CN109612397A - 轴套类排列斜孔边距的测检方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种轴套类排列斜孔边距的测检方法，旨在提供一种测量效率高，的测量装置，以解决困扰长度测量的内孔孔边距的测量问题。本发明通过下述技术方案予以实现：在垂直立板顶端设置垂直相贯连通导光管的CCD镜头，光束通过垂直立板顶端贯通的导光管投射到导光管底部直角端的菱镜上，折射光通过被测工件的轴孔投射到设置在轴孔中的分光镜上，分光镜一部分光光束穿过被测工件尾端斜孔射出，另一部分光光束通过被测工件内孔壁与导光管之间的环缝，顺次途径所有斜孔射出并反射至菱镜，折射返回CCD镜头，通过轴向移动电机相连的U形槽移动夹具的轴向移动，依次计算并测出其它斜孔边距尺寸，输出轴套上各排列斜孔边距的测量结果。

Description

轴套类排列斜孔边距的测检方法

技术领域

本发明涉及一种对于工件上斜孔与内孔孔边距的位置度进行检测方法及其检具，尤其是机械加工中检测轴套排孔、排列斜孔孔边距、沉头窝等孔质量检测的方法。

背景技术

随着机械工业的快速发展，现代机械加工和制造行业的机械产品结构越来越复杂，产品上的斜孔的质量要求也相应提高，斜孔的与阀套类零件内孔交点孔边距位置度及空间角度的精确度直接影响到产品的质量。在机械加工的过程中，在筒体上或曲面上加工斜孔是司空见惯的事情，往往需要准确地检验到筒体外交斜孔的轴线与平面或曲面交点的位置。比如在汽车发动机系统中，斜油孔和气门导管孔都是经常应用的结构。这类结构一般情况下和加工基准成一定角度的倾斜。它们的加工精度非常高，在发动机中起着非常重要的作用。可是，怎么正确的测量零件加工的真实数值，一直以来都是测量人员迫切需要解决的问题。在传统的测量方法中，一般都是采用三坐标测量仪分别检测轴套类零件的倾斜孔进行测量。三坐标测量虽然能够进行智能化的自动测量工作。对倾斜孔测量时，可用旋转测头，轻而易举地进行任意角度的测量。可是有些三坐标测量仪使用的TF6测头，不能够进行自由旋转，对两个不同的坐标系的元素进行角度计算的测量就非常的麻烦。并且采用三坐标法进行检测，每次测量读取数据比较吃力，耗时比较长，效率低，而且精度也不高。现有技术对斜孔、内孔的孔边距位置度检测，通常需配以定位模板及多个量棒进行检测，然后进行换算内孔孔边距。目前主要是通过三坐标测量仪对被测产品表面进行数据点扫描、采集数据点，以获得被测产品在空间范围内的三坐标，获得产品上斜孔的位置度和空间角度。三坐标测量仪的不足之处是成本较高，工序流程较为复杂。为降低成本，有采用根据被测斜孔的设计参数，制作相应的芯棒，芯棒配合测量法，然后使用仪器对芯棒进行测量而间接获得斜孔的相关数据，该测量方法虽然成本较低，但斜孔的尺寸变化多样，测量精度较低，一棒配一孔的配套芯棒数量较大，管理成本较高，实用性不强。

液压系统飞机方向的控制助力器、火箭发射支承架、汽车转向等都大量使用液压系统，而液压系统中对液压油的分配是由分配阀完成的，液压系统中的分配阀一般分为：平板阀、转阀、滑阀，其工作原理均是通过阀芯与阀套配合完成对液压油的分配，通过阀芯的移动来控制液压油的流量与方向，使液压系统的执行元件产生一定的动作，达到控制目的，本发明涉及的是一种滑阀，其被测工件3是关键零件阀套，由于滑阀的工作需要，阀套的内孔与阀芯7的外圆配合面要求有重叠(见图4、图5)，阀芯7的外圆磨削有一个八处小斜面，以达到斜面与阀套的内斜孔配合产生的开启量使液压油的流量是非线性的目的，小斜面的最高点与被测工件3斜孔有上四处、下四处对称分布的八处重叠部分，这个重叠量要求为0.08±0.02mm。当阀芯7向左移动时斜孔9、11与阀芯7重叠量逐渐开启，液压油通过斜孔9、11进入，由油路孔到达液压腔使执行元件产生动作，同理，当阀芯7向右移动时斜孔8、10与阀芯7重叠量逐渐开启，液压油通过斜孔8、10进入，如果八处重叠部分不相等，在阀芯7逐渐开启过程中流经到液压腔的流量与流速不一致，这样液压油到达液压腔的单位体积油不一样，使执行元件产生的动作不一致，在飞机控制中会产生漂摆，因此重叠量是影响操控灵敏度的重要参数。以往内孔孔边距的测量是通过测量斜孔与阀套内孔轴线交点来计算内孔孔边距的。而阀套斜孔、内孔大小、斜孔角度都是影响内孔孔边距准确测量的重要因素，以往的测量方法误差大、效率低，不能依靠原始的游标卡尺机械检测方法检查钻孔、斜孔边距、孔排距质量；传统的测量技术已难以满足系统的快速、高效、高精度检测要求。由于游标卡尺的卡爪宽，加上钻出来的孔口形状不圆，，使用游标卡尺测量不准确，，给生产带来一定困难。

发明内容

本发明目的是针对现有技术存在的不足之处，提供一种结构简单、测量效率高，轴套类排列斜孔边距的测检方法，以解决生产、使用、维修很难测量内孔孔边距，一直困扰长度测量的内孔孔边距的测量问题。

本发明解决问题所采用的技术方案是：一种轴套类排列斜孔边距的测检方法，制备一个在长度方向固联有垂直立板2的座板27和固联在所述座板27远端尾座上的轴向移动电机6，装夹被测工件3的U形槽移动夹具4，以及固定在所述U形槽移动夹具4上，连接并带动被测工件3旋转的电机5，然后在垂直立板2顶端设置垂直相贯连通导光管21的CCD镜头1，CCD镜1头发出的光束23通过垂直立板2顶端贯通的导光管21投射到导光管21底部直角端的菱镜20上，经菱镜20折射后，折射光通过被测工件3的轴孔投射到设置在所述轴孔中的分光镜22上，分光镜22一部分光光束直接穿过被测工件3尾端斜孔射出，另一部分光光束通过被测工件3内孔壁与导光管21之间的环缝，顺次途径所有斜孔射出并反射至所述菱镜20，折射90度后返回CCD镜头1，CCD镜头1通过其上连接的插头相连计算机，将返回光束数据送入电脑控制软件，判断出远端斜孔法向最大值的坐标位置，计算出远端斜孔孔边距尺寸19，以此测量斜孔的距离为基准，通过轴向移动电机6相连的U形槽移动夹具4的轴向移动，依次计算并测出其它斜孔边距尺寸，输出轴套上各排列斜孔边距的测量结果。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果。

结构简单。本实用新采用被测工件3通过U形槽移动夹具4一端安装孔中旋转轴连接器26定位芯轴和另一端安装孔的轴端定位连接轴24，固定在U形槽移动夹具4支架空间槽中，组成被测工件3通过U形槽移动夹具4一端安装孔中旋转轴连接器26定位芯轴和另一端安装孔的轴端定位连接轴24，固定在U形槽移动夹具4支架空间槽中，结构简单，易于操作，适应性强。通过轴向移动电机6、实现U形槽移动夹具4移动，通过电脑得出测量结果，这使测量变得非常直观、、仪器以直接测量方式工作，测量时不需要用标准件比对。

测量效率高。本发明将被测工件3安装于U形槽移动夹具4定位芯轴中，所有被测工件3均以旋转轴连接器芯轴端面24定位，测量精度高，减少了测量基准不重合带来的测量误差，该装置的旋转电机5带动旋转轴连接器26芯轴旋转，采用光栅尺作为指示，测量范围是0～80mm，分度率为0.001mm，重复精度≤1μm，提高了旋转精度。旋转轴连接器26芯轴中制又定位销25，定位销25与被测工件3的定位槽配合，采用位移法结合工件移动，通过轴向移动电机6带动U形槽移动夹具4的移动，提高了测量效率。

本发明特别适用于检测滑阀阀套排列斜孔孔边距。

附图说明

图1是本发明轴套类排列斜孔边距的测检装置构造示意图。

图2是图1的剖视图。

图3是图2的局部放大图。

图4是图2的被测工件斜孔孔边距尺寸测量原理示意图。

图中：1.CCD镜头，2.垂直立板2，3.被测工件，4.U形槽移动夹具，5.旋转电机，6.轴向移动电机，7.阀芯，8第一斜孔，9.第二斜孔，10.第三斜孔，11.第四斜孔，16.第一斜孔边距，17.第二斜孔边距，18.第三斜孔边距，19第四斜孔边距，20.菱镜，21.导光管，22.分光镜，23.光束，24.轴端定位连接轴，25.定位销，26.旋转轴连接器，27.座板。

具体实施方式

参照图1-图3。根据本发明，制备一个在长度方向固联有垂直立板2的座板27和固联在所述座板27远端尾座上的轴向移动电机6，装夹被测工件3的U形槽移动夹具4，以及固定在所述U形槽移动夹具4上，连接并带动被测工件3旋转的电机5，然后在垂直立板2顶端设置垂直相贯连通导光管21的CCD镜头1，CCD镜1头发出的光束23通过垂直立板2顶端贯通的导光管21投射到导光管21底部直角端的菱镜20上，经菱镜20折射后，折射光通过被测工件3的轴孔投射到设置在所述轴孔中的分光镜22上，分光镜22一部分光光束直接穿过被测工件3尾端斜孔射出，另一部分光光束通过被测工件3内孔壁与导光管21之间的环缝，顺次途径所有斜孔射出并反射至所述菱镜20，折射90度后返回CCD镜头1，CCD镜头1通过其上连接的插头相连计算机，将返回光束数据送入电脑控制软件，判断出远端斜孔法向最大值的坐标位置，计算出远端斜孔孔边距尺寸19，以此测量斜孔的距离为基准，通过轴向移动电机6相连的U形槽移动夹具4的轴向移动，依次计算并测出其它斜孔边距尺寸，输出轴套上各排列斜孔边距的测量结果。

U形槽移动夹具4包括连接轴向移动电机6主轴并制有U形槽的移动支座，装配在移动支座近端支架背端上并连接旋转轴连接器26的电机5，并且远端支架的内侧制有连接被测工件3内孔的筒孔芯轴，被测工件3通过所述筒孔芯轴与所述旋转轴连接器26固定在U形槽中。旋转轴连接器26的端面上制有端向芯轴25，端向芯轴25通过近端支架装配孔连接被测工件3，另一端通过连接轴连接电机5。

参阅图4。U形槽移动夹具4通过电脑控制轴向移动电机6，首先移动到分光镜22近端斜孔，测出分光镜22近端斜孔孔边距。计算机通过CCD镜头1返回光束判断出第一个分光镜22近端斜孔最大值后，记录近端斜孔的坐标位置，将近端斜孔内孔边距作为测量其它斜孔内孔边距的尺寸基准，测量并计算出孔边距尺寸19，同理计算机控制轴向移动电机6移动U形槽移动夹具4，将被测工件3依次到第三斜孔10、第二斜孔9、第一斜孔8，分别计算出第四斜孔边距19、第三斜孔边距18、第二斜孔边距17、第一孔边距16，测量完成上方4个斜孔出尺寸后，旋转电机5带动被测工件(3)旋转180度后，CCD镜头1以同样方法再测量出下方另4个斜孔，得到另一组第四斜孔边距19、第三斜孔边距18、第二斜孔边距17、第一孔边距16。从而解决了内孔孔边距的测量问题。

以上是向熟悉本发明领域的工程技术人员提供的对本发明及其实施方案的描述，这些描述应被视为是说明性的，而非限定性的。工程技术人员可据此发明权利要求书中的思想做具体的操作实施，在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。上述这些都应被视为本发明的涉及范围。

Claims (7)

1.一种轴套类排列斜孔边距的测检方法，具有如下技术特征：制备一个在长度方向固联有垂直立板(2)的座板(27)和固联在所述座板(27)远端尾座上的轴向移动电机(6)，装夹被测工件(3)的U形槽移动夹具(4)，以及固定在所述U形槽移动夹具(4)上，连接并带动被测工件(3)旋转的电机(5)；然后在垂直立板(2)顶端设置垂直相贯连通导光管(21)的CCD镜头(1)，CCD镜(1)头发出的光束(23)通过垂直立板(2)顶端贯通的导光管(21)投射到导光管(21)底部直角端的菱镜(20)上，经菱镜(20)折射后，折射光通过被测工件(3)的轴孔投射到设置在所述轴孔中的分光镜(22)上，分光镜(22)一部分光光束直接穿过被测工件(3)尾端斜孔射出，另一部分光光束通过被测工件(3)内孔壁与导光管(21)之间的环缝，顺次途径所有斜孔射出并反射至所述菱镜(20)，折射90度后返回CCD镜头(1)，CCD镜头(1)通过其上连接的插头相连计算机，将返回光束数据送入电脑控制软件，判断出远端斜孔法向最大值的坐标位置，计算出远端斜孔孔边距尺寸(19)，以此测量斜孔的距离为基准，通过轴向移动电机(6)相连的U形槽移动夹具(4)的轴向移动，依次计算并测出其它斜孔边距尺寸，输出轴套上各排列斜孔边距的测量结果。

2.如权利要求1所述的轴套类排列斜孔边距的测检方法，其特征在于：U形槽移动夹具(4)包括连接轴向移动电机(6)主轴并制有U形槽的移动支座，装配在移动支座近端支架背端上并连接旋转轴连接器(26)的电机(5)，并且远端支架的内侧制有连接被测工件(3)内孔的筒孔芯轴，被测工件(3)通过所述筒孔芯轴与所述旋转轴连接器(26)固定在U形槽中。

3.如权利要求1所述的轴套类排列斜孔边距的测检方法，其特征在于：旋转轴连接器(26)的端面上制有端向芯轴(25)，端向芯轴(25)通过近端支架装配孔连接被测工件(3)，另一端通过连接轴连接电机(5).。

4.如权利要求1所述的轴套类排列斜孔边距的测检方法，其特征在于：U形槽移动夹具(4)通过电脑控制轴向移动电机(6)，首先移动到分光镜(22)近端斜孔，测出分光镜(22)近端斜孔孔边距。

5.如权利要求1所述的轴套类排列斜孔边距的测检方法，其特征在于：计算机通过CCD镜头(1)返回光束判断出第一个分光镜(22)近端斜孔最大值后，记录近端斜孔的坐标位置，将近端斜孔内孔边距作为测量其它斜孔内孔边距的尺寸基准，测量并计算出孔边距尺寸(19)。

6.如权利要求1所述的轴套类排列斜孔边距的测检方法，其特征在于：计算机控制轴向移动电机(6)移动U形槽移动夹具(4)，将被测工件(3)依次移动到第三斜孔(10)、第二斜孔(9)、第一斜孔(8)，分别计算出第四斜孔边距(19)、第三斜孔边距(18)、第二斜孔边距(17)和第一孔边距(16)。

7.如权利要求1所述的轴套类排列斜孔边距的测检方法，其特征在于：测量完成上方4个斜孔出尺寸后，旋转电机(5)带动被测工件(3)旋转180度后，CCD镜头(1)以同样方法再测量出下方另4个斜孔，得到另一组第四斜孔边距(19)、第三斜孔边距(18)、第二斜孔边距(17)、第一孔边距(16)。