專利名稱：有檢測(cè)功能深孔擴(kuò)孔用移動(dòng)式陰極及儀表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在加工炮管中使用的有檢測(cè)功能的深孔擴(kuò)孔用移動(dòng)式陰極及儀表。
在用移動(dòng)式陰極對(duì)炮管進(jìn)行擴(kuò)孔電解加工時(shí)，為提高炮管的加工精度，有關(guān)部門一直在進(jìn)行研究，其中較多的是研究炮管陽極的溶解過程。近年來有電解液流場(chǎng)對(duì)加工精度的影響、實(shí)時(shí)檢測(cè)和采用微處理機(jī)對(duì)電解加工過程進(jìn)行自適應(yīng)控制等。由于炮管加工時(shí)電解電流達(dá)幾千安培，加上電解液等干擾因素影響了實(shí)時(shí)檢測(cè)的準(zhǔn)確性；電解加工模型的非線性和時(shí)變性制約了自適應(yīng)控制技術(shù)的發(fā)展，這些均阻礙了炮管加工精度的提高。
本發(fā)明的目的是解決在用移動(dòng)式陰極對(duì)炮管進(jìn)行擴(kuò)孔的加工過程中實(shí)時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量炮管孔內(nèi)徑的問題。準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)測(cè)量并顯示出炮管孔尺寸后，利用機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)可直接組成簡(jiǎn)易的操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)提高炮管的加工精度。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，在深孔擴(kuò)孔用移動(dòng)式陰極的陰極錐體和后引導(dǎo)之間安裝由一個(gè)電渦流測(cè)頭及一對(duì)輔助機(jī)械機(jī)構(gòu)組成的檢測(cè)裝置，測(cè)頭變換電路用雙層金屬板屏蔽后封裝在塑料殼內(nèi)密封固定在陰極后引導(dǎo)一側(cè)，再用5--10m導(dǎo)線連接加雙屏蔽的測(cè)試儀表。由于測(cè)試儀表實(shí)時(shí)顯示在加工過程中炮管孔的直徑，操作者根據(jù)工藝參數(shù)計(jì)算后即可通過控制機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)而組成簡(jiǎn)易的操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)提高加工精度。該系統(tǒng)的調(diào)節(jié)參數(shù)不是通過計(jì)算機(jī)計(jì)算而是操作者本身根據(jù)工藝參數(shù)計(jì)算進(jìn)行的原因是，根據(jù)數(shù)控機(jī)械設(shè)備是由數(shù)控裝置與伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的有機(jī)組合的一般特點(diǎn)，該發(fā)明僅實(shí)時(shí)對(duì)數(shù)控裝置提供加工中炮管孔直徑信號(hào)。
附

圖1是本發(fā)明的實(shí)施例。參看附圖1，當(dāng)對(duì)炮管(17)進(jìn)行擴(kuò)孔加工時(shí)，電解液經(jīng)接頭及入水孔(1)、出水孔(4)、炮管和陰極錐體(5)之間的間隙流過帶走電解產(chǎn)物，電解電流經(jīng)炮管、電解液和陰極錐體后形成回路。一對(duì)輔助機(jī)械機(jī)構(gòu)均由寶石測(cè)頭(9)、(22)、測(cè)量桿(8)、(23)、定位環(huán)(6)、(25)、橡膠保護(hù)片(10)、(21)和彈簧(7)、(24)組成。其裝配關(guān)系如下，寶石測(cè)頭(9)、(22)沾接在測(cè)量桿(8)、(23)頂部，沿定位環(huán)(6)、(25)軸線方向可自由移動(dòng)，定位環(huán)(6)、(25)同陰極沾接。測(cè)量桿(8)、(23)上部密封橡膠保護(hù)片(10)、(21)，一是防止電解液流入檢測(cè)裝置，二是寶石測(cè)頭(9)、(22)可沿定位環(huán)(6)、(25)軸線移動(dòng)。測(cè)量桿(8)底部接金屬片(11)，測(cè)量桿(23)底部同電渦流傳感器測(cè)頭(12)沾接。彈簧(7)、(24)置于定位環(huán)(6)、(25)和橡膠保護(hù)片(10)、(21)之間。由于前引導(dǎo)(2)、橡膠圈(3)和后引導(dǎo)(13)的定位，寶石測(cè)頭(9)、(22)通過彈簧(7)、(24)作用在炮管(17)的直徑方向上。金屬片(11)同電渦流測(cè)頭(12)之間的距離h為傳感器線性區(qū)中點(diǎn)，標(biāo)定為機(jī)械零點(diǎn)。對(duì)炮管進(jìn)行擴(kuò)孔加工時(shí)，由于陰極沿炮管軸線移動(dòng)時(shí)同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，h的變化量等于炮管孔直徑的變化量。電渦流測(cè)頭的變換電路(18)用雙層金屬板(15)、(16)內(nèi)、外屏蔽后封裝在塑料殼(14)內(nèi)密封固定在陰極后引導(dǎo)(13)一側(cè)，通過導(dǎo)線(19)、(20)同儀表連接。電渦流測(cè)頭變換電路(18)由正弦振蕩電路、諧振電路、隔離、交流放大、整流檢波、功放等組成。導(dǎo)線(20)雙層屏蔽，導(dǎo)線(19)單層屏蔽。屏蔽測(cè)頭變換電路(18)的雙層金屬板(15)、(16)同導(dǎo)線(20)內(nèi)外屏蔽連接，并連接在測(cè)試儀表內(nèi)、外屏蔽金屬板(29)、(30)上。測(cè)試儀表機(jī)殼(28)接地。為克服電源干擾，用蓄電池電源供電(33)，兩級(jí)穩(wěn)壓(34)。測(cè)試儀表內(nèi)、外屏蔽金屬板(29)、(30)之間用跟隨器連接，內(nèi)屏蔽接輸入，輸出接外屏蔽，以克服分布電容漏電流影響。測(cè)試儀表電路由電渦流傳感器組成的誤差補(bǔ)償(27)、模擬信號(hào)處理(32)和滿量程1.999的數(shù)字表頭(36)組成。設(shè)誤差補(bǔ)償電路(27)輸出為V′，則V′＝VO+ΔVT+ΔVE，測(cè)頭變換電路(18)輸出VO＝VO+ΔVTΔVE+ΔV(h)，其中ΔVT是溫度變化引起的誤差，ΔVE是電源電壓變化引起的誤差，ΔV(h)是金屬片(11)同測(cè)頭(12)之間距離h引起的電壓線性改變量，則VA＝VO-V′＝ΔV(h)。設(shè)炮管孔直徑為φD，用樣圈標(biāo)定機(jī)械零點(diǎn)，調(diào)節(jié)模擬信號(hào)處理電路(32)的調(diào)零電位器，使對(duì)應(yīng)φD的顯示尺寸為1.000；用微動(dòng)標(biāo)定裝置標(biāo)定靈敏度，調(diào)節(jié)模擬信號(hào)處理電路(32)的調(diào)靈敏度電位器，標(biāo)定靈敏度為1mv/μm。在對(duì)炮管(17)進(jìn)行擴(kuò)孔加工時(shí)，若炮管孔直徑在±0.6mm范圍內(nèi)變化，該發(fā)明裝置可直接測(cè)出炮管孔的實(shí)際尺寸。
該發(fā)明實(shí)施例測(cè)量范圍±0.6mm，分辨力1μm，點(diǎn)漂≤1μm/4小時(shí)。改變電渦流測(cè)頭尺寸，可提高分辨力、減小測(cè)量范圍或減小分辨力、提高測(cè)量范圍。在對(duì)炮管進(jìn)行擴(kuò)孔加工時(shí)，陰極沿炮管軸線移動(dòng)并轉(zhuǎn)動(dòng)，儀表實(shí)時(shí)顯示炮管孔直徑尺寸。如加工3.5m炮管，φD＝36.8mm，儀表顯示1.018，則在該截面測(cè)量點(diǎn)上炮管孔直徑為36.8+0.018＝36.818(mm)。儀表模擬輸出VA為數(shù)控裝置提供炮管孔直徑尺寸信號(hào)。當(dāng)機(jī)床未進(jìn)行數(shù)控改造前，操作者則可根據(jù)顯示的炮管孔直徑偏差，按工藝參數(shù)計(jì)算后調(diào)節(jié)機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)，修正偏差，使電解加工精度提高2個(gè)公差等級(jí)。
權(quán)利要求
權(quán)力要求1，本發(fā)明的技術(shù)特征是在深孔擴(kuò)孔用移動(dòng)式陰極的陰極錐體和后引導(dǎo)之間安裝用一個(gè)電渦流測(cè)頭及一對(duì)輔助機(jī)械機(jī)構(gòu)組成的檢測(cè)裝置，測(cè)頭變換電路用雙層金屬板屏蔽后封裝在塑料殼內(nèi)密封固定在陰極后引導(dǎo)一側(cè)，再用5-10m導(dǎo)線連接加雙屏蔽的測(cè)試儀表。
權(quán)利要求2，根據(jù)權(quán)利要求1的一對(duì)輔助機(jī)械機(jī)構(gòu)由寶石測(cè)頭、測(cè)量桿、定位環(huán)、橡膠保護(hù)片和彈簧組成。其裝配關(guān)系如下，寶石測(cè)頭沾接在測(cè)量桿頂部，沿定位環(huán)軸線方向可自由移動(dòng)，定位環(huán)同陰極沾接；測(cè)量桿上部密封橡膠保護(hù)片，一個(gè)測(cè)量桿下部接金屬片，另一個(gè)測(cè)量桿下部同電渦流測(cè)頭沾接；彈簧置于定位環(huán)和橡膠保護(hù)片之間；金屬片同電渦流測(cè)頭之間距離為h。
權(quán)利要求3，根據(jù)權(quán)利要求1的用5-10m導(dǎo)線連接加雙屏蔽的測(cè)試儀表是，屏蔽測(cè)頭變換電路的雙層金屬板同導(dǎo)線內(nèi)、外屏蔽連接，再連接在測(cè)試儀表內(nèi)、外屏蔽金屬板上；測(cè)試儀表內(nèi)外屏蔽金屬板之間用跟隨器連接。
全文摘要
有檢測(cè)功能深孔擴(kuò)孔用移動(dòng)式陰極及儀表在炮管加工中使用，解決了用移動(dòng)式陰極對(duì)炮管擴(kuò)孔中實(shí)時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量炮管孔內(nèi)徑的問題。主要技術(shù)特征是在陰極錐體和后引導(dǎo)之間安裝一個(gè)電渦流測(cè)頭及一對(duì)輔助機(jī)械機(jī)構(gòu)組成的檢測(cè)裝置，測(cè)頭變換電路雙層屏蔽后封裝在塑料殼內(nèi)密封固定在陰極后引導(dǎo)一側(cè)，再用5－10m導(dǎo)線連接加雙層屏蔽的測(cè)試儀表。測(cè)量范圍±0.6mm，分辯力1μm，點(diǎn)漂≤1μm/4小時(shí)。
文檔編號(hào)G01B7/13GK1499168SQ02139509
公開日2004年5月26日 申請(qǐng)日期2002年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月11日
發(fā)明者許衛(wèi)星 申請(qǐng)人:西安工程科技學(xué)院