CN103047923B

CN103047923B - 一种零部件的检测方法

Info

Publication number: CN103047923B
Application number: CN201210579483.6A
Authority: CN
Inventors: 邓云昌
Original assignee: AVIC No 631 Research Institute
Current assignee: AVIC No 631 Research Institute
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2015-06-24
Anticipated expiration: 2032-12-27
Also published as: CN103047923A

Abstract

本发明提供一种零部件的检测方法，以克服传统检测方法精度较低，误差较大的缺陷。该检测方法，包括以下环节：1）将已经检定的三个直径相等的淬火钢球，放置于同一螺纹沟槽内，钢球在内螺纹横断面内，始终沿着螺旋线方向滚动，当滚到圆周最高点，即中径位置，正确使用量块测出量块的厚度，通过测量模型，计算出螺纹中径的大小；2）将工件摆放在三坐标测量机测头能够接触到被测表面和底面的位置上，沿着转轴剖开，构建相应的数学检测模型，采用数学模型构建相应的曲面方程，通过计算测量区域内任意一点到曲面的距离求解出尺寸加工误差。该检测方法检测精度高，误差小，漏检率低。

Description

一种零部件的检测方法

技术领域

本发明涉及一种零部件的检测方法。

背景技术

转接头零件是液压机架的重要零部件之一，其加工的精度直接影响机架的整体使用性能和寿命。转接头（如图1）采用数控加工成型为回转体圆盘类零件，呈锥形，外轮廓回转面的母线由两段直线和一条过渡圆弧线组成，零件表面有四个螺纹孔和一个定位销孔，不锈钢材料，其上螺纹孔精度和外轮廓曲面的精度要求较高。检测转接头时，螺纹孔常用的检具螺纹塞规容易磨损，导致检测环节漏检率较高。外轮廓曲面的加工尺寸检验十分困难，因为对曲面直径测量时，很难判断检测的那一个截面上的直径；而用三坐标测量机测量曲面上点的坐标，又无法与图形尺寸联系起来。

传统的转接头检测步骤如下：

1）检测螺纹孔

传统螺纹孔的检测采用综合测量法，使用经过校准的螺纹塞规测量螺纹作用中径参数。

2）检测外轮廓曲面精度

制作一个平面样板，样板的一边有回转曲面的母线，用该母线靠近曲面母线。目测曲线的间隙，以此判断加工外轮廓曲面的误差。

可见传统检测方法精度较低，误差较大，容易导致产品的误收和误判。

发明内容

本发明提供一种零部件的检测方法，以克服传统检测方法精度较低，误差较大的缺陷。

本发明的技术方案如下：

一种零部件的检测方法，包括以下环节：

1）检测螺纹孔精度

放置零部件，使其螺纹孔轴线水平，将已经检定的三个直径相等的淬火钢球，放置于该螺纹孔内，三个淬火钢球中的其中一个或两个置于该螺纹孔内下侧，取可调节厚度的量块伸入该螺纹孔内，由位于下侧的淬火钢球支撑，然后在该螺纹孔内上侧放置另两个或一个淬火钢球；使三个淬火钢球沿着螺旋线方向滚动，当滚到圆周最高点并与量块稳定接触，即中径位置，测出量块的厚度，计算出螺纹中径的值，从而确定螺纹孔精度；

2）检测外轮廓曲面精度

将被测零部件摆放在三坐标测量机的测头能够接触到被测表面和底面的位置上，构建相应的数学检测模型：对被测零部件的外轮廓建立三坐标系，被测零部件的底面中心作为三坐标系的0点，回转轴作为M轴，X-Y平面与底面重合，取外轮廓上直线与圆弧的交点以及该圆弧的圆心作为特征点，直线与圆弧的交点将整个外轮廓曲面分成若干测量段；将三坐标测量机的测量坐标系与建立的三坐标系重合；

通过三坐标测量机测量出外轮廓曲面上所有特征点的空间坐标；利用所述数学模型构建相应的曲面方程：通过计算各测量段内任意一点到曲面的距离计算出尺寸加工误差，即确定出外轮廓曲面精度。

本发明具有以下优点：

该检测方法检测精度高，误差小，漏检率低。

本发明结合三坐标检测技术、计算机技术、人工智能技术，达到了短周期、高质量、低成本的生产目的。

附图说明

图1为转接头零件的结构示意图。

图2为转接头螺纹孔局部剖视图。

图3为测量零件的外表面剖视图上的关键点及其坐标图。

具体实施方式

本发明提出的转接头检测新方法步骤如下：

1）检测螺纹孔

将已经检定的三个直径相等的淬火钢球，放置于同一螺纹沟槽内，钢球在内螺纹横断面内，始终沿着螺旋线方向滚动，当滚到圆周最高点，即中径位置，正确使用量块测出量块的厚度，通过测量模型，计算出螺纹中径的大小。

2）检测外轮廓曲面精度

曲面的轮廓尺寸采用三坐标测量机测量出曲面上有限点的空间坐标，测量时将测量坐标系与工件实际坐标系（设计坐标系）重合起来。零件的基准点在底面的中心，X-Y平面与底面重合，M轴为回转轴，将工件摆放在三坐标测量机测头能够接触到被测表面和底面的位置上，沿着转轴剖开，构建相应的数学检测模型，采用数学模型构建相应的曲面方程，通过计算测量区域内任意一点到曲面的距离求解出尺寸加工误差。

以下结合附图所示的零部件示例对本发明进行详述。

转接头的检测：

转接头螺纹孔局部剖视图（如图2），螺纹中径的计算。

D_f表示螺纹中径，H表示量块厚度，P表示螺距，d表示淬火钢球直径，а表示螺纹牙型角。由图形可知：

D_f=H+d+2(B-A)

A = \frac{P \cot (a / 2)}{4}

B = \frac{d}{2 \sin (a / 2)}

D_{f} = = H + d [1 + \frac{1}{\sin (a / 2)}] - \frac{P \cot (a / 2)}{2}

通过以上方法计算出螺纹的中径值，就能综合的判定螺纹加工的质量。

外轮廓曲面精度的检测：

沿转接头的中轴线将零件剖开，建立零件设计的曲面方程，测量零件的外表面剖视图上的关键点及其坐标，如图3所示，该零部件的外轮廓曲面可以分为三段。直线DC与圆弧CB相切于C点,直线AB与圆弧BC相切于B点,Fr为圆弧BC的圆心。建立相应的曲面方程为：

AB段

M = \frac{B_{m} - A_{m}}{B_{n} - A_{n}} (\sqrt{X^{2} + Y^{2}} - A_{n}) (A_{m} < M < B_{m})

BC段

{(M - F_{m})}^{2} + {(\sqrt{X^{2} + Y^{2}} - F_{n})}^{2} = F_{r}^{2} (B_{m} < M < C_{m})

CD段

M = \frac{D_{m} - C_{m}}{D_{n} - C_{n}} (\sqrt{X^{2} + Y^{2}} - D_{n}) (C_{m} < M < D_{m})

在建立曲面方程以后，建立曲面外任意一点到曲面距离的方程，假设曲面外测量区内任意一点的坐标值为G(X,Y,M),并落在AB,BC,CD三个测量区域段中，分别对应曲面AB段，BC段，CD段上的测量点，在计算点到曲面的距离时，首先判断测量点属于那个区域，对于G点所述的区域，应如下判定：

G_{a} (X, Y, M) = M - \frac{B_{m} - F_{m}}{B_{n} - F_{n}} (\sqrt{X^{2} + Y^{2}} - F_{n}) - F_{m}

G_{b} (X, Y, M) = M - \frac{C_{m} - F_{m}}{C_{n} - F_{n}} (\sqrt{X^{2} + Y^{2}} - F_{n}) - F_{m}

若G_a(X,Y,M)＜0，则点G属于AB测量区域内，若G_b(X,Y,M)＞0，则点G属于CD测量区域内,除此之外，G点属于BC测量区域内，在判断完G点所属的区域内之后，通过计算点到曲面的距离，就可求出工件的尺寸加工误差。

若G点属于AB区域内，点到曲面方程距离H₁为：

H_{1} = \frac{(B_{n} - A_{n}) (M - A_{m}) - (B_{m} - A_{m}) (\sqrt{X^{2} + Y^{2}} - A_{n})}{\sqrt{{(B_{n} - A_{n})}^{2} + {(B_{m} - A_{m})}^{2}}} - - - (1)

若G点属于BC区域内，点到曲面方程距离H₂为：

H_{2} = F_{r} - \sqrt{{(F_{m} - M)}^{2} + {(F_{n} - \sqrt{X^{2} + Y^{2}})}^{2}} - - - (2)

若G点属于CD区域内，点到曲面方程距离H₃为：

H_{3} = \frac{(D_{n} - C_{n}) (M - D_{m}) - (D_{m} - C_{m}) (\sqrt{X^{2} + Y^{2}} - D_{n})}{\sqrt{{(D_{n} - C_{n})}^{2} + {(D_{m} - C_{m})}^{2}}} - - - (3)

通过上述（1）、（2）、（3）三个方程就可求出测量点到曲面的距离，即为曲面的加工误差。

Claims

1.一种零部件的检测方法，包括以下环节：

1)检测螺纹孔精度

2)检测外轮廓曲面精度

通过三坐标测量机测量出外轮廓曲面上所有特征点的空间坐标；利用所述数学检测模型构建相应的曲面方程：通过计算各测量段内任意一点到曲面的距离计算出尺寸加工误差，即确定出外轮廓曲面精度。