng)板3在導(dǎo)板2上a尺寸段推動(dòng)從而帶動(dòng)測(cè)桿組件沿著產(chǎn)品θ1輪廓測(cè)量壁厚。測(cè)桿觸到產(chǎn)品圓弧時(shí)，滑動(dòng)板4上操作組件101第一個(gè)操作點(diǎn)（即其中一個(gè)拉手座11與軸承5的位置）在ⅰ槽51的a點(diǎn)，第二個(gè)操作點(diǎn)（即另一個(gè)拉手座11與軸承5的位置）在ⅱ槽52的b點(diǎn)，ⅰ槽51中心r段即與產(chǎn)品圓弧尺寸相同，以ⅱ槽52的b點(diǎn)為圓心，轉(zhuǎn)動(dòng)操作組件101，滑動(dòng)板4沿ⅰ槽51中心r段滑動(dòng)到c點(diǎn)，從而帶動(dòng)測(cè)桿組件滑過產(chǎn)品圓弧位置，滑動(dòng)板3在導(dǎo)板2上b尺寸段推動(dòng)從而帶動(dòng)測(cè)桿組件沿著產(chǎn)品θ2輪廓測(cè)量壁厚。

整套壁厚測(cè)量裝置的裝配調(diào)試，保證千分表13中心線高（即觸頭中心）、測(cè)量桿38的觸頭中心均與產(chǎn)品中心軸線等高，誤差≤0.05mm，且千分表13觸頭中心線與測(cè)量桿38的觸頭中心線在一條直線上。拉簧14一端掛住螺釘34，另一端掛住拉手座11上，用于調(diào)整測(cè)量桿38的觸頭與產(chǎn)品接觸壓力，保證產(chǎn)品壁厚測(cè)量的精確性。

測(cè)量時(shí)，先將一個(gè)合格產(chǎn)品做測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)體，扳動(dòng)滑套20壓縮彈簧19，將測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)體套入保護(hù)套23內(nèi)，松開滑套20，在彈簧19回彈力作用下，測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)體內(nèi)壁套裝在支架29上的軸承套26上。在彈簧力和前后軸承作用下，產(chǎn)品前后定位且可方便靈活的轉(zhuǎn)動(dòng)。操作拉桿12即可使滑動(dòng)板4沿導(dǎo)板2上二槽確定的軌跡將測(cè)量桿38及千分表13分別送入測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)體內(nèi)外壁測(cè)量位置，此時(shí)對(duì)千分表13調(diào)零。取走測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)體，安放待測(cè)量的產(chǎn)品。操作測(cè)桿組件104，使測(cè)量桿38及千分表13沿產(chǎn)品輪廓滑動(dòng)，同時(shí)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)品，從而可測(cè)量錐度方向和圓周方向的任意位置的壁厚，測(cè)量中千分表13顯示的數(shù)值即產(chǎn)品尺寸的公差，從而判斷產(chǎn)品壁厚尺寸是否合格。

上述實(shí)施例闡明的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)理解為這些實(shí)施例僅用于更清楚地說明本發(fā)明，而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落入本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。