深孔直线度检测装置的设计及应用

　　摘要:提出用臂杆法测量深孔直线度。设计出深孔直线度检测装置的结构，并进行了系统误差分析。经实测深孔油缸直线度，测量数据表明该深孔直线度测量系统能满足测量要求，对深孔零件直线度现场检测具有一定的实际意义。

　　深孔直线度检测是深孔类零件加工过程中的一个重要组成部分, 是对深孔零件进行质量控制和管理的重要手段。深孔直线度的测量有两方面的要求: 一是精确性要求, 即测量结果必须达到一定的可信程度; 二是经济性要求, 即在保证测量结果精确性的前提下, 应使测量结果简单、经济。目前深孔直线度的主要测量方法有活塞法、准直望远镜法和激光准直仪法等。活塞法是一种定性测量方法, 准直望远镜法和激光准直仪法其原理是与测量仪器发出一束光线代表理想直线, 被测线上各点与该光线上相应的中心点比较, 确定偏差值, 通过对偏差值的数据处理求出直线度误差, 该方法的定心精度直接表现为深孔直线度的测量误差, 因此限制了在生产中的应用。臂杆法测量法目前已用于测量深孔直线度, 其原理采用特殊设计的测量装置对深孔的母线直线度进行测量, 然后将其转化为轴线的直线度。母线直线度通常不反映轴线直线度,它受孔径误差和圆度误差的影响, 必须对孔的各截面的孔径误差和圆度误差的基本数据进行采集, 并用合理的方法进行补偿。

　　1 测量原理

　　臂杆法测量深孔直线度的原理如图1所示。在板桥5上装有后支撑点A和前支撑点B, 在后支撑点A和前支撑点B的连线延长线上(AB=BC=L)安装有高精度位移传感器C, 为消除直径和圆度误差对直线度的影响, 在前支撑点B的对面处安装位移传感器D。测量前, 将此装置放在高精度平尺或平板上, 将位移传感器C的示值调整为零, 然后将测量装置放置在被测孔内进行测量,如图1A, 即可测得C点相对于AB母线的直线度变化量c1和D点的直径变化量d1。每次移动一个L的距离, 读取一次读数。移动时, 前一次的测量点位置就是后一次测量的前支撑点位置, 如图1b,因此D采集到的是前一次位移传感器C测量点处的孔径变动量。如此依次逐段测完深孔全长。设传感器C、D在每一点i处测量的值分别为ci、di,可得到消除直径圆度误差后的偏差值。再经数据处理可得到孔的直线度。

　　2 测量装置结构设计

　　深孔直线度测量仪总体结构如图2所示, 主要由以下几个部分组成:

　　(1) 定位部分:主要由滑套, 压盖1, 保护套2, 钢球和弹簧等组成, 使用3点确定一个圆的方法以保证板桥在孔中平稳移动。