專利名稱：一種發(fā)動(dòng)機(jī)膜片測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及發(fā)動(dòng)機(jī)膜片測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
膜片的作用是在非工作狀態(tài)下阻斷儲(chǔ)氣罐中的推進(jìn)劑進(jìn)入工作室，以保證在運(yùn)輸及非工作狀態(tài)下推進(jìn)劑的安全，在工作時(shí)，在一定壓力的作用下膜片自動(dòng)破裂，以使推進(jìn)劑可靠地進(jìn)入工作室。膜片的結(jié)構(gòu)是在直徑一定厚度一定的圓形片上一次沖壓成型一個(gè)不封閉的環(huán)形圓槽，圓槽有一定的殘余厚度要求，此殘余厚度的尺寸必須嚴(yán)格保證。如果太小，在運(yùn)輸過程中或其他外力作用下產(chǎn)生的振動(dòng)就會(huì)使膜片非正常破裂，致使推進(jìn)劑泄露；如果太大，在工作狀態(tài)下，在規(guī)定的壓力下，不能自動(dòng)破裂，推進(jìn)劑不能順利進(jìn)入工作室，工作失敗。因此，需要對(duì)膜片進(jìn)行氣路壓力破裂實(shí)驗(yàn)，以找出殘余厚度與破裂壓力的關(guān)系，為了得到兩者之間準(zhǔn)確的關(guān)系，就必須對(duì)膜片的殘余厚度進(jìn)行精確的測(cè)量，只有得到準(zhǔn)確可靠·的殘余厚度數(shù)據(jù)，才能為膜片的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。從目前國(guó)內(nèi)外的測(cè)量手段來看，首先，非接觸測(cè)量采用光學(xué)或CCD成像技術(shù)，測(cè)量時(shí)由于沒有測(cè)力，能保證工件被測(cè)面不受磨損。但根據(jù)其測(cè)量原理，一方面，非接觸測(cè)量只能測(cè)量深度，其殘余厚度要通過兩次測(cè)量，經(jīng)過計(jì)算間接得到，屬于間接測(cè)量，測(cè)量準(zhǔn)確度差。另一方面，由于膜片槽底是經(jīng)過一次沖壓成型，其槽底表面形貌不規(guī)則，因此光學(xué)或CXD成像技術(shù)無法得到清晰的物象，給測(cè)量結(jié)果帶來很大的隨機(jī)誤差。其次，接觸式測(cè)量法雖然可以實(shí)現(xiàn)直接測(cè)量并且可以消除隨機(jī)誤差，但由于被測(cè)膜片的槽寬及槽深尺寸的限制，需要采用特制的專用測(cè)頭。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有膜片測(cè)量裝置準(zhǔn)確度差、隨機(jī)誤差大的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)膜片測(cè)量裝置，該裝置采用專用測(cè)頭接觸直接測(cè)量。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案一種發(fā)動(dòng)機(jī)膜片測(cè)量裝置，其特殊之處在于包括基座I、固定在基座I上的立柱7和固定工作臺(tái)2、可調(diào)工作臺(tái)3、數(shù)顯箱4、測(cè)量?jī)x固定架、光柵測(cè)量?jī)x5，可移動(dòng)臂架6以及測(cè)頭8 ;所述可移動(dòng)臂架6的一端與立柱7活動(dòng)連接，所述可移動(dòng)臂架6可沿立柱7上下移動(dòng)，所述可移動(dòng)臂架6的另一端設(shè)置有微調(diào)機(jī)構(gòu)，所述測(cè)量?jī)x固定架固定在微調(diào)機(jī)構(gòu)上，所述光柵測(cè)量?jī)x5固定在測(cè)量?jī)x固定架上，所述測(cè)頭8固定在光柵測(cè)量?jī)x的探頭端，所述可調(diào)工作臺(tái)3通過至少三個(gè)調(diào)節(jié)螺釘設(shè)置在固定工作臺(tái)2上，待測(cè)量膜片放置在可調(diào)工作臺(tái)上，所述測(cè)頭與待測(cè)量膜片接觸。上述微調(diào)機(jī)構(gòu)包括底板28、調(diào)節(jié)板26、調(diào)節(jié)螺釘25以及固定底板和調(diào)節(jié)板的連接桿21，所述調(diào)節(jié)板的一端固定在可移動(dòng)臂架6，所述調(diào)節(jié)螺釘穿過設(shè)置在可移動(dòng)臂架6上的螺孔作用在調(diào)節(jié)板上。上述立柱上設(shè)置有齒條，所述可移動(dòng)臂架6上設(shè)置有與齒條相適配的齒輪，所述立柱與可移動(dòng)臂架6通過齒條與齒輪活動(dòng)連接。還包括鎖緊機(jī)構(gòu)，所述鎖緊機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在可移動(dòng)臂架6上的鎖緊螺釘孔，鎖緊螺釘通過鎖緊螺釘孔內(nèi)的偏心塊鎖緊可移動(dòng)臂架和立柱。還包括連接套22，所述連接套套接在光柵測(cè)量?jī)x的探頭端和測(cè)頭上，所述連接套上設(shè)置有緊固螺孔，緊固螺釘通過緊固螺孔作用在光柵測(cè)量?jī)x的探頭端和測(cè)頭上。上述可調(diào)工作臺(tái)的工作面設(shè)置有筋。上述測(cè)頭的針尖參數(shù)為針尖半徑為5(^111±211111;圓錐角度為8° ±20';靜態(tài)測(cè)量力為0. 5Ν±0· IN。上述光柵測(cè)量?jī)x為德國(guó)HEIDENHAIN公司的高精度光柵測(cè)量?jī)x。本實(shí)用新型所具有的優(yōu)點(diǎn)I、本實(shí)用新型可有效地解決發(fā)動(dòng)機(jī)膜片殘余厚度的測(cè)量問題，經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證效果良好，測(cè)量精度和測(cè)量范圍滿足膜片的技術(shù)要求和國(guó)家計(jì)量檢定/校準(zhǔn)的規(guī)程規(guī)范要求。2、本實(shí)用新型可調(diào)工作臺(tái)為可調(diào)帶筋工作臺(tái)，不僅可以減小與工件底面的接觸面消除系統(tǒng)誤差，而且可以調(diào)整測(cè)量軸線與工件接觸面的垂直，從而消除測(cè)量過程中的系統(tǒng)誤差，調(diào)整范圍不小于2mm，調(diào)整精度不大于O. 3 μ m。3、本實(shí)用新型開創(chuàng)了直接測(cè)量方法測(cè)量膜片殘余厚度的先例。

圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I的部分剖視圖；圖3為膜片的結(jié)構(gòu)示意圖；其中附圖標(biāo)記為1_基座，2-固定工作臺(tái)，3-可調(diào)工作臺(tái)，4-數(shù)顯箱，5-光柵測(cè)量?jī)x，6-可移動(dòng)臂架，7-立柱，8-測(cè)頭，21-連接桿，22-連接套，23-測(cè)量?jī)x固定架，24-緊固螺釘，25-調(diào)節(jié)螺釘，26-調(diào)節(jié)板，27-緊固螺紋，28-底板，29齒條，210-齒輪，211-緊固塊。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，基座的設(shè)計(jì)應(yīng)穩(wěn)固，其中的可移動(dòng)臂架應(yīng)上下靈活運(yùn)動(dòng)，以方便地調(diào)整測(cè)頭與工件的接觸位置，其粗調(diào)范圍不小于100mm、微調(diào)范圍不小于2mm;專用測(cè)試臺(tái)主要用于膜片的定位和調(diào)整，它的設(shè)計(jì)和制造精度要求較高，在加工和裝配上是一個(gè)難點(diǎn)。工作臺(tái)設(shè)計(jì)為可調(diào)帶筋工作臺(tái)，不僅可以減小與工件底面的接觸面消除系統(tǒng)誤差，而且可以調(diào)整測(cè)量軸線與工件接觸面的垂直，從而消除測(cè)量過程中的系統(tǒng)誤差，調(diào)整范圍不小于2mm，調(diào)整精度不大于O. 3 μ m。微調(diào)機(jī)構(gòu)包括底板28、調(diào)節(jié)板26、調(diào)節(jié)螺釘25以及固定底板和調(diào)節(jié)板的連接桿21，調(diào)節(jié)板的一端固定在可移動(dòng)臂架6，調(diào)節(jié)螺釘穿過設(shè)置在可移動(dòng)臂架6上的螺孔作用在調(diào)節(jié)板上。立柱上設(shè)置有齒條，所述可移動(dòng)臂架6上設(shè)置有與齒條相適配的齒輪，立柱與可移動(dòng)臂架6通過齒條與齒輪活動(dòng)連接。鎖緊機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在可移動(dòng)臂架6上的鎖緊螺釘孔，鎖緊螺釘通過鎖緊螺釘孔內(nèi)偏心塊鎖緊可移動(dòng)臂架和立柱；測(cè)頭及連接件的設(shè)計(jì)和制造由于被測(cè)膜片的槽寬及槽深尺寸的限制，需要采用特制的專用針尖測(cè)頭，此測(cè)頭既要有足夠小的幾何尺寸，同時(shí)又要有較高的耐磨性及韌性，選材與加工是一個(gè)難點(diǎn)。一方面，根據(jù)被測(cè)膜片的槽寬及槽深尺寸，專用測(cè)頭的錐角設(shè)計(jì)為針尖形狀，錐角為18°，錐底為RO. 05的圓弧，以使測(cè)頭能夠順利測(cè)到膜片槽底；另一方面，據(jù)膜片材料及光柵測(cè)量?jī)x的測(cè)力大小，選用高速鋼作為測(cè)頭材料，既保證了測(cè)頭的韌性及耐磨性，同時(shí)又不損傷膜片槽底。專用測(cè)頭(針尖測(cè)頭、平面測(cè)頭、刃型測(cè)頭)由于選用難以加工的高速鋼材料，在與光柵測(cè)量?jī)x的連接采用了連接套的結(jié)構(gòu)，保證連接可靠并與光柵測(cè)量?jī)x同軸。為了保證膜片槽底不受損傷，需控制測(cè)力大小，這可以通過給測(cè)量?jī)x測(cè)頭配重來實(shí)現(xiàn)。高精度光柵測(cè)量?jī)x及顯示裝置的選購光柵測(cè)量?jī)x及顯示裝置選用德國(guó) HEIDENHAIN公司的高精度光柵測(cè)量?jī)x裝置，其測(cè)量范圍0 25mm，測(cè)量準(zhǔn)確度0. 2μπι，顯示裝置分辨率最高可達(dá)O. 05 μ m。此裝置的核心技術(shù)是專用測(cè)頭和專用測(cè)試臺(tái)的設(shè)計(jì)以及高精度光柵測(cè)量?jī)x的選配。把這些專用的測(cè)頭、測(cè)試臺(tái)和高精度儀器組合一起解決此類測(cè)量問題是一大創(chuàng)新。本實(shí)用新型的工作過程本實(shí)用新型采用專用測(cè)頭接觸直接測(cè)量的方法，測(cè)量時(shí)，先將測(cè)頭與可調(diào)工作臺(tái)的中間筋接觸，數(shù)顯箱置零。然后將膜片放置在可調(diào)工作臺(tái)上，使測(cè)頭針尖與圓弧槽底五個(gè)不同位置(如圖3所示)接觸，通過高精度光柵測(cè)量?jī)x及顯示裝置讀取數(shù)顯箱讀數(shù)，即可檢測(cè)出膜片槽的厚度和均勻度。測(cè)頭測(cè)頭的針尖圓弧半徑、角度及靜態(tài)測(cè)量力針尖半徑(50±2) μπι；圓錐角度(18氨20');靜態(tài)測(cè)量力(0.5 □ O. I) N;可調(diào)工作臺(tái)(可裝帶筋或小平面工作臺(tái))調(diào)整范圍及調(diào)整精度調(diào)整范圍不小于2mm ;調(diào)整精度O. 3 μ m可移動(dòng)式測(cè)量座高度調(diào)整范圍及調(diào)整精度粗調(diào)范圍不小于100_、微調(diào)范圍不小于2_ ;調(diào)整精度O. 5 μ m高精度光柵測(cè)量?jī)x及顯示裝置測(cè)量范圍0 25mm測(cè)量準(zhǔn)確度0. 2 μ m顯示裝置分辨率0. 05μπι、0. I μ m、O. 2 μ m可選。
權(quán)利要求1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)膜片測(cè)量裝置，其特征在于包括基座(I)、固定在基座(I)上的立柱(7)和固定工作臺(tái)(2)、可調(diào)工作臺(tái)(3)、數(shù)顯箱(4)、測(cè)量?jī)x固定架、光柵測(cè)量?jī)x(5)，可移動(dòng)臂架(6)以及測(cè)頭(8); 所述可移動(dòng)臂架(6)的一端與立柱(7)活動(dòng)連接，所述可移動(dòng)臂架(6)可沿立柱(7)上下移動(dòng)，所述可移動(dòng)臂架(6)的另一端設(shè)置有微調(diào)機(jī)構(gòu)，所述測(cè)量?jī)x固定架固定在微調(diào)機(jī)構(gòu)上，所述光柵測(cè)量?jī)x(5)固定在測(cè)量?jī)x固定架上，所述測(cè)頭(8)固定在光柵測(cè)量?jī)x的探頭端， 所述可調(diào)工作臺(tái)(3)通過至少三個(gè)調(diào)節(jié)螺釘設(shè)置在固定工作臺(tái)(2)上，待測(cè)量膜片放置在可調(diào)工作臺(tái)上，所述測(cè)頭與待測(cè)量膜片接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)動(dòng)機(jī)膜片測(cè)量裝置，其特征在于所述微調(diào)機(jī)構(gòu)包括底板(28)、調(diào)節(jié)板(26)、調(diào)節(jié)螺釘(25)以及固定底板和調(diào)節(jié)板的連接桿(21)，所述調(diào)節(jié)板的一端固定在可移動(dòng)臂架(6)，所述調(diào)節(jié)螺釘穿過設(shè)置在可移動(dòng)臂架(6)上的螺孔作用在調(diào)節(jié)板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)膜片測(cè)量裝置，其特征在于所述立柱上設(shè)置有齒條，所述可移動(dòng)臂架(6)上設(shè)置有與齒條相適配的齒輪，所述立柱與可移動(dòng)臂架(6)通過齒條與齒輪活動(dòng)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)膜片測(cè)量裝置，其特征在于還包括鎖緊機(jī)構(gòu)，所述鎖緊機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在可移動(dòng)臂架(6)上的鎖緊螺釘孔，鎖緊螺釘通過鎖緊螺釘孔內(nèi)的偏心塊鎖緊可移動(dòng)臂架和立柱。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)動(dòng)機(jī)膜片測(cè)量裝置，其特征在于還包括連接套(22)，所述連接套套接在光柵測(cè)量?jī)x的探頭端和測(cè)頭上，所述連接套上設(shè)置有緊固螺孔，緊固螺釘通過緊固螺孔作用在光柵測(cè)量?jī)x的探頭端和測(cè)頭上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)動(dòng)機(jī)膜片測(cè)量裝置，其特征在于所述可調(diào)工作臺(tái)的工作面設(shè)置有筋。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)動(dòng)機(jī)膜片測(cè)量裝置，其特征在于所述測(cè)頭的針尖參數(shù)為針尖半徑為50μπι±2μπι ;圓錐角度為18° ±20';靜態(tài)測(cè)量力為0. 5Ν±0. IN。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)動(dòng)機(jī)膜片測(cè)量裝置，其特征在于所述光柵測(cè)量?jī)x為德國(guó)HEIDENHAIN公司的高精度光柵測(cè)量?jī)x。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)膜片測(cè)量裝置，包括基座、固定在基座上的立柱和固定工作臺(tái)、可調(diào)工作臺(tái)、數(shù)顯箱、測(cè)量?jī)x固定架、光柵測(cè)量?jī)x，可移動(dòng)臂架以及測(cè)頭；可移動(dòng)臂架的一端與立柱活動(dòng)連接，可移動(dòng)臂架可沿立柱上下移動(dòng)，可移動(dòng)臂架的另一端設(shè)置有微調(diào)機(jī)構(gòu)，測(cè)量?jī)x固定架固定在微調(diào)機(jī)構(gòu)上，光柵測(cè)量?jī)x固定在測(cè)量?jī)x固定架上，測(cè)頭固定在光柵測(cè)量?jī)x的探頭端。本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有膜片測(cè)量裝置準(zhǔn)確度差、隨機(jī)誤差大的技術(shù)問題，開創(chuàng)了直接測(cè)量方法測(cè)量膜片殘余厚度的先例。
文檔編號(hào)G01B11/06GK202676138SQ201220280710
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月14日
發(fā)明者鄭小恒, 王昀希, 張周煥, 李愛文, 張建斌 申請(qǐng)人:西安航天計(jì)量測(cè)試研究所