CN103278111A - 一种带液性塑料的孔直线度检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于孔类零件直线度检测的技术领域，具体是一种带液性塑料的孔直线度检测装置，解决了现有技术中尚没有用于检测深孔轴线直线度偏差的成熟产品的问题。带液性塑料的孔直线度检测装置，包括：拉杆、楔形体、楔形件、套筒、液性塑料、测头主体、弹性套、位移位置敏感探测器、内激光发射器、转角位置敏感探测器和外激光发射器，测头主体上开有径向通孔，径向通孔外套有弹性套，径向通孔内设置有液性塑料，测头主体外端面固定有内激光发射器和位移位置敏感探测器。本发明结合了楔形自动定心和液性塑料的特点，结构简单，成本低廉，使用方便，可以实现全程动态检测深孔实际轴线相对于理论轴线的微位移变化和微转角变化。

Description

一种带液性塑料的孔直线度检测装置

技术领域

本发明属于孔类零件直线度检测的技术领域，具体是一种带液性塑料的孔直线度检测装置。

背景技术

深孔加工复杂且特殊，难以观察加工部位和刀具状况，加工过程受诸如刀杆变形、***颤振、工件材质、钻头参数、切削参数、油液压力、排屑困难等多方面因素的影响，深孔零件常出现轴线偏斜的现象，一旦偏斜到某种程度，深孔零件轴线的直线度误差将产生急剧变化，造成钻头损坏、工件报废、产品精度低、质量不合格等不良后果。由于深孔加工服务于装备制造行业，深孔工件的质量直接影响装备制造业的发展，也限制了深孔向其他领域拓展的空间。

直线度检测贯穿于整个深孔加工过程中，是深孔领域控制产品质量的重要手段，直线度好的零件也可以使自身在与其他零件配合使用时发挥出最大的性能，提高总装精度。直线度是深孔加工必须考虑的的一项基本指标，对于孔类零件，通常所说的直线度是指零件实际轴线相对于理论轴线的偏差。在深孔行业，轴线偏斜表现为实际轴线相对于理论轴线发生微位移变动或者微转角变动。

国内外在深孔直线度检测与纠偏技术方面的研究不断加深，但是相对其他计量项目而言，直线度检测技术显得落后，尤其表现在对大长工件孔轴线直线度检测方面，到目前为止，尚没有用于检测深孔轴线直线度偏差的成熟产品。实际中，工人师傅经常通过用卡尺在孔的两端沿不同径向方向测量壁厚的方法判定直线度好坏，这种方法不能测得深孔内部轴线偏差，也即不能实现对深孔零件直线度的全程连续动态检测，很不精准，容易陷入以点概面的误区。而一些激光直线度检测仪器，不能实现同时检测微位移变动和微转角变动的功能。

轴线偏斜严重制约孔类零件的质量，提高深孔直线度检测技术水平，为深孔加工过程提供参考依据，进而提高深孔零件质量，推动装备制造水平的提升。因此，研究一种可以同时检测微位移变动和微转角变动的深孔直线度检测仪器显得尤为重要。

发明内容

本发明旨在提供一种利用激光技术和位置敏感探测器全程动态检测深孔实际轴线相对于理论轴线的微位移和微转角变化的装置。该装置通过光斑在位置敏感探测器上的变化计算出孔轴线直线度误差值。

本发明是采用如下的技术方案实现：

一种带液性塑料的孔直线度检测装置，其特征在于包括：拉杆、楔形体、楔形件、套筒、液性塑料、测头主体、弹性套、位移位置敏感探测器、内激光发射器、转角位置敏感探测器和外激光发射器，

套筒的一端与测头主体连接，拉杆的一端和拉绳连接，拉杆的另一端穿入套筒内腔与设置于套筒内腔之内的楔形体连接；楔形体的斜面上套有可相对其滑动的楔形件，楔形件穿出套筒、且穿出端安装有可与深孔内壁接触的滚轮。测头主体上开有径向通孔，径向通孔外套有可密封径向通孔并与深孔内壁接触的弹性套，径向通孔内设置有液性塑料，

测头主体外端面固定有内激光发射器和位移位置敏感探测器，转角位置敏感探测器和外激光发射器固定安装在支架上，转角位置敏感探测器接收内激光发射器发出的光线，位移位置敏感探测器接收外激光发射器发出的光线，转角位置敏感探测器和位移位置敏感探测器通过A/D转换器与计算机***相连。

套筒的另一端连接端盖，拉杆上设环形凸起，环形凸起卡于端盖与套筒之间，拉杆与楔形体螺纹连接。

弹性套与测头主体之间设置有基座，基座对应测头主体的径向通孔部位也开有通孔，测头主体轴线方向开孔与径向通孔连通，轴线方向孔的孔端设置调节螺钉，调节螺钉内端设置承压件，液性塑料密封于承压件、测头主体、弹性套和基座之间，测头主体外端面连接面板用于安装内激光发射器和位移位置敏感探测器。

楔形体外周延其运动方向开有开槽，套筒上对应楔形体开槽的部位设置有限位销钉。

所述的滚轮沿套筒的周向均匀分布，数量为三个或以上。

楔形件上设置有防止其从套筒中脱落的销钉。

所述的拉杆上设置拉环，拉环连接拉绳，拉绳绕过定滑轮连接滚筒，滚筒连接卷轴，卷轴连接电机。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

本发明集机、电、光于一体，采用激光技术和位置敏感探测器，结合了楔形自动定心和液性塑料的特点，结构简单，成本低廉，使用方便，可以实现全程动态检测深孔实际轴线相对于理论轴线的微位移变化和微转角变化，使对深孔零件进行直线度检测的手段趋于高精化，是深孔检测技术上的重要突破。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：1-深孔零件，3-套筒，4-楔形体，5-限位销钉，6-轴向螺钉，7-径向螺钉，8-弹性套，9-基座，10-面板，11-垫圈，12-内激光发射器，13-调节螺钉，14-承压件，15-位移位置敏感探测器，16-液性塑料，17-测头主体，18-拉杆，19-滚轮，20-楔形件，21-销钉，22-螺钉，23-端盖，24-拉环，25-拉绳，26-电机，27-卷轴，28-滚筒，29-定滑轮，30-转角位置敏感探测器，31-支架，32-计算机***，33-1号光线，34-2号光线，35-外激光发射器，36-A/D转换器。

具体实施方式 

结合附图对本发明的实施方式作进一步描述，本实施例是用来说明本发明的，而不是对本发明做任何限制。

一种带液性塑料的孔直线度检测装置，包括：拉杆18、楔形体4、楔形件20、面板10、端盖23、套筒3、液性塑料16、测头主体17、弹性套8、位移位置敏感探测器15、内激光发射器12、转角位置敏感探测器30和外激光发射器35。

套筒3的一端与测头主体177通过轴向螺钉6连接，拉杆18的一端和拉绳25连接，拉杆18的另一端穿入套筒3内腔与设置于套筒内腔之内的楔形体4连接；楔形体4的斜面上套有可相对其滑动的楔形件20，楔形件20与楔形体4之间倾斜接触，斜角控制在10o-80o之间，楔形件20穿出套筒、且穿出端安装有可与深孔内壁接触的滚轮19，套筒3的另一端连接端盖23，端盖23通过螺钉22紧固于套筒3左侧，拉杆18上设环形凸起，环形凸起卡于端盖23与套筒3之间，拉杆18与楔形体4螺纹连接。楔形体4外周延其运动方向开有开槽，套筒3上对应楔形体4开槽的部位设置有限位销钉5。楔形件20上设置有防止其从套筒3中脱落的销钉21，确保楔形件不会从套筒中脱落，销钉可以是普通销钉，也可以是弹簧销钉。滚轮19沿周向分布，与深孔零件1的孔壁接触，可绕自身轴转动，数量为三个或以上。滚轮19可绕自身轴转动，使装置工作时，滚轮与深孔零件1的孔内壁之间为滚动摩擦，有利于减小摩擦阻力，提高检测精度。端盖23固接在套筒3左侧，卡住拉杆18的阶梯部分，旋转拉杆18左端对滚轮进行调整，旋转调节螺钉13对弹性套8进行调整，待滚轮与弹性套调好以后，牵引拉环24，使装置整体左移，实现检测。

楔形体4与楔形件20之间的接触形式可以是面接触，也可以是线接触。

测头主体17上开有径向通孔，径向通孔外套有可密封径向通孔并与深孔内壁接触的弹性套8，径向通孔内设置有液性塑料16。弹性套8与测头主体17之间设置有基座9，基座9对应测头主体17的径向通孔部位也开有通孔，测头主体17轴线方向开孔与径向通孔连通，轴线方向孔的孔端设置调节螺钉13，调节螺钉13内端设置承压件14，液性塑料16密封于承压件14、测头主体17、弹性套8和基座9之间，测头主体17外端面连接面板10用于安装内激光发射器12和位移位置敏感探测器15。面板10可以是快换式面板，也可以是紧固式面板。调节螺钉13通过承压件14作用于液性塑料16。通过调节螺钉13，即可起到改变液性塑料16膨胀力的作用。弹性套8套在基座9外周，随液性塑料16的膨胀而膨胀，撑起弹性套8，使其与深孔零件1的孔壁保持接触。

测头主体17外端面固定有内激光发射器12和位移位置敏感探测器15，转角位置敏感探测器30和外激光发射器35固定安装在支架31上，转角位置敏感探测器30接收内激光发射器12发出的光线，位移位置敏感探测器15接收外激光发射器35发出的光线，转角位置敏感探测器30和位移位置敏感探测器15通过A/D转换器36与计算机***32相连，实现对位移位置敏感探测器15和转角位置敏感探测器30所得数据的转换。

所述的拉杆18上设置拉环24，拉环24连接拉绳25，拉绳25绕过定滑轮29连接滚筒28，滚筒28连接卷轴27，卷轴27连接电机26。电机26的动力传递给拉杆18，定滑轮29改变拉绳25的传动方向，使电机安装适应性更强。拉杆18在拉绳25的作用下，做水平向左的运动，带动楔形体左移，顶起楔形件，从而确保滚轮19与深孔零件1的孔内壁始终接触。

本发明所述的位移位置敏感探测器15接收外激光发射器35发出的光线，用来检测零件孔的实际轴线相对于理论轴线的微位移变化，工作时，若实际轴线相对于理论轴线的只有微位移变化，光斑在位移位置敏感探测器15上产生一个变动量，该变动量就是微位移变化。

本发明所述的转角位置敏感探测器30接收内激光发射器12发出的光线，可检测零件孔的实际轴线相对于理论轴线的微转角变化，工作时，若实际轴线相对于理论轴线的只有微转角变化，光斑在转角位置敏感探测器30上产生一个变动量，根据反射放大原理，采用正切函数即可将该变动量转换为微转角变化。在一般情况下，转角位置敏感探测器30检测到的变化是轴线发生微位移与微转角情形下的合成量，通过数学运算，可以分解。

本发明的工作原理：

本装置工作时，先旋转拉杆18，左侧，使楔形体4左移，顶起楔形件20，将滚轮14压紧在深孔零件1的内孔壁上，然后，旋转调节螺钉13，液性塑料16膨胀，弹性套8与深孔零件1的内孔壁接触。调整完成后，拉绳25拉动拉环24，装置左移。移动过程中，位移位置敏感探测器15和转角位置敏感探测器30探测到的光斑变化量经A/D转换器36后，输送到计算机***32进行处理运算，获得深孔实际轴线相对于理论轴线每点处的微位移变化和微转角变化，并以三维图像和数据表的形式呈现在显示屏上，方便人工读出。

Claims (7)

1.一种带液性塑料的孔直线度检测装置，其特征在于包括：拉杆（18）、楔形体（4）、楔形件（20）、套筒（3）、液性塑料（16）、测头主体（17）、弹性套（8）、位移位置敏感探测器（15）、内激光发射器（12）、转角位置敏感探测器（30）和外激光发射器（35），

套筒（3）的一端与测头主体（17）连接，拉杆（18）的一端和拉绳（25）连接，拉杆（18）的另一端穿入套筒（3）内腔与设置于套筒内腔之内的楔形体（4）连接；楔形体（4）的斜面上套有可相对其滑动的楔形件（20），楔形件（20）穿出套筒、且穿出端安装有可与深孔内壁接触的滚轮（19），

测头主体（17）上开有径向通孔，径向通孔外套有可密封径向通孔并与深孔内壁接触的弹性套（8），径向通孔内设置有液性塑料（16），

测头主体（17）外端面固定有内激光发射器（12）和位移位置敏感探测器（15），转角位置敏感探测器（30）和外激光发射器（35）固定安装在支架（31）上，转角位置敏感探测器（30）接收内激光发射器（12）发出的光线，位移位置敏感探测器（15）接收外激光发射器（35）发出的光线，转角位置敏感探测器（30）和位移位置敏感探测器（15）通过A/D转换器（36）与计算机***（32）相连。

2.根据权利要求1所述的带液性塑料的孔直线度检测装置，其特征在于套筒（3）的另一端连接端盖（23），拉杆（18）上设环形凸起，环形凸起卡于端盖（23）与套筒（3）之间，拉杆（18）与楔形体（4）螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的带液性塑料的孔直线度检测装置，其特征在于弹性套（8）与测头主体（17）之间设置有基座（9），基座（9）对应测头主体（17）的径向通孔部位也开有通孔，测头主体（17）轴线方向开孔与径向通孔连通，轴线方向孔的孔端设置调节螺钉（13），调节螺钉（13）内端设置承压件（14），液性塑料（16）密封于承压件（14）、测头主体（17）、弹性套（8）和基座（9）之间，测头主体（17）外端面连接面板（10）用于安装内激光发射器（12）和位移位置敏感探测器（15）。

4.根据权利要求1所述的带液性塑料的孔直线度检测装置，其特征在于楔形体（4）外周延其运动方向开有开槽，套筒（3）上对应楔形体（4）开槽的部位设置有限位销钉（5）。

5.根据权利要求1所述的带液性塑料的孔直线度检测装置，其特征在于滚轮（19）沿套筒（3）的周向均匀分布，数量为三个或以上。

6.根据权利要求1所述的带液性塑料的孔直线度检测装置，其特征在于楔形件（20）上设置有防止其从套筒（3）中脱落的销钉（21）。

7.根据权利要求1所述的带液性塑料的孔直线度检测装置，其特征在于所述的拉杆（18）上设置拉环（24），拉环（24）连接拉绳（25），拉绳（25）绕过定滑轮（29）连接滚筒（28），滚筒（28）连接卷轴（27），卷轴（27）连接电机（26）。