[发明专利]一种发动机水套高精度快速测量方法

权利要求书

1.一种汽车发动机水套高精度快速测量方法，其特征在于，具体按下列步骤进行：

1)对测量的发动机缸盖或缸体零件的内部结构进行划分，分出发动机缸盖或缸体零件的水套以及水套之外的包括油道、气道、安装孔等的其它内部结构特征；

对发动机缸盖或缸体零件的水套填充包埋材料，其包埋材料与发动机缸盖或缸体零件灰度对比大；对于水套之外的油道、气道、安装孔等其它内部结构特征采用与发动机缸盖或缸体零件灰度相近的包埋材料充；

2)制备校准标准柱，该校准标准柱与发动机缸盖或缸体零件的高度相同且灰度相近，在校准标准柱的空腔内填充有与水套相同的包埋材料，备用；

3)在铣床工作台面上方安装一个测量装置，用于采集由铣刀逐层铣削的发动机缸盖或缸体零件的断层图像，利用辅助支撑板，将填充了包埋材料的发动机缸盖或缸体零件装夹于铣床工作台面上；

4)发动机缸盖或缸体零件装夹完成后，在发动机缸盖或缸体零件的对角处，安装2个校准标准柱；

5)采用接触测量方式，测量校准标准柱内对应校准面之间的距离、校准柱与零件发动机缸盖或缸体之间的距离以及校准标准柱的高度；

6)开动铣床，用铣刀自上而下同时铣削发动机缸盖或缸体零件及校准标准柱，每铣削一层，由测量装置自动采集发动机缸盖或缸体零件及校准标准柱的铣削后的断层截面图像，直至发动机缸盖或缸体零件的水套整体切削完成，则图像采集完毕；

7)以每层校准标准柱图像为基准，将铣削后的断层图像裁剪为位置相同、大小相等的完整断层图像序列；

8)识别并提取发动机缸盖或缸体零件断层截面图像轮廓，重构出发动机水套三维模型。

2.如权利要求1所述的汽车发动机水套高精度快速测量方法，其特征在于，所述的发动机缸盖或缸体零件的水套包埋材料由水套填充专用装置实施填充，所述的水套填充专用装置包括密封室(14)，密封室(14)内有矩形槽(16)，矩形槽(16)内有盛满液态包埋材料(15)；密封室(14)上方有导管(17)，导管(17)通过连接接头(18)与由金属平板(20)覆盖的发动机缸盖或缸体零件(21)的出水口(19)连通；密封室(14)下方有进气管(13)，进气管(13)通过接头(24)和空气压缩机(23)连接。

3.如权利要求1所述的汽车发动机水套高精度快速测量方法，其特征在于，所述的发动机缸盖或缸体零件夹紧的方法是，首先，通过在发动机缸盖或缸体零件上纵向和横向上安装的2个支撑钉(9)和支撑钉(10)，使发动机缸盖或缸体零件的端面(A)支撑在2个支撑钉(9)上，发动机缸盖或缸体零件的端面(B)靠在支撑钉(10)上，保证发动机缸盖或缸体零件端面(A)与铣床纵向进给方向(Y)保持平行；然后，利用压板(8)在辅助支撑板(6)上施加垂直向下的夹紧力，实现零件的有效夹紧。

4.如权利要求3所述的汽车发动机水套高精度快速测量方法，其特征在于，所述的发动机缸盖或缸体零件夹紧辅助支撑板(6)为等厚平板结构，在零件装夹之前，将夹紧辅助支撑板(6)焊接固定在零件底部凸缘1/3～1/5处和2/3～4/5处，保证各夹紧辅助支撑板(6)的底面和发动机缸盖或缸体零件的下安装面在同一平面。

5.如权利要求4所述的汽车发动机水套高精度快速测量方法，其特征在于，所述的夹紧辅助支撑板(6)为长方形平板、三角形平板、半圆形平板。

6.如权利要求1所述的发动机水套高精度快速测量方法，其特征在于，所述的校准标准柱(3)由底板(3-1)和底板(3-1)上围成的薄壁(3-2)组成，薄壁(3-2)的内部拉伸孔特征(3-3)所形成的空间用于填充包埋材料；薄壁(3-2)是等壁厚的拉伸体结构，厚度为2mm～10mm；内部拉伸孔特征(3-3)存在一对相互垂直的相邻校准标准面(E和F)，用以图像的标记，要求内部拉伸孔特征(3-3)的截面边界长度在3mm～20mm范围内；底板(3-1)是平板结构，与拉伸孔特征(3-3)相互垂直，底板(3-1)的侧平面(C)与校准标准面(F)保持平行，要求底板厚度在2mm～10mm范围内。

7.如权利要求6所述的汽车发动机水套高精度快速测量方法，其特征在于，所述薄壁(3-2)是长方形拉伸孔结构、1/4圆柱孔结构、直角三角形拉伸孔结构。