CN104457622A - 一种长轴内孔直线度检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

一种长轴内孔直线度检测装置及其检测方法，其中检测装置包括光源（4）、准直望远镜（1）和光靶（3），光靶（3）的有机玻璃板（7）上刻划有十字线，光靶（3）的有机玻璃板（7）端朝向准直望远镜（1），光源（4）发出的光线照射在光靶（3）的机玻璃板（7）上，光靶（3）放置于待检测的长轴内孔中，光靶（3）两端分别连接一根端头放置于长轴内孔外的拉线（2）；其中检测方法通过拖动光靶（3）、调节准直望远镜（1），依次测量出长轴内孔D1、D2…Dn-1位置与两端截面中心的位置偏差，从而计算出长轴内孔的直线度。适用于大孔径和较长的轴孔直线度测量，且不受重力弯曲变形影响。

Description

一种长轴内孔直线度检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及一种直线度检测装置，更具体的说涉及一种长轴内孔直线度检测装置及其检测方法，属于直线度检测技术领域。

背景技术

轴类零件是机械加工中常见的零件，根据材料力学分析，在轴传递扭矩时，从其径向截面看，越外的地方传递有效力矩的作用越大；而由于轴心部位传递力矩的作用较小，因此传动轴通常采用空心轴。

对于空心长轴来说，其内孔较长，但是内部空间有限，因此其直线度测量较困难。目前常用的测量长轴内孔直线度的方法是用标准样柱做通过性检查，顺利通过即认为合格；但是，该种方法，检查一个轴孔直线度需要准备多组样柱，且直线度测量精度受检具重力弯曲变形的影响较大，因此对于较长的内孔，难以精确的测定内孔的直线度。此外还有采用双频激光干涉检测长轴内孔直线度的方法，但是该种方法所使用的设备昂贵，操作复杂，且对环境要求较高，不适合工厂车间环境下长轴内孔的直线度检查。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的长轴内孔直线度检测装置检测精度较差、或者适用范围较窄等问题，提供一种长轴内孔直线度检测装置及其检测方法。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种长轴内孔直线度检测装置，包括光源，还包括有准直望远镜和光靶，所述的准直望远镜和光源分别置于长轴两端，所述的光靶放置于长轴内孔中，且光靶两端分别连接一根端头放置于长轴内孔外的拉线，所述光源发出的光线照射在光靶上。

所述的光靶包括壳体、压盖和有机玻璃板，所述的有机玻璃板通过压盖和螺钉安装于壳体一端，所述的有机玻璃板上刻划有十字线，且十字线以壳体外圆为基准位于有机玻璃板中心处，光靶的有机玻璃板端朝向准直望远镜，所述光源发出的光线照射在光靶的机玻璃板上。

所述的拉线为细长铁丝。

一种长轴内孔直线度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，将长轴在圆周方向上分为4等分，并标识为A、B、C、D四个方向，使A和C、B和D位于对称方向；

步骤二，将长轴内孔沿长度方向等分为n等分，并依次标记为D1、D2…Dn-1位置，n＝8～20；

步骤三，先检测方向A，使长轴上的A方向竖直向下；

步骤四，点亮光源，调平准直望远镜，使准直望远镜的中心线水平；

步骤五，调平长轴，使光靶分别置于轴孔两端时、准直望远镜的中心线与光靶有机玻璃板上的十字线中心在垂直方向重合，且当光靶分别置于轴孔两端时、准直望远镜上的读数相同；

步骤六，保持准直望远镜位置不变，将其上读数归零；

步骤七，拖动光靶至长轴内孔的D1位置，调整准直望远镜，使准直望远镜中心线与光靶有机玻璃板上的十字线中心在垂直方向重合，记录此时准直望远镜上的读数为a1，依次拖动光靶至长轴内孔的D2…Dn-1位置，分别记录此时准直望远镜上的读数为a2…an-1；

步骤八，检测方向B，使长轴上的B方向竖直向下；

步骤九，重复步骤步骤四至步骤七，分别记录方向B时D1、D2…Dn-1位置上的准直望远镜上的读数为b1、b2…bn-1；

步骤十，检测方向C，使长轴上的C方向竖直向下；

步骤十一，重复步骤步骤四至步骤七，分别记录方向C时D1、D2…Dn-1位置上的准直望远镜上的读数为c1、c2…cn-1；

步骤十二，检测方向D，使长轴上的D方向竖直向下；

步骤十三，重复步骤步骤四至步骤七，分别记录方向D时D1、D2…Dn-1位置上的准直望远镜上的读数为d1、d2…dn-1；

步骤十四，当以长轴内孔两端为基准计算直线度时，首先对数据进行处理，将D1位置对称方向的测量值相减，并对相减值进行直角合成，从而得到直角合成值即并依次计算出D2…Dn-1位置的直角合成值 则D1、D2…Dn-1位置轴孔截面中心的最小包络圆柱直径公式为：其中i＝1～(n-1)，此最小包络圆柱直径即为长轴内孔直线度，

或者，当进行长轴内孔一般的直线度评定时，D1、D2…Dn-1位置轴孔截面中心的最小包络圆柱直径公式为： $d=\mathrm{MAX}\left\{\frac{1}{2}\sqrt{{[(a_j-c_j)-\left(a_{k-}{c}_k\right])}^2+{[(b_j-c_j)-(b_k-d_k)]}^2}\right\},$ 其中j＝1～(n-1)、k＝1～(n-1)，此最小包络圆柱直径即为长轴内孔直线度。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：

1、本发明中长轴内孔直线度检测装置包括光源、准直望远镜和光靶，准直望远镜和光源分别置于待检测的长轴两端，光靶的有机玻璃板上刻划有十字线，且十字线以壳体外圆为基准位于有机玻璃板中心处，光靶的有机玻璃板端朝向准直望远镜，光源发出的光线照射在光靶的机玻璃板上，光靶放置于待检测的长轴内孔中，光靶两端分别连接一根端头放置于长轴内孔外的拉线；本检测装置结构简单、成本低，适用于大孔径和较长的轴孔直线度测量。

2、本发明中的直线度检测方法通过拖动光靶、调节准直望远镜，依次测量出长轴内孔D1、D2…Dn-1位置与两端截面中心的位置偏差，从而计算出长轴内孔的直线度；本操作方法和计算方法简便，用于较长的长轴内孔直线度检测，且不受重力弯曲变形影响。

附图说明

图1是本发明中长轴内孔直线度检测装置结构示意图。

图2是本发明中光靶结构示意图。

图3是本发明中光靶的有机玻璃板及刻线示意图。

图4是本发明中检测方法的A、B、C、D方向确定示意图。

图5是本发明中检测方法的检测过程示意图。

图中：准直望远镜1，拉线2，光靶3，光源4，压盖5，壳体6，有机玻璃板7，螺钉8。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

参见图1，一种长轴内孔直线度检测装置，包括光源4、准直望远镜1和光靶3。所述的准直望远镜1和光源4分别置于待检测的长轴两端，所述的光靶3放置于待检测的长轴内孔中；且光靶3两端分别连接一根端头放置于长轴内孔外的拉线2，拉动拉线2，可在长轴内孔中拖动光靶3移动；所述光源4发出的光线照射在光靶3上。进一步的，选择拉线2为细长铁丝。

参见图2-3，所述的光靶3包括壳体6、压盖5和有机玻璃板7，所述的有机玻璃板7通过压盖5和螺钉8安装于壳体6一端；所述的有机玻璃板7上刻划有十字线，且十字线以壳体6外圆为基准位于有机玻璃板7中心处。光靶3的有机玻璃板7端朝向准直望远镜1，所述光源4发出的光线照射在光靶3的机玻璃板7上。

参见图4-5，一种长轴内孔直线度检测方法，包括以下步骤：

步骤一，将长轴在圆周方向上分为4等分，并标识为A、B、C、D四个方向，使A和C、B和D位于对称方向。

步骤二，将长轴内孔沿长度方向等分为n等分，并依次标记为D1、D2…Dn-1位置，n＝8～20；n的取值根据长轴长短确定。

步骤三，先检测方向A，使长轴上的A方向竖直向下。

步骤四，点亮光源4，调平准直望远镜1，使准直望远镜1的中心线水平。

步骤五，调平长轴，使光靶3分别置于轴孔两端时、准直望远镜1的中心线与光靶3有机玻璃板7上的十字线中心在垂直方向重合，且当光靶3分别置于轴孔两端时、准直望远镜1上的读数相同。

步骤六，保持准直望远镜1位置不变，将其上读数归零。

步骤七，拖动光靶3至长轴内孔的D1位置，调整准直望远镜1，使准直望远镜1中心线与光靶3有机玻璃板7上的十字线中心在垂直方向重合，记录此时准直望远镜1上的读数为a1；依次拖动光靶3至长轴内孔的D2…Dn-1位置，分别记录此时准直望远镜1上的读数为a2…an-1。

步骤八，检测方向B，使长轴上的B方向竖直向下。

步骤九，重复步骤步骤四至步骤七，分别记录方向B时D1、D2…Dn-1位置上的准直望远镜1上的读数为b1、b2…bn-1。

步骤十，检测方向C，使长轴上的C方向竖直向下。

步骤十一，重复步骤步骤四至步骤七，分别记录方向C时D1、D2…Dn-1位置上的准直望远镜1上的读数为c1、c2…cn-1。

步骤十二，检测方向D，使长轴上的D方向竖直向下。

步骤十三，重复步骤步骤四至步骤七，分别记录方向D时D1、D2…Dn-1位置上的准直望远镜1上的读数为d1、d2…dn-1。

步骤十四，当以长轴内孔两端为基准计算直线度时，首先对数据进行处理，将D1位置对称方向的测量值相减，并对相减值进行直角合成，从而得到直角合成值即并依次计算出D2…Dn-1位置的直角合成值 则D1、D2…Dn-1位置轴孔截面中心的最小包络圆柱直径公式为：其中i＝1～(n-1)，根据直线度定义，此最小包络圆柱直径即为长轴内孔直线度，

或者，当进行长轴内孔一般的直线度评定时，D1、D2…Dn-1位置轴孔截面中心的最小包络圆柱直径公式为： $d=\mathrm{MAX}\left\{\frac{1}{2}\sqrt{{[(a_j-c_j)-\left(a_{k-}{c}_k\right])}^2+{[(b_j-c_j)-(b_k-d_k)]}^2}\right\},$ 其中j＝1～(n-1)、k＝1～(n-1)，此最小包络圆柱直径即为长轴内孔直线度。

通过步骤一至步骤十四，从而实现了长轴内孔直线度的检测。步骤十四中第二种方法计算出的长轴内孔直线度小于第一种方法计算出的长轴内孔直线度，长轴内孔直线度通常按第二种方法计算得出；但是，对于待加工的长轴内孔，需要以长轴内孔两端为基准进行内孔加工的生产实际中，其轴孔直线度评定应按第一种方法计算，因为在长轴内孔的加工过程中，实际是以轴孔两端为基准的，所以这种方法极为常用。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，上述结构都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种长轴内孔直线度检测装置，包括光源(4)，其特征在于：还包括有准直望远镜(1)和光靶(3)，所述的准直望远镜(1)和光源(4)分别置于长轴两端，所述的光靶(3)放置于长轴内孔中，且光靶(3)两端分别连接一根端头放置于长轴内孔外的拉线(2)，所述光源(4)发出的光线照射在光靶(3)上。

2.根据权利要求1所述的一种长轴内孔直线度检测装置，其特征在于：所述的光靶(3)包括壳体(6)、压盖(5)和有机玻璃板(7)，所述的有机玻璃板(7)通过压盖(5)和螺钉(8)安装于壳体(6)一端，所述的有机玻璃板(7)上刻划有十字线，且十字线以壳体(6)外圆为基准位于有机玻璃板(7)中心处，光靶(3)的有机玻璃板(7)端朝向准直望远镜(1)，所述光源(4)发出的光线照射在光靶(3)的机玻璃板(7)上。

3.根据权利要求1所述的一种长轴内孔直线度检测装置，其特征在于：所述的拉线(2)为细长铁丝。

4.一种长轴内孔直线度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，将长轴在圆周方向上分为4等分，并标识为A、B、C、D四个方向，使A和C、B和D位于对称方向；

步骤二，将长轴内孔沿长度方向等分为n等分，并依次标记为D1、D2…Dn-1位置，n＝8～20；

步骤三，先检测方向A，使长轴上的A方向竖直向下；

步骤四，点亮光源(4)，调平准直望远镜(1)，使准直望远镜(1)的中心线水平；

步骤五，调平长轴，使光靶(3)分别置于轴孔两端时、准直望远镜(1)的中心线与光靶(3)有机玻璃板(7)上的十字线中心在垂直方向重合，且当光靶(3)分别置于轴孔两端时、准直望远镜(1)上的读数相同；

步骤六，保持准直望远镜(1)位置不变，将其上读数归零；

步骤七，拖动光靶(3)至长轴内孔的D1位置，调整准直望远镜(1)，使准直望远镜(1)中心线与光靶(3)有机玻璃板(7)上的十字线中心在垂直方向重合，记录此时准直望远镜(1)上的读数为a1，依次拖动光靶(3)至长轴内孔的D2…Dn-1位置，分别记录此时准直望远镜(1)上的读数为a2…an-1；

步骤八，检测方向B，使长轴上的B方向竖直向下；

步骤九，重复步骤步骤四至步骤七，分别记录方向B时D1、D2…Dn-1位置上的准直望远镜(1)上的读数为b1、b2…bn-1；

步骤十，检测方向C，使长轴上的C方向竖直向下；

步骤十一，重复步骤步骤四至步骤七，分别记录方向C时D1、D2…Dn-1位置上的准直望远镜(1)上的读数为c1、c2…cn-1；

步骤十二，检测方向D，使长轴上的D方向竖直向下；

步骤十三，重复步骤步骤四至步骤七，分别记录方向D时D1、D2…Dn-1位置上的准直望远镜(1)上的读数为d1、d2…dn-1；

步骤十四，当以长轴内孔两端为基准计算直线度时，首先对数据进行处理，将D1位置对称方向的测量值相减，并对相减值进行直角合成，从而得到直角合成值即并依次计算出D2…Dn-1位置的直角合成值 则D1、D2…Dn-1位置轴孔截面中心的最小包络圆柱直径公式为：其中i＝1～(n-1)，此最小包络圆柱直径即为长轴内孔直线度，

或者，当进行长轴内孔一般的直线度评定时，D1、D2…Dn-1位置轴孔截面中心的最小包络圆柱直径公式为： $d=\mathrm{MAX}\left\{\frac{1}{2}\sqrt{{[(a_j-c_j)-(a_k-c_k)]}^2+{[(b_j-c_j)-(b_k-d_k)]}^2}\right\},$ 其中j＝1～(n-1)、k＝1～(n-1)，此最小包络圆柱直径即为长轴内孔直线度。