一种新式精密测具的应用

　　一、引言

　　我厂生产制造高炉用MA-80型轴流压缩机定子的中间机壳组件过程中,与测具制造单位共同成功地改进、应用了EP-10A-M50型导电式测头。此测具及其测量方式的成功应用,使中间机壳组件中静叶栅轴向、径向的实际加工尺寸测量这一技术关键得以圆满解决;同时也为大、异型零部件用常规测量方式难以实现的实际尺寸精确测量提供了一种可以借鉴且行之有效的方法。

　　轴流压缩机的导流器(也可称为静叶栅),起着气流扩压;调节气体进入下一级所需速度大小和方向的作用。为使这些作用的效果更有利于实际应用,该压缩机的静叶栅设计成在动态工况下的可调节型。这种工作形式的静叶栅,相对于中间机壳的轴向、径向尺寸要求是很严格的。从进口导流器,导流器到出口整流器共11组叶栅。每组30个左右叶栅片沿中间机壳圆周均布。每组叶栅相对中间机壳都有各自独立的尺寸关系;而每组叶栅片形成的是一个非连续的被测表面。

　　这11组叶栅片各自不同的实际加工尺寸测量形成了该压缩机制造中的一个关键。

　　二、测具与测量方式的选定

　　该工件的加工测量选择相对测量方式是比较合理的。图中B表面(见图1)为被加工和被测量表面;A、C表面为测量基准表面。

　　B表面加工采用数控立式车床配以磨削动力头,这对相对测量方式是有利的。

　　测头选择EP-10A-M50型(图2)导电式测头。其测球直径误差不超0.25μm;测头的轴向、径向浮动行程为5mm。(测球与被测表面接触后测头所允许的最大行程);测球的轴向、径向复位精度均为±1μm;测球中心与测头柄部轴线偏差≤1.5μm;测球与工件表面接触时,使测头产生声光信号的测球最大位移≤2μm。

　　该测头系为镗、铣数控、数显机床配置的,要把它用在数控立式车床上。提出使用要求和改进方案后,由测头制造厂实施把EP-10A-M50型测头改制为图3所示的磁力吸附式测头。

　　由测头和数控机床组成了这样一个测量系统:以机床数控移动坐标(X径向、Z轴向)为测量坐标;以机床显示器(CRT)为测量数据的显示器;通过人工控制测头与零部件测量基准面A、C与零部件实际被测表面B接触后的声光信号,分别记录下它们的相对位移数据,从而计算出被测表面的实际加工尺寸。

　　三、测量方法及其误差的分析处理

　　从11组叶栅中取出一组(见图4)说明测具的使用和实际尺寸的测量与计算。

　　图中A和C两个表面为已加工表面;且作为叶栅实际尺寸的测量基准。A作为径向尺寸测量基准;C作为轴向尺寸测量基准;B表面就是要加工、测量的表面。图中可以看出叶栅片顶部轮廓线与中间机壳轴线成一α角。11组叶栅共有11个α角。这个角度对B表面径向实际尺寸的测量是有影响的。