[實用新型]超聲深孔直線度檢測裝置

有效

• 申請號: 201520964156.1
• 申請日: 2015-11-21
• 公開（公告）號: CN205228402U
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發明（設計）人: 于大國;楊俊超;陸田雨;孫保龍;李斌
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: G01B17/00
• 分類號: G01B17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種深孔直線度檢測裝置，具體地說涉及一種超聲深孔直線度檢測裝置。

背景技術

深孔加工復雜且特殊，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。

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，也是深 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。

深孔軸線直線度的檢測方法有測壁厚法、激光測量法、量規測量法、臂桿測量法、望遠 鏡測量法等，這些方法或是沒有考慮工件內外圓表面質量對測量結果的影響，或是受到孔徑 太小的限制而不能用于測量孔徑過小的深孔工件。

現有的一些深孔直線度檢測裝置利用超聲波測厚儀，僅通過測量被測工件深孔的孔壁厚 度確定被測工件深孔的直線度，具有原理性誤差，對檢測結果造成了很大的影響。而且用該 方法對壁厚不變，而深孔軸線彎曲的零件進行測量，很有可能將深孔軸線誤判為直線。

發明內容

本實用新型的目的：本實用新型旨在克服上述現有技術的缺點，開發一種新的深孔直線 度檢測裝置，并使直線度檢測結果不受到測量原理的影響，盡最大可能減小深孔直線度檢測 誤差。

本實用新型采用如下技術方式實現：本實用新型由檢測部分和檢測架構成，檢測部分由 超聲測頭、超聲測厚儀和數字微分頭構成，檢測架包括帶磁性開關的磁力吸附機構和定位塊。 檢測架底部具有凹槽，可與機床導軌相配合并可沿導軌移動，頂部的兩個定位塊用于確定檢 測部分的位置和方向。檢測部分靠緊定位塊固定于檢測架上，檢測架支撐檢測部分使超聲測 頭軸線與機床主軸軸線位于同一水平面內，調節微分頭手柄可以改變超聲測頭到機床主軸軸 線的距離。

數字微分頭的調零方法：首先將一個直徑為d的標準圓柱在卡盤上夾緊，然后調節微分 頭手柄，使超聲測頭端面與標準圓柱外圓接觸，最后取下標準圓柱，調節微分頭手柄使微分 頭測桿再伸出d/2長度，此時超聲測頭前端面與機床主軸重合，設置數字微分頭讀數為零。

檢測架上具有可開關的磁力吸附機構，包括可旋轉的永磁鐵和一個磁性開關，磁性開關 打開時，永磁鐵的N極或者S極指向導軌，檢測架對外磁力增大，可以固定于導軌上，當磁 性開關關閉時，N極與S極距導軌距離相同，檢測架對外不顯磁性，可以在導軌上自由移動。

所述永磁鐵應為長條形，且長徑比應大于等于5，用以保證磁力開關分別在打開和關閉 狀態時，檢測架對導軌產生的吸引力具有足夠大的差別。且永磁鐵兩端為圓弧形，檢測架內 部有凸臺，凸臺上有圓弧形凹槽。在永磁鐵N或S極指向導軌時，磁極可與檢測架接觸，從 而對導軌產生更大的吸引力。

測量某一截面上孔壁位置時，以機床主軸軸線與該截面的交點作為坐標系原點，在水平 和豎直方向建立平面直角坐標系，打開檢測架磁性開關以固定檢測架的位置，調節微分頭手 柄使超聲測頭與被測工件接觸，數字微分頭測量的是被測工件外壁到機床主軸軸線的距離 OD，超聲測厚儀測量的是被測工件壁厚CD，則在超聲測頭所測量的直線上，深孔壁到機床 主軸的距離為：

OC＝OD-CD

用計算機記錄下OD，CD，OC取得第一組數據，讀數結束后調節微分頭手柄使超聲測 頭離開被測工件一定距離。

幾何學上，任意不在同一直線上的三個點可以確定一個圓。也就是說，測出被測工件深 孔壁上任意三個點的位置，就可以近似求得被測工件深孔壁的圓心位置。

使卡盤旋轉幾個角度，利用上述方法，通過測量和計算可以得到任意取在被測工件截面圓周上的A、B兩點的位置坐標。也就可以確定一個圓心M。多次測量得到深孔壁截面上n個點的位置坐標，就可以利用這些點求得個圓心。然后，關閉檢測架上的磁性開關沿導軌方向移動檢測架，選取被測工件多個截面測量，得到一系列圓心的坐標，利用計算機取一個最小的圓柱，將這些圓心全部包圍在內，這個圓柱的直徑就是該深孔的直線度誤差最大值。

圓心坐標的求法：