薄板疊層孔的錯(cuò)孔量評價(jià)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及航空工業(yè)中疊層結(jié)構(gòu)制孔技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種薄板疊層孔的錯(cuò)孔 量評價(jià)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 航空制造技術(shù)代表了整個(gè)國家先進(jìn)制造技術(shù)的水平，航空制造技術(shù)的發(fā)展，對連 接與裝配等多項(xiàng)制造技術(shù)都提出了新的要求。而連接孔的加工質(zhì)量，如垂直度、內(nèi)壁表面質(zhì) 量、位置精度、層間毛刺與切肩、出口毛刺等，對連接件的疲勞壽命有著關(guān)鍵的影響。其中， 疊層結(jié)構(gòu)在制孔過程中會發(fā)生變形，進(jìn)而引起疊層間隙，使制孔質(zhì)量下降；制孔結(jié)束后，疊 層板變形回彈，由于疊層板力學(xué)性質(zhì)的差異，疊層孔會發(fā)生一定的錯(cuò)位，進(jìn)一步影響制孔質(zhì) 量和裝配精度。目前常見的手段是采用穿心夾或鉚釘對疊層結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)連接，且在制孔時(shí) 于孔位附近施加局部壓緊力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 鑒于【背景技術(shù)】中存在的問題，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種薄板疊層孔的錯(cuò)孔 量評價(jià)方法，其能反映出制孔質(zhì)量，有利于改善裝配精度。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了 一種薄板疊層孔的錯(cuò)孔量評價(jià)方法，其包括步 驟：步驟一，假設(shè)各疊層交界處的上下相鄰兩個(gè)疊層孔在指定方向上的直徑相同；步驟二， 測出各疊層交界處的上下相鄰兩個(gè)疊層孔中的一個(gè)疊層孔在指定方向上的孔徑D ;步驟 三，測出上下相鄰兩個(gè)疊層孔在該疊層交界處的重疊部分在指定方向上的孔徑Ds;以及步 驟四，上下相鄰兩個(gè)疊層孔的錯(cuò)孔量為：
[0005] δ D= D-D s (1)，
[0006] 以δ D作為薄板疊層孔中各疊層交界處的上下相鄰兩個(gè)疊層孔的評價(jià)指標(biāo)。
[0007] 本發(fā)明的有益效果如下：
[0008] 在根據(jù)本發(fā)明的薄板疊層孔的錯(cuò)孔量評價(jià)方法中，δ D= D-Ds，以Sd作為薄板疊 層孔中各疊層交界處的上下相鄰兩個(gè)疊層孔的評價(jià)指標(biāo)（即錯(cuò)孔量），反映出了制孔質(zhì)量， 有利于改善裝配精度。
【附圖說明】
[0009] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的薄板疊層孔的錯(cuò)孔量評價(jià)方法的錯(cuò)位量的計(jì)算評價(jià)示意圖；
[0010] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的薄板疊層孔的錯(cuò)孔量評價(jià)方法的錯(cuò)孔的一個(gè)來源示意圖；
[0011] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的薄板疊層孔的錯(cuò)孔量評價(jià)方法的錯(cuò)孔的另一個(gè)來源示意圖；
[0012] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的薄板疊層孔的錯(cuò)孔量評價(jià)方法的錯(cuò)孔的又一個(gè)來源示意圖；
[0013] 圖5是根據(jù)本發(fā)明的薄板疊層孔的錯(cuò)孔量評價(jià)方法的疊層孔的孔徑測量示意圖；
[0014] 圖6是圖5中在疊層孔的X方向上測量孔徑示意圖；
[0015] 圖7是圖5中在疊層孔的Y方向上測量孔徑示意圖。
[0016] 其中，附圖標(biāo)記說明如下：
[0017] δ J：下相鄰兩個(gè)疊層孔的錯(cuò)孔量
[0018] Ds·層交界處的重疊部分在指定方向上的孔徑
[0019] D -個(gè)疊層孔在指定方向上的孔徑
[0020] 1內(nèi)徑千分尺
[0021] 11連接軸
[0022] 12連接柱
[0023] 13 測頭
[0024] 14 頂針
[0025] 2 墊片
[0026] 3 支架
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面參照附圖來詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的薄板疊層孔的錯(cuò)孔量評價(jià)方法。
[0028] 參照圖1至圖7,根據(jù)本發(fā)明的薄板疊層孔的錯(cuò)孔量評價(jià)方法，其包括步驟：步驟 一，假設(shè)各疊層交界處的上下相鄰兩個(gè)疊層孔在指定方向上的直徑相同；步驟二，測出各疊 層交界處的上下相鄰兩個(gè)疊層孔中的一個(gè)疊層孔在指定方向上的孔徑D ;步驟三，測出上 下相鄰兩個(gè)疊層孔在該疊層交界處的重疊部分在指定方向上的孔徑Ds;以及步驟四，上下 相鄰兩個(gè)疊層孔的錯(cuò)孔量為：
[0029] δ D= D-D s (1)，
[0030] 以δ D作為薄板疊層孔中各疊層交界處的上下相鄰兩個(gè)疊層孔的評價(jià)指標(biāo)。
[0031] 在根據(jù)本發(fā)明的薄板疊層孔的錯(cuò)孔量評價(jià)方法中，δ D= D-Ds，以Sd作為薄板疊 層孔中各疊層交界處的上下相鄰兩個(gè)疊層孔的評價(jià)指標(biāo)（即錯(cuò)孔量），反映出了制孔質(zhì)量， 有利于改善裝配精度。
[0032] 在一實(shí)施例中，參照圖1，Sd為疊層交界處上下相鄰兩個(gè)疊層孔的中心的偏差值， 其計(jì)算方式為：
[0034] 在公式（1)中，??；表示上疊層孔的高度，Tb表示下疊層孔的高度，d表示上疊層孔 的中心和下疊層孔的中心在疊層交界上的投影之間的距離，Θ a表示上疊層孔的中心軸線 相對豎直方向的夾角，9b表示下疊層孔的中心軸線相對豎直方向的夾角；
[0036] 在公式（3)中，X為在疊層交界上上疊層孔的中心軸線距離疊層交界的一端的距 離；
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[0039] 在公式（5)中，y為在疊層交界上下疊層孔的中心軸線距離疊層交界的相對的另 一端的距離；
[0041] Ds= [x+y+ δ D] cos Θ a (7)，
[0042] 將公式（4)、公式（6)代入公式（7)，則
[0044] 在小變形、疊層孔為小孔的條件下，因?yàn)?a、0#勾為小量，上下疊層孔的錯(cuò)位量 δ。也為一階小量，cos Θ a以及cos Θ b為二階小量，故cos Θ 1且cos Θ 1
[0045] 得到：
[0047] 即得到公式（1)，δ D= D-D s。
[0048] 在一實(shí)施例中，參照圖5,在步驟二和步驟三中，利用內(nèi)徑千分尺1測量D和Ds，進(jìn) 一步地，內(nèi)徑千分尺1可為INSIZE系列，當(dāng)然不限如此，還可利用其它工具進(jìn)行測量。
[0049] 在一實(shí)施例中，參照圖5,內(nèi)徑千分尺1上安裝有墊片2和支撐墊片2的并抵靠在 薄板疊層孔外表面上的支架3。墊片2和支架3的使用可方便地測量各疊層孔以及疊層孔 分界面的孔徑，并且能使內(nèi)徑千分尺1在各疊層孔內(nèi)指定深度進(jìn)行測量。
[0050] 在一實(shí)施例中，參照圖5至圖7,內(nèi)徑千分尺1可包括：連接軸11 ;連接柱12,支撐 在墊片2上，以通過墊片2使得連接柱12處于所述薄板疊層孔內(nèi)的指定深度；測頭13,由 兩個(gè)半圓柱組成；以及頂針14,穿設(shè)于連接柱12并能夠伸縮地上下移動(dòng)，以推動(dòng)兩個(gè)半圓 柱組成的測頭13向外張開。測量孔徑時(shí)，測頭13的兩個(gè)半圓柱向外張開并抵靠在孔壁上。
[0051] 在一實(shí)施例中，疊層孔的錯(cuò)位量是基于對錯(cuò)位量的來源進(jìn)行定量評價(jià)分析得到 的，疊層孔錯(cuò)位的來源可包括垂直度誤差和同軸度誤差。參照圖2,垂直度誤差是由于上下 疊層板在壓緊力和鉆削力的共同作用下發(fā)生變形，回彈后的兩孔中心軸線會產(chǎn)生一定的角 度誤差，進(jìn)而造成疊層孔錯(cuò)位，基于上下疊層板的材料性質(zhì)和受力情況不同，疊層孔的錯(cuò)位 量不同。參照圖3,同軸度誤差是由于上下疊層板在鉆削時(shí)受到水平的作用力而發(fā)生變形， 進(jìn)而造成疊層孔錯(cuò)位，基于上下疊層板的變形程度不同，疊層孔的錯(cuò)位量不同。進(jìn)一步地， 疊層孔錯(cuò)位的來源還可包括圓柱度誤差。參照圖4,圓柱度誤差是由于各疊層板在鉆削過程 中發(fā)生彎曲變形，進(jìn)而造成疊層孔錯(cuò)位，基于上下疊層板的上表面和下表面的拉伸和壓縮 程度不同，疊層孔的錯(cuò)位量不同。在薄板、小變形、小孔的條件下，圓柱度誤差帶來的錯(cuò)孔量 相對于垂直度誤差和同軸度誤差較小，同時(shí)考慮易于測量的原則，故可忽略圓柱度誤差。
[0052] 在一實(shí)施例中，參照圖1至圖5,疊層孔可為兩層。
[0053] 在一實(shí)施例中，疊層孔可為兩層以上，當(dāng)使用該方法進(jìn)行錯(cuò)孔量評價(jià)時(shí)，只針對兩 層以上的疊層孔的相鄰的上下兩層之間的錯(cuò)孔量。
[0054] 在一實(shí)施例中，指定方向?yàn)榕c薄板疊層孔外表面平行的平面上的任意方向。進(jìn)一 步地，參照圖6和圖7,指定方向可包括X方向、Y方向，但不限如此，還可為與薄板疊層孔外 表面平行的平面上的其它方向。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種薄板疊層孔的錯(cuò)孔量評價(jià)方法，其特征在于，包括步驟： 步驟一，假設(shè)各疊層交界處的上下相鄰兩個(gè)疊層孔在指定方向上的直徑相同； 步驟二，測出各疊層交界處的上下相鄰兩個(gè)疊層孔中的一個(gè)疊層孔在指定方向上的孔 徑D ; 步驟三，測出上下相鄰兩個(gè)疊層孔在該疊層交界處的重疊部分在指定方向上的孔徑 Ds;以及 步驟四，上下相鄰兩個(gè)疊層孔的錯(cuò)孔量為： 5 D= D-D s ⑴， 以δ D作為薄板疊層孔中各疊層交界處的上下相鄰兩個(gè)疊層孔的評價(jià)指標(biāo)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄板疊層孔的錯(cuò)孔量評價(jià)方法，其特征在于， S D為疊層交界處上下相鄰兩個(gè)疊層孔的中心的偏差值，其計(jì)算方式為：在公式（1)中，??；表示上疊層孔的高度，Tb表示下疊層孔的高度，d表示上疊層孔的中 心和下疊層孔的中心在疊層交界上的投影之間的距離，Θ 3表示上疊層孔的中心軸線相對 豎直方向的夾角，9b表示下疊層孔的中心軸線相對豎直方向的夾角；在公式（3)中，X為在疊層交界上上疊層孔的中心軸線距離疊層交界的一端的距離； 將公式⑶換算，則，CS), 在公式（5)中，y為在疊層交界上下疊層孔的中心軸線距離疊層交界的相對的另一端 的距離； 將公式（5)換算，則， Ds= [x+y+ δ D]c〇s Θ a (7)， 將公式（4)、公式（6)代入公式（7)，則在小變形、疊層孔為小孔的條件下，因?yàn)棣?、0，勾為小量，上下疊層孔的錯(cuò)位量δ 為一階小量，cos Θ a以及COS Θ b為二階小量，故COS Θ產(chǎn)1且COS Θ產(chǎn)1， 得到：.，： 即得到公式（1)，δ D= D-D s。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄板疊層孔的錯(cuò)孔量評價(jià)方法，其特征在于，在步驟二和步 驟三中，利用內(nèi)徑千分尺（1)測量D和Ds。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的薄板疊層孔的錯(cuò)孔量評價(jià)方法，其特征在于，內(nèi)徑千分尺（1) 為INSIZE系列。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄板疊層孔的錯(cuò)孔量評價(jià)方法，其特征在于，內(nèi)徑千分尺（1) 上安裝有墊片（2)和支撐墊片（2)的并抵靠在薄板疊層孔外表面上的支架（3)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄板疊層孔的錯(cuò)孔量評價(jià)方法，其特征在于，疊層孔為兩層。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄板疊層孔的錯(cuò)孔量評價(jià)方法，其特征在于，疊層孔為兩層 以上。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄板疊層孔的錯(cuò)孔量評價(jià)方法，其特征在于，指定方向?yàn)榕c 薄板疊層孔外表面平行的平面上的任意方向。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的薄板疊層孔的錯(cuò)孔量評價(jià)方法，其特征在于，指定方向包括X 方向、Y方向。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種薄板疊層孔的錯(cuò)孔量評價(jià)方法，其包括步驟：步驟一，假設(shè)各疊層交界處的上下相鄰兩個(gè)疊層孔在指定方向上的直徑相同；步驟二，測出各疊層交界處的上下相鄰兩個(gè)疊層孔中的一個(gè)疊層孔在指定方向上的孔徑D；步驟三，測出上下相鄰兩個(gè)疊層孔在該疊層交界處的重疊部分在指定方向上的孔徑Ds；以及步驟四，上下相鄰兩個(gè)疊層孔的錯(cuò)孔量為：δD＝D-Ds，以δD作為薄板疊層孔中各疊層交界處的上下相鄰兩個(gè)疊層孔的評價(jià)指標(biāo)。在根據(jù)本發(fā)明的薄板疊層孔的錯(cuò)孔量評價(jià)方法中，以δD作為薄板疊層孔中各疊層交界處的上下相鄰兩個(gè)疊層孔的評價(jià)指標(biāo)(即錯(cuò)孔量)，反映出了制孔質(zhì)量，有利于改善裝配精度。
【IPC分類】G01B5/00
【公開號】CN105180750
【申請?zhí)枴緾N201510737675
【發(fā)明人】陳懇, 黃詩劍, 高雨浩, 吳丹, 王國磊, 馬信國, 南成根
【申請人】清華大學(xué)
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年11月3日