[发明专利]一种采用极限区间包络工件成形轮廓的尺寸检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及测量技术领域，尤其涉及一种采用极限区间包络工件成形轮廓的尺寸检测方法。

背景技术

近年来，随着核电技术的快速发展，核燃料组件格架等元器件的需求也不断上升，然而由于这些元器件的尺寸精度要求高，造成了高精密级进冲压模具冲压生产出来的相应的高精度组件的尺寸检测成为难点。

特别是复杂组件的成形轮廓中包含多段短圆弧(部分短圆弧对应的圆心角小于30°)，目前常规的测量方法，如通过图1示出的向上凸圆弧两侧的延长切线1和向下凹圆弧两侧的延长切线2，测量获得向上凸的待测圆弧3和向下凹的待测圆弧4的半径。

需要注意的是，使用轮廓仪电脑软件选取短圆弧计算圆弧半径时，首先要定义坐标轴，选择扫描得到的轮廓曲线上两端较长的直线部分定义坐标轴，摆正扫描轮廓曲线。然后再利用轮廓仪电脑软件选择扫描轮廓曲线上短圆弧两侧的切线，并将切线延长相交于一点，这两条直线形成一段区域，选择短圆弧部分时，在这两条直线和圆弧组成的区域内，尽量可能大的选取圆弧轮廓来计算出圆弧半径，可以多次重复选取最大轮廓，获取平均值来减小随机误差。

条带成形特征上短圆弧的半径可以通过这样的方法测量得到，但是对于整体的轮廓尺寸而言，由于成形特征上短圆弧较多，而条带产品图纸给出的技术要求上，整体尺寸的公差和圆弧半径的公差带是一样的，从而导致即使短圆弧半径合格，但细小的误差使得圆心位置有偏差，多段短圆弧圆心位置的累积误差导致整体尺寸测量误差偏大。

如图2中所示的m1，m2，m3，m4，m5，m6等相关尺寸与短圆弧圆心位置有关，而这些尺寸的公差等级又在同一范围内，短圆弧的测量误差会累计传递到该尺寸链中，因此很难保证测量出的该尺寸链中相关尺寸的准确性。故针对高精密级进模冲裁模具冲裁出来ap1000核燃料组件格架条带成形轮廓的检测需要合理的检测方法来判定产品尺寸的合格性。

发明内容

由于ap1000核燃料组件格架条带成形特征复杂，为了适应级进模对ap1000核燃料组件格架条带成形轮廓的合格性检测，满足生产需求，本发明提出了一种采用极限区间包络工件成形轮廓的尺寸检测方法，尤其适用AP1000核燃料组件格架条带的成形轮廓的检测。无论是检测的方法，还是检测操作过程中都能够保证提高检测过程中的精度，减少偶然误差和系统误差的影响。

本发明采用的技术测量方案如下：

一种采用极限区间包络工件成形轮廓的尺寸检测方法，其特征在于，所述检测方法包含如下步骤：

步骤一、将待检工件定位装夹；

把待检工件夹紧在专用夹具上，然后将夹装好待检工件的专用夹具安装在测量工作台上的夹紧固定装置上；

步骤二、对待检工件进行轮廓扫描检测，获取轮廓曲线；

使用测量工具，对待检工件的待测部位进行前、中、后至少三个层次扫描，且每个层次的特征轮廓的起始位置和终止位置需要保持一致，且保证获取的扫描轮廓曲线的长度一致；

步骤三、对扫描得到的轮廓曲线进行标定测量，确定最终待检工件的测量尺寸；

对步骤二中所述的多个层次的轮廓曲线进行标定测量，取其平均值作为最终待检工件的测量尺寸；

步骤四、采用包络法获得判定区域；

通过待检工件图纸上给定的技术要求和公差范围，采用最大包容原则画出被测要素的最大上极限轮廓曲线、最小下极限轮廓曲线和公称轮廓曲线，所述最大上极限轮廓曲线和所述最小下极限轮廓曲线相互平行，二者之间形成判定区域，所述公称轮廓曲线位于所述判定区域的中间位置；

步骤五、对待检工件成形轮廓的整体形状进行检测；

通过步骤三中待检工件的测量尺寸获得待检工件的成形特征实际轮廓曲线，如所述成形特征实际轮廓曲线和所述公称轮廓曲线的形状一致，则进行下一步检测，若形状不一致，则所检工件不合格；

步骤六、对待检工件成形轮廓的整体尺寸进行检测，采用包络法判定判定待检工件是否合格；

将步骤五中形状与所述公称轮廓曲线一致的所述成形特征实际轮廓曲线放置到所述判定区域中，如果所述成形特征实际轮廓曲线能够完全包容在所述判定区域内，则说明所检工件的成形特征符合图纸技术要求，所检工件成形特征合格，反之，不合格。

进一步地，在所述步骤四中，为了在满足技术要求的基础上保证所述最大上极限轮廓曲线和所述最小下极限轮廓曲线组成的判定区域面积最大，所述最大上极限轮廓曲线中向下凹的短圆弧部分选择圆弧半径的最小极限偏差尺寸，向上凸的圆弧部分选择最大极限偏差尺寸。