[实用新型]基于激光探测原理的深孔加工在线纠偏装置

说明书

技术领域

本实用新型属于深孔加工技术领域，特别涉及一种“基于激光探测原理的深孔加工在线纠偏装置”。

背景技术

所谓深孔，就是孔的长度与孔的直径比大于5的孔，如空心主轴孔和液压阀孔等等。这些孔中，有的要求加工精度和表面质量较高，有的被加工材料的切削加工性较差。在深孔的加工过程中，人员不能直接观察加工部位和刀具切削状况，只能通过听切削时的声音、观看切屑形貌、手摸振动状况与工件温度、观察仪表(油压表和电表)，凭工作经验来判断切削过程是否正常。上述方法都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。深孔加工中刀具刚性差，排屑困难，对深孔的直线度有很大影响，深孔轴线容易偏斜。目前，还没有简单实用的深孔加工在线纠偏装置及纠偏前所需的检测技术。

发明内容

本实用新型的目的旨在克服上述缺点，解决现有深孔加工过程中难以观察加工部位和刀具状况的问题。本实用新型适用于工件旋转、深孔刀具进给的深孔加工工程，它利用激光探测原理可以实时检测深孔刀具位置，并根据需要自动调整深孔刀具位置，使其恢复到初始的正确位置。

为达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案实现：一种基于激光探测原理的深孔加工在线纠偏装置，包括深孔刀具、刀杆，深孔刀具固定于刀杆上，刀杆的一端固定于刀杆支架上，刀杆支架固定于溜板上，溜板放置在机床床身上，其特征在于:刀杆的另一端伸入芯套的孔内，在芯套上套有带锥度的胀套，胀套位于主轴箱主轴的孔内，与孔壁接触，胀套一端与紧固螺母端面接触,紧固螺母与芯套的螺纹部分连接,位于主轴的孔内，当主轴孔为锥孔时，芯套与胀套接触部分为圆锥或圆柱，当主轴孔为圆柱孔时，芯套与胀套接触部分为圆锥，胀套开有槽；距离深孔刀具不远处，刀杆上沿圆周方向均匀安装有数个金属块，每个金属块内部都放有加热装置，金属块顶部安装有耐磨耐热块，金属块及耐磨耐热块形成的径向轮廓尺寸小于工件已加工孔的直径，当加热装置不发热时，金属块不膨胀，其顶部的耐磨耐热块与工件内孔孔壁不接触，当加热装置发热后，金属块受热膨胀，其顶部的耐磨耐热块与工件内孔已加工孔壁接触，金属块位于已加工孔的一侧，在金属块与已加工深孔的端面之间安装有角锥棱镜支座，在角锥棱镜支座上安装有角锥棱镜，对应于角锥棱镜的高度范围内装有激光发射装置和光敏传感器，激光发射装置和光敏传感器安装于外架上，外架固定于机床床身，激光发射装置发出的入射光束由激光定向块定向，经过定向的入射光束平行于刀杆初始轴线，入射光束穿过刀杆与工件的间隙，经过角锥棱镜后形成返回光束，返回光束穿过刀杆与工件的间隙返回，到达光敏传感器，光敏传感器与计算机相连。

上述的基于激光探测原理的深孔加工在线纠偏装置，其特征在于：所述的激光定向块安装于刀杆上，位于角锥棱镜支座与激光发射装置之间，激光定向块上平行开有两对过光孔，分别为一号过光孔和二号过光孔。激光发射装置发出的入射光束穿过激光定向块的一号过光孔射入，光束通过角锥棱镜后，以平行于入射前的方向，从二号过光孔射出，返回激光光束与刀杆的轴线平行；在调试激光方向时，采用激光定向块，调试完毕后，将激光定向块保留或撤离。

上述的基于激光探测原理的深孔加工在线纠偏装置，其特征在于：所述的深孔刀具为镗刀或铰刀或钻头或珩磨头。

上述的基于激光探测原理的深孔加工在线纠偏装置，其特征在于：所述的所述的耐磨耐热块为硬质合金。

上述的基于激光探测原理的深孔加工在线纠偏装置，其特征在于：所述的加热装置为电阻加热器或者电磁加热器或者红外线加热器。

上述的基于激光探测原理的深孔加工在线纠偏装置，其特征在于：所述的金属块数量为3个或3个以上。

本实用新型充分利用激光及棱镜的特殊属性工作，在线检测深孔刀具的位置。位于外架上的激光发射装置发射出激光，经过角锥棱镜反射后照射在光敏传感器上，通过光敏传感器上的光斑变化反映深孔刀具或深孔轴线的偏斜程度，由计算机实时显示检测以及纠偏结果。当深孔刀具偏离正确位置时本实用新型还可纠正深孔刀具的位置，其原理是：当深孔刀具右偏时，位于右侧的加热装置加热，金属块膨胀，金属块顶部的耐磨耐热块与工件内孔孔壁接触，相互作用力使得深孔刀具回到正确的位置；同理，当深孔刀具左偏时，位于左侧的加热装置加热，使深孔刀具回到正确的位置。总之，在本实用新型中使一个或一个以上的加热装置加热，可实现在不停机的情况下纠正深孔刀具的偏斜。加热温度与所需的纠偏量有关。