基于激光探測(cè)原理的深孔加工在線糾偏裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于深孔加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種“基于激光探測(cè)原理的深孔加工在線糾偏裝置”。
【背景技術(shù)】
[0002]所謂深孔，就是孔的長(zhǎng)度與孔的直徑比大于5的孔，如空心主軸孔和液壓閥孔等等。這些孔中，有的要求加工精度和表面質(zhì)量較高，有的被加工材料的切削加工性較差。在深孔的加工過(guò)程中，人員不能直接觀察加工部位和刀具切削狀況，只能通過(guò)聽(tīng)切削時(shí)的聲音、觀看切肩形貌、手摸振動(dòng)狀況與工件溫度、觀察儀表(油壓表和電表)，憑工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷切削過(guò)程是否正常。上述方法都不能測(cè)得深孔內(nèi)部軸線偏差，也即不能實(shí)現(xiàn)對(duì)深孔零件直線度的全程連續(xù)動(dòng)態(tài)檢測(cè)，很不精準(zhǔn)。深孔加工中刀具剛性差，排肩困難，對(duì)深孔的直線度有很大影響，深孔軸線容易偏斜。目前，還沒(méi)有簡(jiǎn)單實(shí)用的深孔加工在線糾偏裝置及糾偏前所需的檢測(cè)技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的旨在克服上述缺點(diǎn)，解決現(xiàn)有深孔加工過(guò)程中難以觀察加工部位和刀具狀況的問(wèn)題。本實(shí)用新型適用于工件旋轉(zhuǎn)、深孔刀具進(jìn)給的深孔加工工程，它利用激光探測(cè)原理可以實(shí)時(shí)檢測(cè)深孔刀具位置，并根據(jù)需要自動(dòng)調(diào)整深孔刀具位置，使其恢復(fù)到初始的正確位置。
[0004]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種基于激光探測(cè)原理的深孔加工在線糾偏裝置，包括深孔刀具、刀桿，深孔刀具固定于刀桿上，刀桿的一端固定于刀桿支架上，刀桿支架固定于溜板上，溜板放置在機(jī)床床身上，其特征在于:刀桿的另一端伸入芯套的孔內(nèi)，在芯套上套有帶錐度的脹套，脹套位于主軸箱主軸的孔內(nèi)，與孔壁接觸，脹套一端與緊固螺母端面接觸，緊固螺母與芯套的螺紋部分連接，位于主軸的孔內(nèi)，當(dāng)主軸孔為錐孔時(shí)，芯套與脹套接觸部分為圓錐或圓柱，當(dāng)主軸孔為圓柱孔時(shí)，芯套與脹套接觸部分為圓錐，脹套開(kāi)有槽;距離深孔刀具不遠(yuǎn)處，刀桿上沿圓周方向均勻安裝有數(shù)個(gè)金屬塊，每個(gè)金屬塊內(nèi)部都放有加熱裝置，金屬塊頂部安裝有耐磨耐熱塊，金屬塊及耐磨耐熱塊形成的徑向輪廓尺寸小于工件已加工孔的直徑，當(dāng)加熱裝置不發(fā)熱時(shí)，金屬塊不膨脹，其頂部的耐磨耐熱塊與工件內(nèi)孔孔壁不接觸，當(dāng)加熱裝置發(fā)熱后，金屬塊受熱膨脹，其頂部的耐磨耐熱塊與工件內(nèi)孔已加工孔壁接觸，金屬塊位于已加工孔的一側(cè)，在金屬塊與已加工深孔的端面之間安裝有角錐棱鏡支座，在角錐棱鏡支座上安裝有角錐棱鏡，對(duì)應(yīng)于角錐棱鏡的高度范圍內(nèi)裝有激光發(fā)射裝置和光敏傳感器，激光發(fā)射裝置和光敏傳感器安裝于外架上，外架固定于機(jī)床床身，激光發(fā)射裝置發(fā)出的入射光束由激光定向塊定向，經(jīng)過(guò)定向的入射光束平行于刀桿初始軸線，入射光束穿過(guò)刀桿與工件的間隙，經(jīng)過(guò)角錐棱鏡后形成返回光束，返回光束穿過(guò)刀桿與工件的間隙返回，到達(dá)光敏傳感器，光敏傳感器與計(jì)算機(jī)相連。
[0005]上述的基于激光探測(cè)原理的深孔加工在線糾偏裝置，其特征在于:所述的激光定向塊安裝于刀桿上，位于角錐棱鏡支座與激光發(fā)射裝置之間，激光定向塊上平行開(kāi)有兩對(duì)過(guò)光孔，分別為一號(hào)過(guò)光孔和二號(hào)過(guò)光孔。激光發(fā)射裝置發(fā)出的入射光束穿過(guò)激光定向塊的一號(hào)過(guò)光孔射入，光束通過(guò)角錐棱鏡后，以平行于入射前的方向，從二號(hào)過(guò)光孔射出，返回激光光束與刀桿的軸線平行;在調(diào)試激光方向時(shí)，采用激光定向塊，調(diào)試完畢后，將激光定向塊保留或撤離。
[0006]上述的基于激光探測(cè)原理的深孔加工在線糾偏裝置，其特征在于:所述的深孔刀具為鏜刀或鉸刀或鉆頭或珩磨頭。
[0007]上述的基于激光探測(cè)原理的深孔加工在線糾偏裝置，其特征在于:所述的所述的耐磨耐熱塊為硬質(zhì)合金。
[0008]上述的基于激光探測(cè)原理的深孔加工在線糾偏裝置，其特征在于:所述的加熱裝置為電阻加熱器或者電磁加熱器或者紅外線加熱器。
[0009]上述的基于激光探測(cè)原理的深孔加工在線糾偏裝置，其特征在于:所述的金屬塊數(shù)量為3個(gè)或3個(gè)以上。
[0010]本實(shí)用新型充分利用激光及棱鏡的特殊屬性工作，在線檢測(cè)深孔刀具的位置。位于外架上的激光發(fā)射裝置發(fā)射出激光，經(jīng)過(guò)角錐棱鏡反射后照射在光敏傳感器上，通過(guò)光敏傳感器上的光斑變化反映深孔刀具或深孔軸線的偏斜程度，由計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)顯示檢測(cè)以及糾偏結(jié)果。當(dāng)深孔刀具偏離正確位置時(shí)本實(shí)用新型還可糾正深孔刀具的位置，其原理是:當(dāng)深孔刀具右偏時(shí)，位于右側(cè)的加熱裝置加熱，金屬塊膨脹，金屬塊頂部的耐磨耐熱塊與工件內(nèi)孔孔壁接觸，相互作用力使得深孔刀具回到正確的位置；同理，當(dāng)深孔刀具左偏時(shí)，位于左側(cè)的加熱裝置加熱，使深孔刀具回到正確的位置。總之，在本實(shí)用新型中使一個(gè)或一個(gè)以上的加熱裝置加熱，可實(shí)現(xiàn)在不停機(jī)的情況下糾正深孔刀具的偏斜。加熱溫度與所需的糾偏量有關(guān)O
[0011]當(dāng)鉆頭偏離正確位置時(shí)，本實(shí)用新型中光敏傳感器上光斑變化，A/D轉(zhuǎn)換器會(huì)將變化量轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，計(jì)算機(jī)將接收的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，根據(jù)計(jì)算機(jī)的輸出控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)電源輸出一定的直流電壓，使位于金屬塊上的加熱裝置發(fā)熱，進(jìn)而使對(duì)應(yīng)的金屬塊膨脹，金屬塊頂部的耐磨耐熱塊因此與工件已加工的內(nèi)孔接觸。本實(shí)用新型首次提出通過(guò)金屬塊的膨脹糾正深孔刀具的位置，使深孔刀具處于正確的位置。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型可保證所加工的深孔有良好的直線度和位置精度。具體效果如下。第一，由于激光發(fā)射裝置，光敏傳感器位于外架上，從而避免了加工過(guò)程中產(chǎn)生的高溫對(duì)激光發(fā)射裝置和傳感器的不良影響。如將激光發(fā)射裝置或光敏傳感器之一置于孔內(nèi)，受高溫的影響，難以達(dá)到本實(shí)用新型的檢測(cè)效果。本實(shí)用新型充分利用了角錐棱鏡對(duì)激光的平行回射特性，所以能夠取得上述效果。第二，通過(guò)觀察計(jì)算機(jī)顯示的圖像，在線檢測(cè)深孔刀具的位置變化，及時(shí)掌握工件旋轉(zhuǎn)、深孔刀具進(jìn)給深孔加工的工作狀態(tài)。深孔刀具位置的變化間接反映了孔的質(zhì)量，所以，本實(shí)用新型可以作為深孔直線度檢具使用。第三，發(fā)現(xiàn)深孔刀具偏斜后可及時(shí)糾正深孔刀具位置偏差。本實(shí)用新型刀桿圓周方向上安裝有含加熱裝置的金屬塊，金屬塊頂端安裝有耐磨耐熱塊，加熱裝置為電阻加熱器或者電磁加熱器或者紅外線加熱器，體積小、位移分辨率高、響應(yīng)快、輸出力大，通過(guò)加熱裝置使得及時(shí)調(diào)整深孔刀具位置變成可能。尤其值得強(qiáng)調(diào)的是，本實(shí)用新型通過(guò)熱脹冷縮的原理糾正深孔刀具偏斜，只需將電線引向電阻等元件，結(jié)構(gòu)非常緊湊?？傊?，本實(shí)用新型促進(jìn)了深孔加工糾偏難題的解決。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0014]圖2為本實(shí)用新型刀桿軸向示意圖，
[0015]圖3為激光定向原理圖，
[0016]圖中:1-主軸箱，2-主軸，3-脹套，4-緊固螺母，5-芯套，6_夾持器，7_工件，8_緊固螺釘，9-深孔刀具，10-金屬塊，11-角錐棱鏡支座，12-角錐棱鏡，13-刀桿，14-中心架，15-激光發(fā)射裝置，16-光敏傳感器，17-計(jì)算機(jī)，18-刀桿支架，1