CN107917682A - 外置式深孔直线度检测装置与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于深孔检测技术领域，具体地说涉及外置式深孔直线度检测装置与方法。利用本发明，可以准确检测大小直径深孔的直线度。本发明包括光发射器、左端盖、测量体、光接收器等。检测过程中，光接收器位于深孔外部。测量***于工件内部，其中部有贯通孔。光发射器发出的光束直径大于测量体贯通孔的直径，且光束穿过测量体的贯通孔，光接收器上接收光斑。测量体沿平行于光束的方向移动，能自动定心，不发生旋转。检测方法包括以下步骤：让光束先后穿过左端盖和右端盖中心孔；使光束穿过测量体贯通孔，射向光接收器；测量体沿平行于光束的方向移动，根据光接收器的信息，求深孔直线度。

Description

外置式深孔直线度检测装置与方法
技术领域
本发明属于深孔轴线直线度检测的技术领域，具体涉及一种深孔直线度检测装置。
技术背景
深孔加工过程受到多方面因素的影响。零件深孔轴线容易出现弯曲或偏斜现象。因此，对深孔轴线的直线度进行检测是必要的。
现有的深孔直线度检测装置仅适用于大直径的深孔检测，不适用于小直径深孔的检测。
发明内容
本发明的目的：为准确检测各种直径深孔的直线度提供一种检测装置和方法。
本发明采用如下的技术方案实现：
外置式深孔直线度检测装置，包括光发射器、左端盖、测量体、右端盖、光接收器、驱动装置等部分。测量***于工件内部。光接收器位于深孔的外部。
所述的光发射器用于发射光信号，光接收器用于接收光信号。左端盖和右端盖与深孔两端配合，均在中心处开有小的通孔，且两个通孔同轴。
测量体中心有小直径的贯通孔。测量体与深孔内壁始终贴合，为了保证其贴合，采用以下技术措施：第一，测量体由弹性材料制作，测量体的外径能够随内孔直径的变化而变化。第二，当测量体为非弹性材料时，采用与弹簧夹头相同的结构，即测量体上开有槽，通过槽的收缩可以确保测量体的外径与孔的内径一致。第三，测量体是由多个弹簧和其它零件的组合体，通过弹簧的伸缩使测量体的外径与孔的内径一致。
驱动装置使测量体在深孔内沿平行于光束的方向移动。驱动装置可以为前驱动杆、万向联轴节、后驱动杆，驱动装置可以位于测量体的前方或后方。
为防止测量体移动过程中在深孔内旋转，采用了万向联轴节。前驱动杆与万向联轴节固定连接，测量体、万向联轴节和后驱动杆三者固定连接，前驱动杆沿平行于光束的方向移动，但不能绕平行于光束的方向旋转；测量体沿平行于光束的方向移动，但不能绕平行于光束的方向旋转。万向联轴节具有两个自由度，万向联轴节在测量体的前方时，前驱动杆与后驱动杆有相对移动的自由度，没有旋转自由度，由前驱动杆拉动前方的万向联轴节，然后通过后驱动杆拉动测量体。万向联轴节放在测量体的后方时，前驱动杆与后驱动杆有相对移动的自由度，没有旋转自由度，由前驱动杆推动后方的万向联轴节，然后通过后驱动杆推动测量体。
以上为技术方案一，以下介绍技术方案二，着重阐述方案二与方案一的不同之处。
方案二中，驱动装置为线绳。线绳与测量体连接，测量体沿平行于光束的方向移动。测量体与深孔形成两个以上的楔形空间，楔形空间内有圆柱滚子和弹簧，圆柱滚子分别与弹簧、挡片和深孔内壁接触，利用双向摩擦自锁的原理工作，测量体不能绕移动方向旋转。具体请参见专利“圆周定位激光深孔直线度检测装置”。
工作原理：检测装置操作时，首先在深孔的两端装配好左端盖和右端盖，从而确定其中心孔的位置，两个中心孔同轴。打开光发射器，发出光信号，光发射器发出的光束先后穿过左端盖、右端盖中心处的通孔，调整光接收器的位置，使光照在光接收器中心部位，光发射器与光接收器位置调整好后，固定光发射器，去掉左端盖和右端盖。放入测量体，使光信号穿过测量体的通孔，射向光接收器。测量体沿平行于光束的方向移动。当孔直线度精度高时，光接收器能接收到稳定持续的光信号；当孔直线度精度差时，光接收器能接收的光信号变化大。根据光接收器的信息，求深孔直线度。
总之，本发明具有以下创新点：
1.外置式深孔直线度检测装置，其特征在于包括光发射器1、测量体3、光接收器5、前驱动杆6、万向联轴节7、后驱动杆8、对光装置；测量体3位于工件9中，且中部设计有小直径的贯通孔；光发射器1和光接收器5位于测量体3的两侧，且光接收器5位于深孔的外部；光发射器1发出的光束直径大于测量体3的贯通孔的直径，光发射器1发出的光束穿过测量体3的贯通孔，光接收器5上接收到完整的圆形光斑；前驱动杆6与万向联轴节7固定连接，测量体3、万向联轴节7和后驱动杆8三者固定连接，前驱动杆6沿平行于光束的方向移动，但不能绕平行于光束的方向旋转；测量体3沿平行于光束的方向移动，但不能绕平行于光束的方向旋转。前驱动杆6的一维运动由现有技术保证。
2.外置式深孔直线度检测装置，其特征在于包括光发射器1、测量体3、光接收器5、线绳13、对光装置；测量体3位于工件9中，且中部设计有小直径的贯通孔；光发射器1和光接收器5位于测量体3的两侧，且光接收器5位于深孔的外部；光发射器1发出的光束直径大于测量体3的贯通孔的直径，光发射器1发出的光束穿过测量体3的贯通孔，光接收器5上接收到完整的圆形光斑；线绳13与测量体3连接，测量体3由线绳13驱动，沿平行于光束的方向移动；测量体3与深孔形成两个以上的楔形空间，楔形空间内有圆柱滚子11和弹簧12，圆柱滚子11分别与挡片10、弹簧12和深孔内壁接触，测量体3不能绕平行于光束的方向旋转。其一维运动由楔形结构双向摩擦自锁原理保证。
3.外置式深孔直线度检测装置，其特征在于对光装置包括左端盖2、右端盖4，左端盖2、右端盖4在中心处分别设计有小的通孔，左端盖2、右端盖4与深孔两端配合后，光发射器1发出的光束先后穿过左端盖2、右端盖4中心处的通孔，并使光发射器1固定，卸下左端盖2、右端盖4。
4.外置式深孔直线度检测装置，其特征在于测量体3与深孔内壁始终贴合，测量体3的外径随深孔直径的变化而变化；测量体3由弹性材料或非弹性材料制作，或为多个弹簧和其它零件的组合体；当测量体3为非弹性材料时，测量体3上开有槽，槽的间隙是可变的；当测量体3为多个弹簧和其它零件的组合体时，弹簧与其它零件接触，使测量体3的外径与孔的内径一致。
5.外置式深孔直线度检测装置的检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
a：在深孔的两端装配好左端盖2和右端盖4，让光发射器1发出的光束先后穿过左端盖2、右端盖4中心通孔，固定光发射器1，去掉左端盖2和右端盖4；
b：放入测量体3，使光束穿过测量体3的贯通孔，射向光接收器5；
c：测量体3沿平行于光束的方向移动，根据光接收器5的信息，求深孔直线度。
本发明的有益效果：第一、可以检测小直径深孔的直线度。检测小直径深孔的直线度，一直是深孔加工领域的难题。发明人以前设计的检测装置，仅适用于检测直径较大的孔。第二、光接收器放在深孔的外面，简化了设计，减少了所需的零部件，可防止信号在深孔内被屏蔽。减少了因电线阻挡光线而出现连接故障的可能性。第三、采用万向联轴节或者楔形结构防止测量体在检测过程中发生旋转。第四、测量体可以根据深孔直径自动定心。
附图说明
图1为检测装置示意图；图2为刚性驱动装置示意图；图3为线绳驱动装置示意图；图4为测量体弹簧组合体的剖视示意图。图中：1-光发射器，2-左端盖，3-测量体，4-右端盖，5-光接收器，6-前驱动杆，7-万向联轴节，8-后驱动杆，9-工件，10-挡板，11-圆柱滚子，12-弹簧，13-线绳。
具体实施方式
以下具体实施方式是用来说明本发明的，不对本发明做任何限制。
实施方式一，通过前驱动杆驱动万向联轴节，使测量体移动；
实施方式二，通过线绳驱动测量体，使测量体移动，测量体具有楔形结构。

Claims (5)

1.外置式深孔直线度检测装置，其特征在于包括光发射器(1)、测量体(3)、光接收器(5)、前驱动杆(6)、万向联轴节(7)、后驱动杆(8)、对光装置；测量体(3)位于工件(9)中，且中部设计有小直径的贯通孔；光发射器(1)和光接收器(5)位于测量体(3)的两侧，且光接收器(5)位于深孔的外部；光发射器(1)发出的光束直径大于测量体(3)的贯通孔的直径，光发射器(1)发出的光束穿过测量体(3)的贯通孔，光接收器(5)上接收到完整的圆形光斑；前驱动杆(6)与万向联轴节(7)固定连接，测量体(3)、万向联轴节(7)和后驱动杆(8)三者固定连接，前驱动杆(6)沿平行于光束的方向移动，但不能绕平行于光束的方向旋转；测量体(3)沿平行于光束的方向移动，但不能绕平行于光束的方向旋转。
2.外置式深孔直线度检测装置，其特征在于包括光发射器(1)、测量体(3)、光接收器(5)、线绳(13)、对光装置；测量体(3)位于工件(9)中，且中部设计有小直径的贯通孔；光发射器(1)和光接收器(5)位于测量体(3)的两侧，且光接收器(5)位于深孔的外部；光发射器(1)发出的光束直径大于测量体(3)的贯通孔的直径，光发射器(1)发出的光束穿过测量体(3)的贯通孔，光接收器(5)上接收到完整的圆形光斑；线绳(13)与测量体(3)连接，测量体(3)沿平行于光束的方向移动；测量体(3)与深孔形成两个以上的楔形空间，楔形空间内有圆柱滚子(11)和弹簧(12)，圆柱滚子(11)分别与挡片(10)、弹簧(12)和深孔内壁接触，测量体(3)不能绕平行于光束的方向旋转。
3.根据权利要求1、2所述的外置式深孔直线度检测装置，其特征在于对光装置包括左端盖(2)、右端盖(4)，左端盖(2)、右端盖(4)在中心处分别设计有小的通孔，左端盖(2)、右端盖(4)与深孔两端配合后，光发射器(1)发出的光束先后穿过左端盖(2)、右端盖(4)中心处的通孔，并使光发射器(1)固定，卸下左端盖(2)、右端盖(4)。
4.根据权利要求1、2所述的外置式深孔直线度检测装置，其特征在于测量体(3)与深孔内壁始终贴合，测量体(3)的外径随深孔直径的变化而变化；测量体(3)由弹性材料或非弹性材料制作，或为多个弹簧和其它零件的组合体；当测量体(3)为非弹性材料时，测量体(3)上开有槽，槽的间隙是可变的；当测量体(3)为多个弹簧和其它零件的组合体时，弹簧与其它零件接触，使测量体(3)的外径与孔的内径一致。
5.外置式深孔直线度检测装置的检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
a：在深孔的两端装配好左端盖(2)和右端盖(4)，让光发射器(1)发出的光束先后穿过左端盖(2)、右端盖(4)中心通孔，固定光发射器(1)，去掉左端盖(2)和右端盖(4)；
b：放入测量体(3)，使光束穿过测量体(3)的贯通孔，射向光接收器(5)；
c：测量体(3)沿平行于光束的方向移动，根据光接收器(5)的信息，求深孔直线度。
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