一種立式深孔直線度雷射檢測裝置的製作方法

2023-05-19 15:10:51 1

專利名稱：一種立式深孔直線度雷射檢測裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種孔類零件直線度檢測裝置，特別涉及一種立式深孔直線度雷射檢測裝置。
背景技術：
深孔加工複雜且特殊，難以觀察加工部位和刀具狀況，加工過程受諸如刀杆變形、系統顫振、工件材質、鑽頭參數、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，造成鑽頭損壞、工件報廢、產品精度低、質量不合格等不良後果。由於深孔加工服務於裝備製造行業，深孔工件的質量直接影響裝備製造業的發展，也限制了深孔向其他領域拓展的空間。直線度檢測貫穿於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，對於孔類零件，通常所說的直線度是指零件實際軸線相對於理論軸線的偏差。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後，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，尚沒有用於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。而一些高精度直線度檢測儀器的價格又比較昂貴，難以接受。

發明內容
本發明的目的旨在克服上述缺點，提供一種利用雷射技術和位置敏感探測器全程動態檢測深孔軸線直線度的立式深孔直線度雷射檢測裝置。為達到上述目的，本發明採用如下解決方案:一種立式深孔直線度雷射檢測裝置，包括T型拉杆，其特徵在於:T型拉杆穿過上楔形體和下楔形體的中間孔安裝在封閉的套筒內，上楔形體和下楔形體與套筒的內壁接觸，T型拉杆的桿頭穿過套筒上端面設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型拉杆的桿頭連接拉繩，拉繩通過定滑輪連接在與電機相連的滾筒上；在T型拉杆上設有上彈簧、中彈簧和下彈簧，上彈簧、中彈簧和下彈簧分別位於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型拉杆的T型臺階之間；在套筒的筒壁上設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，重塊下端面安裝雷射發射器，重塊下方設有支架，在支架上安裝位置敏感探測器，位置敏感探測器接收雷射發射器發出的光線，位置敏感探測器通過A/D轉換器與計算機系統相連。
上述的立式深孔直線度雷射檢測裝置，其特徵在於:所述T型拉杆的桿頭上設有連接拉繩的拉釘。上述的立式深孔直線度雷射檢測裝置，其特徵在於: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有可繞自身軸轉動的上滾輪和下滾輪，數量均為三個或三個以上。上述的立式深孔直線度雷射檢測裝置，其特徵在於: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雷射檢測裝置，其特徵在於:所述上楔形件和下楔形件在靠近套筒內壁處設置銷釘。上述的立式深孔直線度雷射檢測裝置，其特徵在於:所述定滑輪為左滑輪和右滑輪。本發明所述的T型拉杆在拉繩的作用下，做垂直向上運動，使上彈簧、中彈簧和下彈簧處於壓縮狀態，彈簧推動楔形體，頂起楔形件，從而確保上滾輪和下滾輪與深孔零件的孔內壁始終接觸。本發明所述的位置敏感探測器接收雷射發射器發出的光線，可檢測零件孔的實際軸線相對於理論軸線的橫向變動量。本發明所述的A/D轉換器與計算機系統相連，實現對位置敏感探測器所得數據進行轉換。本發明所述的上滾輪和下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，有利於減小摩擦阻力，提高檢測精度。本發明所述的銷釘可確保楔形件不會從套筒中脫落。本發明所述的拉繩繞過左滑輪和右滑輪連接在拉釘上，從而將電機的動力傳遞給T型拉杆，滑輪改變拉繩傳動方向，使電機安裝適應性更強。本發明與現有技術相比，具有以下有益效果:
本發明通過位置敏感探測器上光斑的變化和裝置豎直方向位移變化，得到樣點在空間離散特徵，經由計算機系統處理，擬合出一條直線度空間曲線，進而求出孔軸線直線度誤差值。本發明集機、電、光於一體，採用雷射技術和位置敏感探測器，構建基於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於理論軸線的橫向微位移變化，使對深孔零件進行直線度檢測的手段趨於高精化，是深孔檢測技術上的重要突破。


圖1、本發明的結構示意圖。圖中:1-深孔零件2-套筒3-上楔形體5-T型拉杆6_中彈簧7_下楔形體8_重塊9-下彈簧10-下端面11-雷射發射器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21-捲軸22-左滑輪23-滾筒24-位置敏感探測器25-支架26-計算機系統27-光線28-右滑輪30-A/D轉換器31-拉繩。
具體實施例方式 結合附圖對本發明的實施方式作進一步描述，本實施例是用來說明本發明的，而不是對本發明做任何限制。如圖1所示，一種立式深孔直線度雷射檢測裝置，包括T型拉杆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、雷射發射器11和位置敏感探測器24，T型拉杆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，上彈簧18、中彈簧6和下彈簧9套在T型拉杆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，雷射發射器11固定在重塊8下端面正中心，位置敏感探測器24固定安裝在支架25上，位置敏感探測器24位於雷射發射器11下方，雷射發射器11發出的光線27照射在位置敏感探測器24的工作範圍內，位置敏感探測器24通過A/D轉換器30與計算機系統26相連。上滾輪16和下滾輪14均與深孔零件I的孔壁接觸，可繞自身軸轉動，數量均為三個或三個以上。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之間也採用相同的接觸形式。銷釘17安裝於上楔形件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的下端面10可以是快換式面板，也可以是緊固式面板。本發明的工作原理:
本發明工作開始時，設備在拉繩31的作用下，通過T型拉杆5使三個彈簧處於壓縮狀態，推動楔形體移動，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，適應於孔徑的增加；當孔徑變小時，深孔孔壁迫使滾輪向內移動，推動楔形體向下運動，由於軸向布置有彈簧，這種軸向運動是可以實現的。檢測時，位置敏感探測器24探測到的光斑變化量經A/D轉換器30後，獲得深孔實際軸線相對於理論軸線每點處的橫向微位移變化，計算機系統26對該變化和裝置豎直方向位移變量進行處理運算，得到樣點在空間離散特徵，並擬合出一條直線度空間曲線，得到每點處孔軸線直線度誤差值，最終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
1.一種立式深孔直線度雷射檢測裝置，包括T型拉杆，其特徵在於:τ型拉杆穿過上楔形體和下楔形體的中間孔安裝在封閉的套筒內，上楔形體和下楔形體與套筒的內壁接觸，T型拉杆的桿頭穿過套筒上端面設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型拉杆的桿頭連接拉繩，拉繩通過定滑輪連接在與電機相連的滾筒上；在T型拉杆上設有上彈簧、中彈簧和下彈簧，上彈簧、中彈簧和下彈簧分別位於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型拉杆的T型臺階之間；在套筒的筒壁上設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，重塊下端面安裝雷射發射器，重塊下方設有支架，在支架上安裝位置敏感探測器，位置敏感探測器接收雷射發射器發出的光線，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所述的立式深孔直線度雷射檢測裝置，其特徵在於:所述T型拉杆的桿頭上設有連接拉繩的拉釘。
3.根據權利要求1所述的立式深孔直線度雷射檢測裝置，其特徵在於: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有可繞自身軸轉動的上滾輪和下滾輪，數量均為三個或三個以上。
4.根據權利要求1所述的立式深孔直線度雷射檢測裝置，其特徵在於: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.根據權利要求1所述的立式深孔直線度雷射檢測裝置，其特徵在於:所述上楔形件和下楔形件在靠近套筒內壁處設置銷釘。
6.根據權利要求1所述的立式深孔直線度雷射檢測裝置，其特徵在於:所述定滑輪為左滑輪和右滑輪。
全文摘要
本發明公開了一種立式深孔直線度雷射檢測裝置，主要結構是在套筒內設有穿過楔形體的T型拉杆，楔形體與套筒內壁接觸，套筒上端面、楔形體及拉杆的T型臺階之間設有彈簧，T型拉杆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，重塊下端面安裝雷射發射器，重塊下方設有支架，在支架上安裝位置敏感探測器，位置敏感探測器接收雷射發射器發出的光線，位置敏感探測器通過A/D轉換器與計算機系統相連。本發明採用雷射技術和位置敏感探測器，可全程動態檢測零件孔的實際軸線相對於理論軸線的橫向變動量，使深孔零件軸線直線度檢測手段高精化。
文檔編號G01B11/27GK103196397SQ20131009845
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月25日 優先權日2013年3月25日
發明者於大國, 沈興全, 孟曉華, 寧磊, 王繼明, 苗鴻賓 申請人:中北大學