專利名稱：一種孔軸線直線度激光檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種孔類零件直線度檢測裝置，特別涉及一種孔軸線直線度激光檢測裝置。
背景技術：
深孔加工復雜且特殊，難以觀察加工部位和刀具狀況，加工過程受諸如刀桿變形、系統顫振、工件材質、鉆頭參數、切削參數、油液壓力、排屑困難等多方面因素的影響，深孔零件常出現軸線偏斜的現象，一旦偏斜到某種程度，深孔零件軸線的直線度誤差將產生急劇變化，造成鉆頭損壞、工件報廢、產品精度低、質量不合格等不良后果。由于深孔加工服務于裝備制造行業，深孔工件的質量直接影響裝備制造業的發展，也限制了深孔向其他領域拓展的空間。直線度檢測貫穿于整個深孔加工過程中，是深孔領域控制產品質量的重要手段，直線度好的零件也可以使自身在與其他零件配合使用時發揮出最大的性能，提高總裝精度。直線度是深孔加工必須考慮的一項基本指標，對于孔類零件，通常所說的直線度是指零件實際軸線相對于理論軸線的偏差。在深孔行業，軸線偏斜表現為實際軸線相對于理論軸線發生微位移變動或者微轉角變動。國內外在深孔直線度檢測與糾偏技術方面的研究不斷加深，但是相對其他計量項目而言，直線度檢測技術顯得落后，尤其表現在對大長工件孔軸線直線度檢測方面，到目前為止，尚沒有用于檢測深孔軸線直線度偏差的成熟產品。實際中，工人師傅經常通過用卡尺在孔的兩端沿不同徑向方向測量壁厚的方法判定直線度好壞，這種方法不能測得深孔內部軸線偏差，也即不能·實現對深孔零件直線度的全程連續動態檢測，很不精準，容易陷入以點概面的誤區。而一些激光直線度檢測儀器，不能實現同時檢測微位移變動和微轉角變動的功能。軸線偏斜嚴重制約孔類零件的質量，提高深孔直線度檢測技術水平，為深孔加工過程提供參考依據，進而提高深孔零件質量，推動裝備制造水平的提升。因此，研究一種可以同時檢測微位移變動和微轉角變動的深孔直線度檢測儀器顯得尤為重要。
發明內容本實用新型的目的旨在克服上述缺點，提供一種利用激光技術全程動態檢測深孔實際軸線相對于理論軸線的微位移和微轉角變化的孔軸線直線度激光檢測裝置。為達到上述目的，本實用新型采用如下解決方案:一種孔軸線直線度激光檢測裝置，包括T型拉桿，其特征在于:τ型拉桿穿過第一楔形體和第二楔形體的中間孔安裝在封閉的套筒內，第一楔形體和第二楔形體與套筒的內壁接觸，T型拉桿的桿頭穿過套筒前端面設有的與第一楔形體和第二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相連的滾筒上；在T型拉桿上設有前彈簧、中彈簧和后彈簧，前彈簧、中彈簧和后彈簧分別位于套筒前端面與第一楔形體、第一楔形體與第二楔形體、第二楔形體與T型拉桿的T型臺階之間；在套筒的筒壁上設有第一楔形件和第二楔形件，第一楔形件的一端與深孔零件的孔壁接觸，另一端與第一楔形體傾斜接觸，第二楔形件的一端與深孔零件的孔壁接觸，另一端與第二楔形體傾斜接觸；在套筒的后端面上設有內激光發射器和位移位置敏感探測器，套筒的后端外邊設有支架，在支架上設有轉角位置敏感探測器和外激光發射器，轉角位置敏感探測器接收內激光發射器發出的光線，位移位置敏感探測器接收外激光發射器發出的光線，轉角位置敏感探測器和位移位置敏感探測器通過A/D轉換器與計算機系統相連。上述的孔軸線直線度激光檢測裝置，其特征在于:所述T型拉桿的桿頭上設有連接拉繩的拉釘。上述的孔軸線直線度激光檢測裝置，其特征在于:所述第一楔形件和第二楔形件與深孔零件的孔壁接觸的一端設有可繞自身軸轉動的左滾輪和右滾輪，數量均為三個或三個以上。上述的孔軸線直線度激光檢測裝置，其特征在于:所述第一楔形件和第二楔形件與第一楔形體和第二楔形體傾斜接觸的斜角為10°-80°。上述的孔軸線直線度激光檢測裝置，其特征在于:所述第一楔形件和第二楔形件在靠近套筒內壁處設置銷釘。本實用新型所述的T型拉桿在拉繩的作用下，做水平向左的運動，使前彈簧、中彈簧和后彈簧處于壓縮狀態，彈簧推動楔形體，頂起楔形件，從而確保左滾輪和右滾輪與深孔零件的孔內壁始終接觸。本實用新型所述的位移位置敏感探測器接收外激光發射器發出的光線，用來檢測零件孔的實際軸線相對于理論軸線的微位移變化，工作時，若實際軸線相對于理論軸線只有微位移變化，光斑在位移位置敏感探測器上產生一個變動量，該變動量就是微位移變化。本實用新型 所述的轉角位置敏感探測器接收內激光發射器發出的光線，可檢測零件孔的實際軸線相對于理論軸線的微轉角變化，工作時，若實際軸線相對于理論軸線只有微轉角變化，光斑在轉角位置敏感探測器上產生一個變動量，根據反射放大原理，采用正切函數即可將該變動量轉換為微轉角變化。在一般情況下，轉角位置敏感探測器檢測到的變化是軸線發生微位移與微轉角情形下的合成量，通過數學運算，可以分解。本實用新型所述的A/D轉換器與計算機系統相連，實現對位移位置敏感探測器和轉角位置敏感探測器所得數據的轉換。本實用新型所述的左滾輪和右滾輪可繞自身軸轉動，使裝置工作時，兩個滾輪與深孔零件的孔內壁之間為滾動摩擦，有利于減小摩擦阻力，提高檢測精度。本實用新型所述的銷釘能確保楔形件不會從套筒中脫落。本實用新型所述的拉繩繞過定滑輪連接在拉釘上，從而將電機的動力傳遞給T型拉桿，定滑輪改變拉繩傳動方向，使電機安裝適應性更強。本實用新型與現有技術相比，具有以下有益效果:本實用新型集機、電、光于一體，采用激光技術和位置敏感探測器，構建基于彈簧質量體系的裝置，結構簡單，成本低廉，使用方便，可以實現全程動態檢測深孔實際軸線相對于理論軸線的微位移變化和微轉角變化，使對深孔零件進行直線度檢測的手段趨于高精化，是深孔檢測技術上的重要突破。
圖1、本實用新型的結構示意圖。圖中:1_深孔零件2-套筒3-第一楔形體5-T型拉桿6_中彈簧7_第二楔形體9-后彈簧10-后端面11-內激光發射器12-位移位置敏感探測器13-第二楔形件14-右滾輪15-第一楔形件16-左滾輪17-銷釘18-前彈簧19-拉釘20-電機21-卷軸22-定滑輪23-滾筒24-轉角位置敏感探測器25-支架26-計算機系統27-內激光光線28-外激光光線29-外激光發射器30-A/D轉換器31-拉繩。
具體實施方式
結合附圖對本實用新型的實施方式作進一步描述，本實施例是用來說明本實用新型的，而不是對本實用新型做任何限制。如圖1所示，一種孔軸線直線度激光檢測裝置，包括:T型拉桿5、前彈簧18、中彈簧6、后彈簧9、第一楔形體3、第二楔形體7、第一楔形件15、第二楔形件13、后端面10、位移位置敏感探測器12、內激光發射器11、轉角位置敏感探測器24和外激光發射器29，T型拉桿5穿過第一楔形體3和第二楔形體7的中間孔安裝在封閉的套筒2內，前彈簧18、中彈簧6和后彈簧9套在T型拉桿5上，且被第一楔形體3和第二楔形體7隔開，第一楔形件15與第一楔形體 3之間傾斜接觸，斜角控制在10°-80°之間，第二楔形件13與第二楔形體7之間傾斜接觸，斜角控制在10°-80°之間；內激光發射器11和位移位置敏感探測器12固定在后端面10上，轉角位置敏感探測器24和外激光發射器29固定安裝在支架25上，轉角位置敏感探測器24接收內激光發射器11發出的光線27，位移位置敏感探測器12接收外激光發射器29發出的光線28，轉角位置敏感探測器24和位移位置敏感探測器12通過A/D轉換器30與計算機系統26相連。左滾輪16和右滾輪14均與深孔零件I的孔壁接觸，可繞自身軸轉動，數量均為三個或三個以上。第一楔形體3與第一楔形件15之間的接觸形式可以是面接觸，也可以是線接觸；第二楔形體7與第二楔形件13之間也采用相同的接觸形式。銷釘17安裝于第一楔形件15，確保楔形件不會從套筒2中脫落，銷釘可以是普通銷釘，也可以是彈簧銷釘。套筒2的后端面10可以是快換式面板，也可以是緊固式面板。本實用新型的工作原理:本實用新型開始工作時，設備在拉繩31的作用下，通過T型拉桿5使三個彈簧處于壓縮狀態，推動楔形體移動，頂起楔形件，將左滾輪16和右滾輪14壓緊在深孔零件I的內孔壁上，從而保證工作過程的良好接觸；工作過程中，當孔徑變大時，楔形體使得滾輪向外移動，適應于孔徑的增加；當孔徑變小時，深孔孔壁迫使滾輪向內移動，楔形體向右運動，由于軸向布置有彈簧，這種軸向運動是可以實現的；檢測時，位移位置敏感探測器12和轉角位置敏感探測器24探測到的光斑變化量經A/D轉換器30后，輸送到計算機系統26進行處理運算，獲得深孔實際軸線相對于理論軸線每點處的微位移變化和微轉角變化，并能夠以三維圖像和數據表的形式呈現在顯示屏上，方便人工讀出。
權利要求1.一種孔軸線直線度激光檢測裝置，包括T型拉桿，其特征在于:τ型拉桿穿過第一楔形體和第二楔形體的中間孔安裝在封閉的套筒內，第一楔形體和第二楔形體與套筒的內壁接觸，T型拉桿的桿頭穿過套筒前端面設有的與第一楔形體和第二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相連的滾筒上；在T型拉桿上設有前彈簧、中彈簧和后彈簧，前彈簧、中彈簧和后彈簧分別位于套筒前端面與第一楔形體、第一楔形體與第二楔形體、第二楔形體與T型拉桿的T型臺階之間；在套筒的筒壁上設有第一楔形件和第二楔形件，第一楔形件的一端與深孔零件的孔壁接觸，另一端與第一楔形體傾斜接觸，第二楔形件的一端與深孔零件的孔壁接觸，另一端與第二楔形體傾斜接觸；在套筒的后端面上設有內激光發射器和位移位置敏感探測器，套筒的后端外邊設有支架，在支架上設有轉角位置敏感探測器和外激光發射器，轉角位置敏感探測器接收內激光發射器發出的光線，位移位置敏感探測器接收外激光發射器發出的光線，轉角位置敏感探測器和位移位置敏感探測器通過A/D轉換器與計算機系統相連。
2.根據權利要求1所述的孔軸線直線度激光檢測裝置，其特征在于:所述T型拉桿的桿頭上設有連接拉繩的拉釘。
3.根據權利要求1所述的孔軸線直線度激光檢測裝置，其特征在于:所述第一楔形件和第二楔形件與深孔零件的孔壁接觸的一端設有可繞自身軸轉動的左滾輪和右滾輪，數量均為三個或三個以上。
4.根據權利要求1所述的孔軸線直線度激光檢測裝置，其特征在于:所述第一楔形件和第二楔形件與第一楔形體和第二楔形體傾斜接觸的斜角為10°-80°。
5.根據權利要求1所述的孔軸線直線度激光檢測裝置，其特征在于:所述第一楔形件和第二楔形件在 靠近套筒內壁處設置銷釘。
專利摘要本實用新型公開了一種孔軸線直線度激光檢測裝置，主要結構是在套筒內設有穿過楔形體的T型拉桿，楔形體與套筒內壁接觸，套筒前端面、楔形體及拉桿的T型臺階之間設有彈簧，T型拉桿的桿頭通過前端面連接拉繩，拉繩通過定滑輪連接在與電機相連的滾筒上，在套筒的后端面上設有內激光發射器和位移位置敏感探測器，套筒后端外邊的支架上設有轉角位置敏感探測器和外激光發射器，轉角和位移位置敏感探測器分別接收內、外激光發射器發出的光線，轉角和位移位置敏感探測器通過A/D轉換器與計算機系統相連。本實用新型采用激光技術和位置敏感探測器，通過光斑變化量可全程動態檢測孔軸線對理論軸線的微位移和微轉角變化，使深孔零件軸線直線度檢測手段高精化。
文檔編號G01B11/27GK203148400SQ20132013961
公開日2013年8月21日 申請日期2013年3月25日 優先權日2013年3月25日
發明者于大國, 沈興全, 孟曉華, 寧磊, 王繼明, 苗鴻賓 申請人:中北大學
專業數控銑床產品供應商
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