[发明专利]孔形自适应的内孔圆柱度气动复合检测装置及测量方法

权利要求书

1.一种孔形自适应的内孔圆柱度气动复合检测装置，其特征在于：包括气动测量组件及其配套的校准规；

气动测量组件包括气管保护套(1)、弹簧(2)、螺母(3)、手柄(4)、限位挡板(5)和气动测量头(6)；气动测量头(6)尾端经限位挡板(5)与手柄(4)头端连接，气管保护套(1)以及弹簧(2)通过螺母(3)固定连接在手柄(4)尾端，气动测量头(6)上开有八个锥度气动喷嘴和四个直线度气动喷嘴(64、65、66、67)，其中：

八个锥度气动喷嘴以两个为一组形成四组锥度气动喷嘴(60、61、62、63)，每组的两个锥度气动喷嘴对称布置在气动测量头(6)同一横截面的两侧，不同组的锥度气动喷嘴布置在气动测量头(6)不同横截面上，所有锥度气动喷嘴均布置在气动测量头(6)同一轴向截面上，每组的锥度气动喷嘴经各自的气管后与各自的气动量仪连接，气管穿过手柄(4)和气管保护套(1)后连接气动量仪；

四个直线度气动喷嘴(64、65、66、67)中，其中两个直线度气动喷嘴布置在气动测量头(6)中部的同一侧，另外两个直线度气动喷嘴分别布置在气动测量头(6)两端部的另一侧，四个直线度气动喷嘴均布置在气动测量头(6)同一轴向截面上，且直线度气动喷嘴所在的轴向截面与锥度气动喷嘴所在的轴向截面相垂直，所有直线度气动喷嘴通过同一根气管后与同一气动量仪连接，气管穿过手柄(4)和气管保护套(1)后连接气动量仪。

2.根据权利要求1所述的一种孔形自适应的内孔圆柱度气动复合检测装置，其特征在于：所述配套的校准规包括直线度上限校准规(8)、直线度下限校准规(9)、辅助校准规(10)、直径上限校准规(11)和直径下限校准规(12)，五个校准规均为套环结构。

3.根据权利要求1所述的一种孔形自适应的内孔圆柱度气动复合检测装置，其特征在于：所述的气动测量头(6)外侧壁设有多个沿轴向的导流槽(7)，导流槽(7)设置在沿轴向一排气动喷嘴旁边并与所述气动喷嘴环槽相通。

4.根据权利要求1所述的一种孔形自适应的内孔圆柱度气动复合检测装置，其特征在于：所述直线度气动喷嘴与所述锥度气动喷嘴同时设置于气动测量头(6)上，并同时测量出内孔各种形状误差用以获得圆柱度。

5.一种孔形自适应的内孔圆柱度气动复合测量方法，其特征在于使用权利要求1-4任一所述复合检测装置，并采用以下步骤：

1)气动喷嘴校准：分别校准气动测量头(6)上的直线度测量喷嘴和锥度测量喷嘴；

2)同步测量直线度误差、圆度误差和锥度误差：将复合检测装置 放入被测孔(13)中，限位挡板(5)与内孔(13)外端面接触，使得气动测量头(6)和被测孔(13)的轴向相重叠定位，然后旋转气动测量头(6)一周360度，通过气动量仪采用以下方式测量，记录获得直线度、圆度和锥度的测量数据，具体为内孔轴线直线度δ_A、四组锥度气动喷嘴所在横截面的内孔圆度δ_B、δ_C、δ_D、δ_E以及内孔锥度δ_F；

3)第一次合格性判断：采用以下公式找到所有测量数据中的最大值

并将最大值与圆柱度公差要求Δ进行比较，若则认为不符合公差要求，工件内孔加工不合格；若则继续下一步骤；

4)测量获得内孔四处横截面的平均直径，并通过四处横截面的平均直径获得内孔的孔形；

5)采用主次区分方式进行自适应圆柱度计算，获得圆柱度误差值δ；

6)第二次合格性判断：用圆柱度误差值δ和圆柱度公差要求Δ再次进行比较，当δ≤Δ时，则认为工件内孔加工合格；当δΔ时，则认为工件内孔加工不合格。