[发明专利]一种大长径比空心薄壁细长轴精密检测设备及检测方法

说明书

本发明属于大长径比深孔内型腔和外径形位公差精密检测设备领域，涉及一种大长径比空心薄壁细长轴精密检测设备及检测方法。该检测设备包括：底座、测杆、内测头及运动机构、外测头及运动机构、工件支撑移动平台、标定环、被测工件以及控制处理单元。其中，工件支撑移动平台可沿X方向带动被测工件运动，内测头及安装运动机构和外测头运动机构沿Z方向运动；标定环用于建立内、外测头之间的联系；控制处理单元用于编制测量程序、采集测量数据并进行数据处理获得需要的工件形位公差。本发明的大长径比空心薄壁细长轴精密检测设备及检测方法的测量精度高，测量长度长，测量效率高，便于使用。

技术领域

本发明属于大长径比深孔内型腔和外径形位公差精密检测设备领域，涉及一种大长径比空心薄壁细长轴精密检测设备及检测方法。

背景技术

以航空发动机动力涡轮传动轴为代表的柔性细长轴具有长径比大(大于30)、壁厚薄、告诉动平衡要求高等特点，是发动机高速旋转工件条件下的主要承力件，传递载荷，与叶盘叶片等组成转子，支撑在轴承上做高速旋转，是涡轴航空发动机的核心零件。

柔性细长轴一般都是薄壁空心轴，其内型腔表面设计成通孔或台阶孔，并带有内花键和螺纹等，最小直径小于16mm，长度大于1400mm。内孔圆跳动及直线度要求高达0.03mm，壁厚差不大于0.05mm，亟须对传动轴进行精密检测(检测误差小于0.01mm)。为了检测细长轴的合格率，现有技术中采用三坐标测量机和细长轴深孔壁厚测量装置检测细长轴的合格率。

三坐标测量机测量具体步骤为：将细长轴卧式安装在放置在三坐标平台上的两个V形铁上，测头接细长加长杆伸入深孔内腔进行检测。三坐标检测细长轴合格率的方法有如下几个缺点：

(1)由于单坐标测头传感器连接的加长杆较长，测头的负载大，造成测头不平衡，测量精度和重复精度急剧下降，坐标测量机加长杆最长可达300mm，无法检测到更深的内腔。

(2)三坐标测量壁厚差是通过中心、内外径间接计算得到，存在误差。

细长轴深孔壁厚测量装置测量具体步骤为：将细长轴安装在工作台上的调节支架上，在进行调整轴线和标定后，由测头分别运动到内孔和外圆的不同截面，触发式测量。深孔壁厚测量装置检测有如下缺点：

(1)由于测杆运动，测杆的刚性决定了测量精度，因此，测杆不能过长，无法解决1m以上深孔的测量。

(2)采用接触触发的方式进行测量，在1m的测杆上测量力对测杆的影响较大，影像测量精度。

(3)使用一个测头分别测量内径和外圆，严重影响测量效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便于大长径比空心薄壁细长轴类零件内孔外圆形位公差进行高效精密检测的测量设备和测量方法。

本发明的技术解决方案是，检测设备包括：

底座件，测量组件，

所述底座上具有X向运动导轨、Z轴、Z’轴，X向运动导轨安装在底座上表面，Z轴位于底座一端，Z轴上安装有Z向的Z轴运动导轨，Z轴运动导轨面相底座内侧；X向运动导轨垂直于Z轴运动导轨；Z’轴通过安装在底座上的龙门架支撑于X向运动导轨上，Z’轴上安装有Z’轴运动导轨；

所述测量组件包括被测工件移动平台、内测头及安装运动机构、外测头及安装运动机构、控制处理单元、被测工件以及标定环；

所述被测工件移动平台上具有标定环调整单元和被测工件调整单元的安装导轨，被测工件移动平台安装在底座的X向运动导轨上，被测工件的两端安装在被测工件调整单元上；