本發(fā)明一種深內(nèi)錐孔的自動(dòng)測(cè)量裝置屬于測(cè)量測(cè)試領(lǐng)域，涉及一種深內(nèi)錐孔自動(dòng)測(cè)量裝置。

背景技術(shù)：

深內(nèi)錐孔是機(jī)械加工中的一種典型特征，尤其在燃油發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴零件最為常見(jiàn)。種種研究表明深內(nèi)錐孔的內(nèi)錐角對(duì)于噴嘴的流體動(dòng)力學(xué)作用影響巨大，因此必須內(nèi)錐孔的加工制造中必須檢查內(nèi)錐角的尺寸，將其控制在技術(shù)要求范圍內(nèi)。

當(dāng)前內(nèi)錐孔的測(cè)量方法以接觸測(cè)量法為主，不能實(shí)現(xiàn)在直孔底部的內(nèi)錐孔的內(nèi)錐角自動(dòng)測(cè)量。對(duì)于一種工業(yè)產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，不但測(cè)量效率低，而且不能保證較高的測(cè)量精度，其結(jié)果是工業(yè)產(chǎn)品的高成本和低一致性。最終影響產(chǎn)品的性能和可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的：針對(duì)微小零件深內(nèi)錐孔測(cè)量效率及精度低的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)一種深內(nèi)錐孔的自動(dòng)測(cè)量裝置，實(shí)現(xiàn)微小零件的自動(dòng)化高效精密測(cè)量。

本發(fā)明技術(shù)方案：一種深內(nèi)錐孔的自動(dòng)測(cè)量裝置，其特征在于，所述裝置包括Z軸滑臺(tái)(1)，浮動(dòng)卡頭(2)，小球傳感器3，大球傳感器4，被測(cè)物總成5，花崗巖臺(tái)體6，Y軸滑臺(tái)7,X軸滑臺(tái)8；

在花崗巖臺(tái)體6上水平布置X軸滑臺(tái)8，在X軸滑臺(tái)8上布置Y軸滑臺(tái)7，使Y軸滑臺(tái)7的軌道與X軸滑臺(tái)8上的軌道方向相垂直；在花崗巖臺(tái)體6上設(shè)置Z軸滑臺(tái)1，使Z軸滑臺(tái)1與Y軸滑臺(tái)7及X軸滑臺(tái)8的軌道方向均垂直；

將浮動(dòng)卡頭一2A、浮動(dòng)卡頭二2B的一端分別固定在Z軸滑臺(tái)1上，并使浮動(dòng)卡頭一2A、浮動(dòng)卡頭二2B的軸線分別與Z軸滑臺(tái)1的軌道相平行，且浮動(dòng)卡頭一2A、浮動(dòng)卡頭二2B的另一端，即浮動(dòng)端能夠在水平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)；當(dāng)Z軸滑臺(tái)1鎖定時(shí)，浮動(dòng)卡頭一2A、浮動(dòng)卡頭二2B的運(yùn)動(dòng)軌跡與X軸滑臺(tái)8，Y軸滑臺(tái)7運(yùn)動(dòng)軌跡相平行；將大球傳感器4，小球傳感器3分別裝入浮動(dòng)卡頭一2A、浮動(dòng)卡頭二2B的浮動(dòng)端內(nèi)，使大球傳感器4，小球傳感器3的軸線均與Z軸滑臺(tái)1軌道方向平行；

其中小球傳感器3的結(jié)構(gòu)為：將自潤(rùn)滑軸套23固定在固定套22的下端；將導(dǎo)向軸24放入自潤(rùn)滑軸套23內(nèi)，導(dǎo)向軸24與自潤(rùn)滑軸套23間隙配合，導(dǎo)向軸24能夠在自潤(rùn)滑軸套23內(nèi)自由滑動(dòng)；延長(zhǎng)桿25的一端有孔，將導(dǎo)向軸24下端裝入延長(zhǎng)桿25的該孔內(nèi)，導(dǎo)向軸24與延長(zhǎng)桿25之間過(guò)盈配合，自潤(rùn)滑軸套23能夠限制導(dǎo)向軸24的運(yùn)動(dòng)范圍；將小標(biāo)準(zhǔn)球26固定在延長(zhǎng)桿25的另一端，小標(biāo)準(zhǔn)球26的球徑為R2；將氣動(dòng)位移傳感器21固定在固定套22的上方，氣動(dòng)位移傳感器21的下端與導(dǎo)向軸24的上端相接觸；

其中大球傳感器4的結(jié)構(gòu)為：將自潤(rùn)滑軸套43固定在固定套42的下端；將導(dǎo)向軸44放入自潤(rùn)滑軸套43內(nèi)，導(dǎo)向軸44與自潤(rùn)滑軸套43間隙配合，導(dǎo)向軸44能夠在自潤(rùn)滑軸套43內(nèi)自由滑動(dòng)；延長(zhǎng)桿45的一端有孔，將導(dǎo)向軸44下端裝入延長(zhǎng)桿45的該孔內(nèi)，導(dǎo)向軸44與延長(zhǎng)桿45之間過(guò)盈配合，自潤(rùn)滑軸套43能夠限制導(dǎo)向軸44的運(yùn)動(dòng)范圍；將小標(biāo)準(zhǔn)球46固定在延長(zhǎng)桿45的另一端，大標(biāo)準(zhǔn)球46的球徑為R1；將氣動(dòng)位移傳感器41固定在固定套42的上方，氣動(dòng)位移傳感器41的下端與導(dǎo)向軸44的上端相接觸；被測(cè)物總成5能夠限定被測(cè)物與Y軸滑臺(tái)7工作面的相對(duì)位置，能夠?qū)⒈粶y(cè)物定位卡緊。

本發(fā)明的有益效果：

(1)可以實(shí)現(xiàn)深內(nèi)錐孔的自動(dòng)化快速測(cè)量；

(2)經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，由于每次的測(cè)量接觸力相等，重復(fù)精度較高；

(3)自動(dòng)化程度較高，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)噴嘴被測(cè)物的快速測(cè)量。

附圖說(shuō)明：

圖1小球法內(nèi)錐孔測(cè)量原理圖；

圖2深內(nèi)錐孔的自動(dòng)測(cè)量裝置總體布局圖；

圖3小球傳感器結(jié)構(gòu)圖

圖4大球傳感器結(jié)構(gòu)圖

圖5被測(cè)物及其工裝裝配圖

圖6深內(nèi)錐孔及被測(cè)錐角示意圖

其中，Z軸滑臺(tái)1，浮動(dòng)卡頭一2A、浮動(dòng)卡頭二2B，小球傳感器3，大球傳感器4，被測(cè)物總成5，花崗巖臺(tái)體6，Y軸滑臺(tái)7，X軸滑臺(tái)8。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖1-6對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明的原理如圖1所示。已知兩個(gè)半徑的標(biāo)準(zhǔn)球，大球半徑為R1，小球半徑為R2。將大球放入錐孔中，使大球球面與錐孔相切，然后測(cè)量大球頂端的高度Z1。將小球放入錐孔中，使小球球面與錐孔相切，然后測(cè)量小球頂端的高度Z2。則內(nèi)錐孔的內(nèi)錐角為

對(duì)于被測(cè)物噴嘴的深內(nèi)錐孔，，錐孔隱藏在深孔底部。只用鋼球測(cè)量不利于提高其自動(dòng)化程度，檢測(cè)效率較低。

一種深內(nèi)錐孔的自動(dòng)測(cè)量裝置，所述裝置包括Z軸滑臺(tái)1，浮動(dòng)卡頭2，小球傳感器3，大球傳感器4，被測(cè)物總成5，花崗巖臺(tái)體6，Y軸滑臺(tái)7,X軸滑臺(tái)8；

在花崗巖臺(tái)體6上水平布置X軸滑臺(tái)8，在X軸滑臺(tái)8上布置Y軸滑臺(tái)7，使Y軸滑臺(tái)7的軌道與X軸滑臺(tái)8上的軌道方向相垂直；在花崗巖臺(tái)體6上設(shè)置Z軸滑臺(tái)1，使Z軸滑臺(tái)1與Y軸滑臺(tái)7及X軸滑臺(tái)8的軌道方向均垂直；

將浮動(dòng)卡頭一2A、浮動(dòng)卡頭二2B的一端分別固定在Z軸滑臺(tái)1上，并使浮動(dòng)卡頭一2A、浮動(dòng)卡頭二2B的軸線分別與Z軸滑臺(tái)1的軌道相平行，且浮動(dòng)卡頭一2A、浮動(dòng)卡頭二2B的另一端，即浮動(dòng)端能夠在水平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)；當(dāng)Z軸滑臺(tái)1鎖定時(shí)，浮動(dòng)卡頭一2A、浮動(dòng)卡頭二2B的運(yùn)動(dòng)軌跡與X軸滑臺(tái)8，Y軸滑臺(tái)7運(yùn)動(dòng)軌跡相平行；將大球傳感器4，小球傳感器3分別裝入浮動(dòng)卡頭一2A、浮動(dòng)卡頭二2B的浮動(dòng)端內(nèi)，使大球傳感器4，小球傳感器3的軸線均與Z軸滑臺(tái)1軌道方向平行；

被測(cè)物總成5由工裝30、噴嘴被測(cè)物31、卡緊蓋板32組成。工裝30是導(dǎo)磁材料加工而成的，卡緊蓋板32是磁材料加工而成，工裝30的上方有3個(gè)相同的孔，孔徑與被測(cè)物的外徑相等，間隙配合；將噴嘴被測(cè)物31裝入工裝的孔內(nèi)，卡緊蓋板32是帶磁性的，將卡緊蓋板32放在噴嘴被測(cè)物31上方，卡緊蓋板32將吸住卡緊。將被測(cè)物總成5放在Y軸滑臺(tái)臺(tái)面上，使其長(zhǎng)邊與Y軸滑臺(tái)7運(yùn)動(dòng)方向平行；

其中小球傳感器3的結(jié)構(gòu)為：將自潤(rùn)滑軸套23固定在固定套22的下端；將導(dǎo)向軸24放入自潤(rùn)滑軸套23內(nèi)，導(dǎo)向軸24與自潤(rùn)滑軸套23間隙配合，導(dǎo)向軸24能夠在自潤(rùn)滑軸套23內(nèi)自由滑動(dòng)；延長(zhǎng)桿25的一端有孔，將導(dǎo)向軸24下端裝入延長(zhǎng)桿25的該孔內(nèi)，導(dǎo)向軸24與延長(zhǎng)桿25之間過(guò)盈配合，自潤(rùn)滑軸套23能夠限制導(dǎo)向軸24的運(yùn)動(dòng)范圍；將小標(biāo)準(zhǔn)球26固定在延長(zhǎng)桿25的另一端，小標(biāo)準(zhǔn)球26的球徑為R2；將氣動(dòng)位移傳感器21固定在固定套22的上方，氣動(dòng)位移傳感器21的下端與導(dǎo)向軸24的上端相接觸；

其中大球傳感器4的結(jié)構(gòu)為：將自潤(rùn)滑軸套43固定在固定套42的下端；將導(dǎo)向軸44放入自潤(rùn)滑軸套43內(nèi)，導(dǎo)向軸44與自潤(rùn)滑軸套43間隙配合，導(dǎo)向軸44能夠在自潤(rùn)滑軸套43內(nèi)自由滑動(dòng)；延長(zhǎng)桿45的一端有孔，將導(dǎo)向軸44下端裝入延長(zhǎng)桿45的該孔內(nèi)，導(dǎo)向軸44與延長(zhǎng)桿45之間過(guò)盈配合，自潤(rùn)滑軸套43能夠限制導(dǎo)向軸44的運(yùn)動(dòng)范圍；將小標(biāo)準(zhǔn)球46固定在延長(zhǎng)桿45的另一端，大標(biāo)準(zhǔn)球46的球徑為R1；將氣動(dòng)位移傳感器41固定在固定套42的上方，氣動(dòng)位移傳感器41的下端與導(dǎo)向軸44的上端相接觸；

被測(cè)物總成5能夠限定被測(cè)物與Y軸滑臺(tái)7工作面的相對(duì)位置，能夠?qū)⒈粶y(cè)物定位卡緊。

檢測(cè)工序如下：

移動(dòng)X軸滑臺(tái)8與Y軸滑臺(tái)7，調(diào)整使小球傳感器3的小標(biāo)準(zhǔn)球26進(jìn)入噴嘴被測(cè)物的深孔孔口范圍內(nèi)，可以降低Z軸滑臺(tái)1以及利用氣壓降低氣動(dòng)筆形傳感器21的Z軸方向的高度，使小標(biāo)準(zhǔn)球26深入深孔內(nèi)，當(dāng)氣動(dòng)位移傳感器21的讀值發(fā)生變化時(shí)，停止降低Z軸方向的高度，此時(shí)氣動(dòng)位移傳感器21的讀值為B2，Z軸滑臺(tái)1的位置讀數(shù)為Z02，記Z2＝Z02+B2。提升小標(biāo)準(zhǔn)球26Z軸方向的高度，使小標(biāo)準(zhǔn)球26離開深孔。

移動(dòng)Y軸滑臺(tái)7調(diào)整使大球傳感器4的大標(biāo)準(zhǔn)球46進(jìn)入噴嘴被測(cè)物的深孔孔口范圍內(nèi)，降低Z軸滑臺(tái)1以及利用氣壓降低氣動(dòng)筆形傳感器的高度，使大標(biāo)準(zhǔn)球46深入深孔內(nèi)，當(dāng)氣動(dòng)位移傳感器41的讀值發(fā)生變化時(shí)，停止降低Z軸方向的高度，此時(shí)氣動(dòng)位移傳感器41的讀值為B1，Z軸滑臺(tái)1的位置讀數(shù)為Z01，記Z1＝Z01+B1。提升Z軸滑臺(tái)1和氣動(dòng)筆形傳感器21的高度，使大標(biāo)準(zhǔn)球46離開深孔，準(zhǔn)備下一個(gè)噴嘴被測(cè)物的測(cè)量。

內(nèi)錐角值可由公式獲得。

補(bǔ)充說(shuō)明：若條件允許可以只調(diào)整氣動(dòng)位移傳感器21和氣動(dòng)位移傳感器41的高度，已獲得較高的定位精度。