專利名稱：一種立式深孔直線度激光檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種孔類零件直線度檢測(cè)裝置，特別涉及一種立式深孔直線度激光檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
深孔加工復(fù)雜且特殊，難以觀察加工部位和刀具狀況，加工過程受諸如刀桿變形、系統(tǒng)顫振、工件材質(zhì)、鉆頭參數(shù)、切削參數(shù)、油液壓力、排屑困難等多方面因素的影響，深孔零件常出現(xiàn)軸線偏斜的現(xiàn)象，一旦偏斜到某種程度，深孔零件軸線的直線度誤差將產(chǎn)生急劇變化，造成鉆頭損壞、工件報(bào)廢、產(chǎn)品精度低、質(zhì)量不合格等不良后果。由于深孔加工服務(wù)于裝備制造行業(yè)，深孔工件的質(zhì)量直接影響裝備制造業(yè)的發(fā)展，也限制了深孔向其他領(lǐng)域拓展的空間。直線度檢測(cè)貫穿于整個(gè)深孔加工過程中，是深孔領(lǐng)域控制產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段，直線度好的零件也可以使自身在與其他零件配合使用時(shí)發(fā)揮出最大的性能，提高總裝精度。直線度是深孔加工必須考慮的一項(xiàng)基本指標(biāo)，對(duì)于孔類零件，通常所說的直線度是指零件實(shí)際軸線相對(duì)于理論軸線的偏差。國(guó)內(nèi)外在深孔直線度檢測(cè)與糾偏技術(shù)方面的研究不斷加深，但是相對(duì)其他計(jì)量項(xiàng)目而言，直線度檢測(cè)技術(shù)顯得落后，尤其表現(xiàn)在對(duì)大長(zhǎng)工件孔軸線直線度檢測(cè)方面，到目前為止，尚沒有用于檢測(cè)深孔軸線直線度偏差的成熟產(chǎn)品。實(shí)際中，工人師傅經(jīng)常通過用卡尺在孔的兩端沿不同徑向方向測(cè)量壁厚的方法判定直線度好壞，這種方法不能測(cè)得深孔內(nèi)部軸線偏差，也即不能實(shí)現(xiàn)對(duì)深孔零件直線度的全程連續(xù)動(dòng)態(tài)檢測(cè)，很不精準(zhǔn)，容易陷入以點(diǎn)概面的誤區(qū)。而一些高精度直線度檢測(cè)儀器的價(jià)格又比較昂貴，難以接受。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在克服上述缺點(diǎn)，提供一種利用激光技術(shù)和位置敏感探測(cè)器全程動(dòng)態(tài)檢測(cè)深孔軸線直線度的立式深孔直線度激光檢測(cè)裝置。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下解決方案:一種立式深孔直線度激光檢測(cè)裝置，包括T型拉桿，其特征在于:T型拉桿穿過上楔形體和下楔形體的中間孔安裝在封閉的套筒內(nèi)，上楔形體和下楔形體與套筒的內(nèi)壁接觸，T型拉桿的桿頭穿過套筒上端面設(shè)有的與上楔形體和下楔形體的中間孔一致的中間孔伸出套筒外，T型拉桿的桿頭連接拉繩，拉繩通過定滑輪連接在與電機(jī)相連的滾筒上；在T型拉桿上設(shè)有上彈簧、中彈簧和下彈簧，上彈簧、中彈簧和下彈簧分別位于套筒上端面與上楔形體、上楔形體與下楔形體、下楔形體與T型拉桿的T型臺(tái)階之間；在套筒的筒壁上設(shè)有上楔形件和下楔形件，上楔形件的一端與深孔零件的孔壁接觸，另一端與上楔形體傾斜接觸，下楔形件的一端與深孔零件的孔壁接觸，另一端與下楔形體傾斜接觸；在套筒下端面的中心處拴有吊繩，吊繩下端安裝有重塊，重塊下端面安裝激光發(fā)射器，重塊下方設(shè)有支架，在支架上安裝位置敏感探測(cè)器，位置敏感探測(cè)器接收激光發(fā)射器發(fā)出的光線，位置敏感探測(cè)器通過A/D轉(zhuǎn)換器與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連。
上述的立式深孔直線度激光檢測(cè)裝置，其特征在于:所述T型拉桿的桿頭上設(shè)有連接拉繩的拉釘。上述的立式深孔直線度激光檢測(cè)裝置，其特征在于:所述上楔形件和下楔形件與深孔零件的孔壁接觸的一端設(shè)有可繞自身軸轉(zhuǎn)動(dòng)的上滾輪和下滾輪，數(shù)量均為三個(gè)或三個(gè)以上。上述的立式深孔直線度激光檢測(cè)裝置，其特征在于:所述上楔形件和下楔形件與上楔形體和下楔形體傾斜接觸的斜角為10°-80°。上述的立式深孔直線度激光檢測(cè)裝置，其特征在于:所述上楔形件和下楔形件在靠近套筒內(nèi)壁處設(shè)置銷釘。上述的立式深孔直線度激光檢測(cè)裝置，其特征在于:所述定滑輪為左滑輪和右滑輪。本發(fā)明所述的T型拉桿在拉繩的作用下，做垂直向上運(yùn)動(dòng)，使上彈簧、中彈簧和下彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈簧推動(dòng)楔形體，頂起楔形件，從而確保上滾輪和下滾輪與深孔零件的孔內(nèi)壁始終接觸。本發(fā)明所述的位置敏感探測(cè)器接收激光發(fā)射器發(fā)出的光線，可檢測(cè)零件孔的實(shí)際軸線相對(duì)于理論軸線的橫向變動(dòng)量。本發(fā)明所述的A/D轉(zhuǎn)換器與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)位置敏感探測(cè)器所得數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。本發(fā)明所述的上滾輪和下滾輪可繞自身軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使裝置工作時(shí)，兩個(gè)滾輪與深孔零件的孔內(nèi)壁之間為滾動(dòng)摩擦，有利于減小摩擦阻力，提高檢測(cè)精度。本發(fā)明所述的銷釘可確保楔形件不會(huì)從套筒中脫落。本發(fā)明所述的拉繩繞過左滑輪和右滑輪連接在拉釘上，從而將電機(jī)的動(dòng)力傳遞給T型拉桿，滑輪改變拉繩傳動(dòng)方向，使電機(jī)安裝適應(yīng)性更強(qiáng)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果:
本發(fā)明通過位置敏感探測(cè)器上光斑的變化和裝置豎直方向位移變化，得到樣點(diǎn)在空間離散特征，經(jīng)由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理，擬合出一條直線度空間曲線，進(jìn)而求出孔軸線直線度誤差值。本發(fā)明集機(jī)、電、光于一體，采用激光技術(shù)和位置敏感探測(cè)器，構(gòu)建基于彈簧質(zhì)量體系的裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，使用方便，可以實(shí)現(xiàn)全程動(dòng)態(tài)檢測(cè)深孔實(shí)際軸線相對(duì)于理論軸線的橫向微位移變化，使對(duì)深孔零件進(jìn)行直線度檢測(cè)的手段趨于高精化，是深孔檢測(cè)技術(shù)上的重要突破。


圖1、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1-深孔零件2-套筒3-上楔形體5-T型拉桿6_中彈簧7_下楔形體8_重塊9-下彈簧10-下端面11-激光發(fā)射器12-吊繩13-下楔形件14-下滾輪15-上楔形件16-上滾輪17-銷釘18-上彈簧19-拉釘20-電機(jī)21-卷軸22-左滑輪23-滾筒24-位置敏感探測(cè)器25-支架26-計(jì)算機(jī)系統(tǒng)27-光線28-右滑輪30-A/D轉(zhuǎn)換器31-拉繩。
具體實(shí)施例方式 結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步描述，本實(shí)施例是用來說明本發(fā)明的，而不是對(duì)本發(fā)明做任何限制。如圖1所示，一種立式深孔直線度激光檢測(cè)裝置，包括T型拉桿5、上彈簧18、中彈簧6、下彈簧9、上楔形體3、下楔形體7、上楔形件15、下楔形件13、面板10、吊繩12、重塊8、激光發(fā)射器11和位置敏感探測(cè)器24，T型拉桿5穿過上楔形體3和下楔形體7的中間孔安裝在封閉的套筒2內(nèi)，上彈簧18、中彈簧6和下彈簧9套在T型拉桿5上，且被上楔形體3和下楔形體7隔開，上楔形件15與上楔形體3之間傾斜接觸，斜角控制在10°-80°之間，下楔形件13與下楔形體7之間傾斜接觸，斜角控制在10°-80°之間；下端面10的中心處拴有吊繩12，吊繩12下端安裝有重塊8，激光發(fā)射器11固定在重塊8下端面正中心，位置敏感探測(cè)器24固定安裝在支架25上，位置敏感探測(cè)器24位于激光發(fā)射器11下方，激光發(fā)射器11發(fā)出的光線27照射在位置敏感探測(cè)器24的工作范圍內(nèi)，位置敏感探測(cè)器24通過A/D轉(zhuǎn)換器30與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)26相連。上滾輪16和下滾輪14均與深孔零件I的孔壁接觸，可繞自身軸轉(zhuǎn)動(dòng)，數(shù)量均為三個(gè)或三個(gè)以上。上楔形體3與上楔形件15之間的接觸形式可以是面接觸，也可以是線接觸；下楔形體7與下楔形件13之間也采用相同的接觸形式。銷釘17安裝于上楔形件15，確保楔形件不會(huì)從套筒2中脫落，銷釘可以是普通銷釘，也可以是彈簧銷釘。套筒2的下端面10可以是快換式面板，也可以是緊固式面板。本發(fā)明的工作原理:
本發(fā)明工作開始時(shí)，設(shè)備在拉繩31的作用下，通過T型拉桿5使三個(gè)彈簧處于壓縮狀態(tài)，推動(dòng)楔形體移動(dòng)，頂起楔形件，將上滾輪16和下滾輪14壓緊在深孔零件I的內(nèi)孔壁上，從而保證工作過程的良好接觸。工作過程中，當(dāng)孔徑變大時(shí)，楔形體使得滾輪向外移動(dòng)，適應(yīng)于孔徑的增加；當(dāng)孔徑變小時(shí)，深孔孔壁迫使?jié)L輪向內(nèi)移動(dòng)，推動(dòng)楔形體向下運(yùn)動(dòng)，由于軸向布置有彈簧，這種軸向運(yùn)動(dòng)是可以實(shí)現(xiàn)的。檢測(cè)時(shí)，位置敏感探測(cè)器24探測(cè)到的光斑變化量經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器30后，獲得深孔實(shí)際軸線相對(duì)于理論軸線每點(diǎn)處的橫向微位移變化，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)26對(duì)該變化和裝置豎直方向位移變量進(jìn)行處理運(yùn)算，得到樣點(diǎn)在空間離散特征，并擬合出一條直線度空間曲線，得到每點(diǎn)處孔軸線直線度誤差值，最終以三維圖像和數(shù)據(jù)表的形式呈現(xiàn)在顯示屏上，方便人工讀出。
權(quán)利要求
1.一種立式深孔直線度激光檢測(cè)裝置，包括T型拉桿，其特征在于:τ型拉桿穿過上楔形體和下楔形體的中間孔安裝在封閉的套筒內(nèi)，上楔形體和下楔形體與套筒的內(nèi)壁接觸，T型拉桿的桿頭穿過套筒上端面設(shè)有的與上楔形體和下楔形體的中間孔一致的中間孔伸出套筒外，T型拉桿的桿頭連接拉繩，拉繩通過定滑輪連接在與電機(jī)相連的滾筒上；在T型拉桿上設(shè)有上彈簧、中彈簧和下彈簧，上彈簧、中彈簧和下彈簧分別位于套筒上端面與上楔形體、上楔形體與下楔形體、下楔形體與T型拉桿的T型臺(tái)階之間；在套筒的筒壁上設(shè)有上楔形件和下楔形件，上楔形件的一端與深孔零件的孔壁接觸，另一端與上楔形體傾斜接觸，下楔形件的一端與深孔零件的孔壁接觸，另一端與下楔形體傾斜接觸；在套筒下端面的中心處拴有吊繩，吊繩下端安裝有重塊，重塊下端面安裝激光發(fā)射器，重塊下方設(shè)有支架，在支架上安裝位置敏感探測(cè)器，位置敏感探測(cè)器接收激光發(fā)射器發(fā)出的光線，位置敏感探測(cè)器通過A/D轉(zhuǎn)換器與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式深孔直線度激光檢測(cè)裝置，其特征在于:所述T型拉桿的桿頭上設(shè)有連接拉繩的拉釘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式深孔直線度激光檢測(cè)裝置，其特征在于:所述上楔形件和下楔形件與深孔零件的孔壁接觸的一端設(shè)有可繞自身軸轉(zhuǎn)動(dòng)的上滾輪和下滾輪，數(shù)量均為三個(gè)或三個(gè)以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式深孔直線度激光檢測(cè)裝置，其特征在于:所述上楔形件和下楔形件與上楔形體和下楔形體傾斜接觸的斜角為10°-80°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式深孔直線度激光檢測(cè)裝置，其特征在于:所述上楔形件和下楔形件在靠近套筒內(nèi)壁處設(shè)置銷釘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式深孔直線度激光檢測(cè)裝置，其特征在于:所述定滑輪為左滑輪和右滑輪。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種立式深孔直線度激光檢測(cè)裝置，主要結(jié)構(gòu)是在套筒內(nèi)設(shè)有穿過楔形體的T型拉桿，楔形體與套筒內(nèi)壁接觸，套筒上端面、楔形體及拉桿的T型臺(tái)階之間設(shè)有彈簧，T型拉桿的桿頭穿過上端面連接拉繩，拉繩通過定滑輪連接在與電機(jī)相連的滾筒上，在套筒的下端面上拴有吊繩，吊繩下端安裝有重塊，重塊下端面安裝激光發(fā)射器，重塊下方設(shè)有支架，在支架上安裝位置敏感探測(cè)器，位置敏感探測(cè)器接收激光發(fā)射器發(fā)出的光線，位置敏感探測(cè)器通過A/D轉(zhuǎn)換器與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連。本發(fā)明采用激光技術(shù)和位置敏感探測(cè)器，可全程動(dòng)態(tài)檢測(cè)零件孔的實(shí)際軸線相對(duì)于理論軸線的橫向變動(dòng)量，使深孔零件軸線直線度檢測(cè)手段高精化。
文檔編號(hào)G01B11/27GK103196397SQ20131009845
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月25日
發(fā)明者于大國(guó), 沈興全, 孟曉華, 寧磊, 王繼明, 苗鴻賓 申請(qǐng)人:中北大學(xué)