[实用新型]深孔加工在线检测与纠偏装置

说明书

技术领域

本实用新型属于深孔加工技术领域，具体涉及一种深孔加工在线检测与纠偏装置。

背景技术  

深孔加工复杂且特殊，难以观察加工部位和刀具状况，加工过程受诸如刀杆变形、系统颤振、工件材质、钻头参数、切削参数、油液压力、排屑困难等多方面因素的影响，深孔零件常出现轴线偏斜的现象，一旦偏斜到某种程度，深孔零件轴线的直线度误差将产生急剧变化，钻头甚至从工件中间“水平”钻出，造成钻头损坏、工件报废、产品精度低、质量不合格等不良后果。由于深孔加工服务于装备制造行业，深孔工件的质量直接影响装备制造业的发展，也限制了深孔向其他领域拓展的空间。

深孔钻削孔轴线偏斜问题是目前存在的一项技术难题，目前国内外对深孔钻削孔轴线偏斜问题的研究不断加深，但是相对其他计量项目而言，直线度检测技术显得落后，尤其表现在对大长工件孔轴线直线度检测方面，到目前为止，尚没有用于检测深孔轴线直线度偏差的成熟产品。实际中，工人师傅经常通过用卡尺在孔的两端沿不同径向方向测量壁厚的方法判定直线度好坏，这种方法不能测得深孔内部轴线偏差，也即不能实现对深孔零件直线度的全程连续动态检测，很不精准，容易陷入以点概面的误区。因此开发一种适合深孔加工在线检测与纠偏装置显得尤为重要。

发明内容

本实用新型的目的旨在克服上述缺点，解决现有的深孔加工过程中难以观察到刀具的偏斜和出现偏斜后无法及时纠偏等难题，提供一种深孔加工在线检测与纠偏装置。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种深孔加工在线检测与纠偏装置，包括钻头、钻杆，钻头通过其螺纹段固定于钻杆上，钻头与钻杆之间设有挡油环，挡油环设置在靠近钻杆外壁处，钻杆固定于进给箱上，钻杆的中间开有排屑孔，其特征在于：在钻杆排屑孔与外圆之间开有检测孔，在钻头上、钻杆检测孔内端对应的位置处设置内固定架，内固定架上设置内激光源和位置敏感探测器，在钻杆检测孔的外端设置外固定架，外固定架固定于机床上，外固定架上设置外激光源和角度敏感探测器，角度敏感探测器安装位置对应于内激光源发出光线范围内，位置敏感探测器安装位置对应于外激光源发出光线范围内；沿钻头周向分布径向伸缩器，避开内固定架在钻头和钻杆之间的环槽空间设置轴向伸缩器。

上述的深孔加工在线检测与纠偏装置，其特征在于：所述的钻头小直径段的直径小于挡油环的直径。

上述的深孔加工在线检测与纠偏装置，其特征在于：所述的径向伸缩器放置在钻头周边开有的凹槽里，凹槽在钻头导向块的右方，径向伸缩器上方采用耐磨弹性密封块密封，径向伸缩器和耐磨弹性密封块初始总长度小于凹槽深度，通电伸长后与工件孔壁接触。

上述的深孔加工在线检测与纠偏装置，其特征在于：所述的径向伸缩器采用磁致伸缩器或电致伸缩器，设置数量为3个或3 个以上。

上述的深孔加工在线检测与纠偏装置，其特征在于：所述的轴向伸缩器贴近挡油环放置，一端用固定座固定在钻头上，另一端伸长后与钻杆内端面接触。

上述的深孔加工在线检测与纠偏装置，其特征在于：所述的轴向伸缩器采用磁致伸缩器或电致伸缩器，设置数量为3个或3 个以上。

本实用新型中的内激光源和外激光源发射激光，充分利用激光照射在位置敏感探测器和角度敏感探测器上的位置不同，在线检测钻头在深孔加工过程中的位置和角度，通过A/D转换器将信号处理后传输给计算机，计算机对数据进行处理同时向驱动电源发送指令输出一定的高压直流电压，径向伸缩器和轴向伸缩器根据电压的大小产生相应的位移，进而调整钻头的位置和偏角，以此实现孔加工的在线检测与纠偏。

外激光源和角度敏感探测器固定于外固定架中，外固定架固定在机床上，固定不动。固定在内固定架的内激光源发出的光线经检测孔照射在角度敏感探测器上，通过欧拉角来分析钻头的倾斜角度；外激光源发出的光线同样经过检测孔照射在安装在内固定架的位置敏感探测器上。

在加工过程中，当钻头不在原来正确的位置时，位置敏感探测器和角度敏感探测器上的光斑将发生变化，A/D转换器会将变化量转换为数字信号，计算机将接收的数字信号进行处理，向驱动电源发送指令输出一定的高压直流电压，径向伸缩器和轴向伸缩器根据电压的大小产生相应的位移，进而调整钻头的位置和偏角，以此实现孔加工的在线检测与纠偏。

当钻头位置发生变化时，外激光源发出的光线经检测孔照射在位置敏感探测器的光斑会发生变化，经过A/D转换器转换为数字信号传给计算机，计算机接收数据并处理后向驱动电源发出指令，根据计算机的输出控制信号，驱动电源输出一定的高压直流电压驱动径向伸缩器产生相应的位移，进而调整钻头的位置直至恢复正确位置。