本發(fā)明屬于測量技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種用于菱形組件極限位置角度的夾具及其測量方法。

背景技術(shù)：

如圖1所示是某型航空發(fā)動機(jī)的菱形組件。菱形組件主要由構(gòu)件A、B、C、D組成，構(gòu)件A如圖2所示，其左端、中部、右端凸起，左端為內(nèi)連接端，右端為外連接端，左端與中部、中部與右端相間部分為圓柱形桿，左端、中部、右端外形為圓柱，該圓柱軸線與圓柱形桿的軸線垂直，左端圓柱、中部圓柱、右端圓柱與圓柱形桿的軸線呈對稱分布，且同向，圓柱直徑大于中間圓柱形桿的直徑，沿垂直于圓柱形桿的軸線且平行于凸起部分圓柱軸線方向目視，構(gòu)件A呈對稱“雙啞鈴”型結(jié)構(gòu)；構(gòu)件B如圖3所示，構(gòu)件B與構(gòu)件A結(jié)構(gòu)相似，內(nèi)連接端呈開口“凹”型結(jié)構(gòu)，外連接端及中部與構(gòu)件A的結(jié)構(gòu)及尺寸相同；構(gòu)件B的內(nèi)連接端開口“凹”型方向與內(nèi)、中、外鏈接鉸鏈孔軸線垂直；構(gòu)件A、構(gòu)件B鉸鏈孔的位置尺寸相等；構(gòu)件C、構(gòu)件D是兩端為鉸鏈孔的構(gòu)件，鉸鏈孔間的長度尺寸相等；構(gòu)件A與構(gòu)件B的開口端采用帶球頭的鉸鏈銷連接。外連接端為單一鉸鏈銷連接，構(gòu)件C、構(gòu)件C與構(gòu)件A、構(gòu)件B中部的鏈接也采用帶球頭的鉸鏈銷連接；構(gòu)件C、構(gòu)件D的另一端采用鉸鏈銷直接連接，形成兩組臂分別相等的“四桿”菱形機(jī)構(gòu)組件。設(shè)計(jì)要求測量菱形組件處于張開和收斂極限位置時(shí)構(gòu)件A和構(gòu)件B之間的夾角。

傳統(tǒng)的角度測量方式是直接采用萬能角度尺或角度樣板測量，如果采用萬能角度尺測量角度，由于構(gòu)件A、構(gòu)件B的端頭圓柱直徑大于中部圓柱形桿的直徑，受端頭圓柱的干涉影響，萬能角度尺的基尺和直尺無法與中間圓柱形的桿的素線接觸，故不能實(shí)施測量；如果采用專用角度樣板測量角度，專用角度樣板可以避開端頭圓柱的干涉，但是專用角度樣板基準(zhǔn)邊與中部圓柱型桿的素線接觸長度較短，該測量方法為誤差較大的目視透光檢測法，不僅不能讀取具體角度值；而且由于菱形組件構(gòu)件之間的連接采用了帶球頭鉸鏈銷連接，構(gòu)件沿中部圓柱桿的軸線轉(zhuǎn)動，專用角度樣板與中部圓柱形桿的素線接觸難于判斷，增大專用角度樣板測量誤差；另外專用樣板屬于極限判斷測量，不能讀取具體角度值；菱形組件處于收斂極限位置時(shí)，構(gòu)件C、構(gòu)件D鼓凸起，為了防止樣板干涉，樣板需設(shè)計(jì)較窄，剛性差，自身的精度也受到影響，所以采用專用角度樣板測量也存在許多不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種用于菱形組件極限位置角度的夾具及其測量方法，該方法是將角度的測量轉(zhuǎn)換為線性測量，避開端頭凸起圓柱的干涉，合理設(shè)計(jì)線性測量參數(shù)，使測量力與極限運(yùn)動方向一致，減少測量力帶來的測量誤差，操作方便，降低成本。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的。

一種用于菱形組件極限位置角度的夾具，包括圓盤、支撐塊A、支撐塊B，支撐套，支撐塊A、支撐塊B、支撐套放置于圓盤上，所述支撐套為圓筒結(jié)構(gòu)，且圓筒結(jié)構(gòu)的中心線與圓盤的中心線重合，所述支撐塊A和支撐塊B分別位于支撐套兩側(cè)，并成八字形布置。

所述支撐套與支撐塊A和支撐塊B等高。

所述支撐塊A和支撐塊B關(guān)于支撐套的軸線對稱。

所述支撐塊A和支撐塊B分別通過螺釘固定在圓盤上。

所述支撐塊A和支撐塊B上均至少設(shè)置有兩個(gè)螺釘安裝孔。

所述螺釘安裝孔采用沉孔。

所述支撐塊A和支撐塊B的形狀大小相等，且支撐塊A和支撐塊B上設(shè)置的螺釘安裝孔位置和大小相對應(yīng)。

一種采用上述夾具測量菱形組件極限位置角度的方法，其具體測量方法步驟如下：

(1)組合夾具：將支撐塊A、支撐塊B和支撐套放置于圓盤上，支撐塊A和支撐塊B的位置適于菱形組件運(yùn)動張開和收斂極限時(shí)，保證構(gòu)件A、構(gòu)件B的外連接端平面與支撐塊A和支撐塊B的支撐面貼合；

(2)測量：將菱形組件置于組合夾具上，靠近內(nèi)鉸鏈處的桿部外圓放置于支撐套的上端面，外聯(lián)鉸鏈端平面分別與支撐塊A和支撐塊B的上表面貼合，實(shí)現(xiàn)菱形組件角向定位，依靠菱形組件自重，通過三點(diǎn)實(shí)現(xiàn)定位和支撐，采用游標(biāo)卡尺分別測量出于菱形組件收斂時(shí)外連接鉸鏈孔內(nèi)側(cè)距離S₁和菱形組件張開時(shí)外連接鉸鏈孔外側(cè)距離S₂；

(3)計(jì)算：

如圖4所示，構(gòu)件A和構(gòu)件B收斂至極限位置的角度α₁計(jì)算公式如下：

式中：L₁為構(gòu)件A的左端和右端鉸鏈孔間距，L₂為構(gòu)件B的左端和右端鉸鏈孔間距；D為構(gòu)件A或構(gòu)件B的外交接孔孔徑；

如圖5所示，構(gòu)件A和構(gòu)件B張開至極限位置的角度α₂計(jì)算公式如下：

式中：L₁為構(gòu)件A的左端和右端鉸鏈孔間距，L₂為構(gòu)件B的左端和右端鉸鏈孔間距；D為構(gòu)件A或構(gòu)件B的外交接孔孔徑。

本發(fā)明的有益效果是：

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將需測量的運(yùn)動構(gòu)件的角度值轉(zhuǎn)換為運(yùn)動構(gòu)件端頭間的長度值，并采用組合測量夾具進(jìn)行支撐，實(shí)現(xiàn)角向限位及兩構(gòu)件等高，之后采用通用的游標(biāo)卡尺，選取合理的線性值實(shí)施測量，控制測量力方向與測量線性值方向一致，保證測量準(zhǔn)確。克服角度值測量構(gòu)件干涉問題，通過轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯訙y量運(yùn)動構(gòu)件端頭間的長度值，配置組合工裝實(shí)施限位和穩(wěn)定，采用通用游標(biāo)卡尺測量，成本低，測量準(zhǔn)確，操作簡單方便?？稍跇?gòu)件測量技術(shù)領(lǐng)域廣泛推廣應(yīng)用。

附圖說明

圖1是某型航空發(fā)動機(jī)菱形組件示意圖；

圖2是圖1中構(gòu)件A的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖1中構(gòu)件B的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是待測量菱形組件運(yùn)行至收斂極限位置的測量示意圖；

圖5是待測量菱形組件運(yùn)行至擴(kuò)張極限位置的測量示意圖。

圖中：1-圓盤，2-支撐塊A，3-支撐塊B，4-支撐套。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但要求保護(hù)的范圍并不局限于所述。

如圖4、圖5所示，本發(fā)明所述的一種用于菱形組件極限位置角度的夾具，包括圓盤1、支撐塊A2、支撐塊B3，支撐套4，支撐塊A2、支撐塊B3、支撐套4放置于圓盤1上，所述支撐套4為圓筒結(jié)構(gòu)，且圓筒結(jié)構(gòu)的中心線與圓盤1的中心線重合，所述支撐塊A2和支撐塊B3分別位于支撐套4兩側(cè)，并成八字形布置。

所述支撐套4與支撐塊A2和支撐塊B3等高。這樣保證支撐套4與支撐塊A2和支撐塊B3三點(diǎn)形成一個(gè)水平面，通過三點(diǎn)實(shí)現(xiàn)定位和支撐，確保測量精度。

所述支撐塊A2和支撐塊B3關(guān)于支撐套4的軸線對稱。

為方便安裝和拆卸，所述支撐塊A2和支撐塊B3分別通過螺釘固定在圓盤1上。

所述支撐塊A2和支撐塊B3上均至少設(shè)置有兩個(gè)螺釘安裝孔。

為防止螺釘頭超出支撐塊A2和支撐塊B3頂面而對構(gòu)件A和構(gòu)件B造成干涉，所述螺釘安裝孔采用沉孔。

為確保支撐塊A2和支撐塊B3關(guān)于支撐套4對稱，避免安裝過程中因螺釘受力不均而使支撐塊A2和支撐塊B3產(chǎn)生位置偏移，所述支撐塊A2和支撐塊B3的形狀大小相等，且支撐塊A2和支撐塊B3上設(shè)置的螺釘安裝孔位置和大小相對應(yīng)。

一種采用所述夾具測量菱形組件極限位置角度的方法，其具體測量方法步驟如下：

(1)組合夾具：將支撐塊A2、支撐塊B3和支撐套4放置于圓盤1上，支撐塊A2和支撐塊B3的位置適于菱形組件運(yùn)動張開和收斂極限時(shí)，保證構(gòu)件A、構(gòu)件B的外連接端平面與支撐塊A2和支撐塊B3的支撐面貼合；

(2)測量：將菱形組件置于組合夾具上，靠近內(nèi)鉸鏈處的桿部外圓放置于支撐套4的上端面，外聯(lián)鉸鏈端平面分別與支撐塊A2和支撐塊B3的上表面貼合，實(shí)現(xiàn)菱形組件角向定位，依靠菱形組件自重，通過三點(diǎn)實(shí)現(xiàn)定位和支撐，采用游標(biāo)卡尺分別測量出于菱形組件收斂時(shí)外連接鉸鏈孔內(nèi)側(cè)距離S₁和菱形組件張開時(shí)外連接鉸鏈孔外側(cè)距離S₂；

(3)計(jì)算：

如圖4所示，構(gòu)件A和構(gòu)件B收斂至極限位置的角度α₁計(jì)算公式如下：

式中：L₁為構(gòu)件A的左端和右端鉸鏈孔間距，L₂為構(gòu)件B的左端和右端鉸鏈孔間距；D為構(gòu)件A或構(gòu)件B的外交接孔孔徑；

如圖5所示，構(gòu)件A和構(gòu)件B張開至極限位置的角度α₂計(jì)算公式如下：

式中：L₁為構(gòu)件A的左端和右端鉸鏈孔間距，L₂為構(gòu)件B的左端和右端鉸鏈孔間距；D為構(gòu)件A或構(gòu)件B的外交接孔孔徑。

實(shí)施例1：如圖1所示，航空發(fā)動機(jī)矢量噴口部件上的菱形組件，其構(gòu)件A呈“雙啞鈴”結(jié)構(gòu)，左端、中部及右端較大，相間部分圓柱型桿較小，與構(gòu)件B用帶球頭的鉸鏈銷連接，即內(nèi)連接鉸鏈，右端為外連接鉸鏈，構(gòu)件A的左端和右端鉸鏈孔間距為L₁，構(gòu)件B與構(gòu)件1類似，與構(gòu)件A連接端為內(nèi)鉸鏈端，內(nèi)鉸鏈端為開口結(jié)構(gòu)，構(gòu)件B的左端和右端鉸鏈孔間距為L2；構(gòu)件A、構(gòu)件B的左端與中部、中部與右端之間的圓柱型桿的直徑相等，均為φd；構(gòu)件A、構(gòu)件B的外連接鉸鏈圓柱對稱于桿的軸線上，外連接鉸鏈圓柱的厚度相等，均為δ，δ＝4mm；且外連接鉸鏈孔孔徑相等，均等于φD，φD＝10mm，設(shè)計(jì)要求測量構(gòu)件A和構(gòu)件B張開和收斂兩極限位置的角度α₁、α₂。

下面采用本發(fā)明所述的夾具對上述菱形組件的極限位置角度進(jìn)行測量，其具體測量方法步驟如下：

(1)組合夾具：將支撐塊A2、支撐塊B3和支撐套4放置于圓盤1上，支撐塊A2和支撐塊B3的位置適于菱形組件運(yùn)動張開和收斂極限時(shí)，保證構(gòu)件A、構(gòu)件B的外連接端平面與支撐塊A2和支撐塊B3的支撐面貼合，避免與構(gòu)件的其它結(jié)構(gòu)要素發(fā)生干涉；支撐套4的外圓直徑根據(jù)菱形組件張開和收斂的極限位置設(shè)計(jì)，避免與構(gòu)件C、構(gòu)件D發(fā)生干涉，支撐套4內(nèi)孔直徑根據(jù)菱形組件B的開口端外形設(shè)計(jì)，內(nèi)孔不得與菱形組件轉(zhuǎn)動時(shí)，構(gòu)件B的開口處外部結(jié)構(gòu)要素干涉；支撐塊A2和支撐塊B3等高，其高度設(shè)為H₁，支撐套4的高度為H₂；

則，

其中，構(gòu)件A和構(gòu)件B位于支撐套4一端的接觸位置是構(gòu)件A和構(gòu)件B的圓柱型桿外圓，構(gòu)件A和構(gòu)件B位于支撐塊A2和支撐塊B3一端的接觸位置是構(gòu)件A和構(gòu)件B的上平面，即為構(gòu)件A和構(gòu)件B的上平面與圓柱型桿外圓母線的高度差，支撐塊A2、支撐塊B3和支撐套4共同支撐的目的是使構(gòu)件A和構(gòu)件B的軸線等高。

(2)測量：將菱形組件置于組合夾具上，靠近內(nèi)鉸鏈處的桿部外圓放置于支撐套4的上端面，外聯(lián)鉸鏈端平面分別與支撐塊A2和支撐塊B3的上表面貼合，實(shí)現(xiàn)菱形組件角向定位，依靠菱形組件自重，通過三點(diǎn)實(shí)現(xiàn)定位和支撐；一手扶持菱形組件，另一手持游標(biāo)卡尺測量；如圖4所示，測量菱形組件收斂時(shí)外連接鉸鏈孔內(nèi)側(cè)距離為S₁；如圖5所示，測量菱形組件張開時(shí)外連接鉸鏈孔外側(cè)距離為S₂。

(3)計(jì)算：

如圖4所示，構(gòu)件A和構(gòu)件B收斂至極限位置的角度α₁計(jì)算公式如下：

式中：L₁為構(gòu)件A的左端和右端鉸鏈孔間距，L₂為構(gòu)件B的左端和右端鉸鏈孔間距；S₁為測量菱形組件收斂時(shí)外連接鉸鏈孔內(nèi)側(cè)距離；S₂為測量菱形組件張開時(shí)外連接鉸鏈孔外側(cè)距離；D為構(gòu)件A或構(gòu)件B的外交接孔孔徑；

如圖5所示，構(gòu)件A和構(gòu)件B張開至極限位置的角度α₂計(jì)算公式如下：

式中：L₁為構(gòu)件A的左端和右端鉸鏈孔間距，L₂為構(gòu)件B的左端和右端鉸鏈孔間距；S₂為測量菱形組件張開時(shí)外連接鉸鏈孔外側(cè)距離；D為構(gòu)件A或構(gòu)件B的外交接孔孔徑。

上述測量方法是將需測量的運(yùn)動構(gòu)件件的角度值轉(zhuǎn)換為運(yùn)動構(gòu)件端頭間的長度值，并組合夾具支撐，實(shí)現(xiàn)角向限位及兩構(gòu)件等高，之后采用通用的游標(biāo)卡尺，選取合理的線性值實(shí)施測量，控制測量力方向與測量線性值方向一致，保證測量準(zhǔn)確。