[发明专利]深孔珩磨内孔的测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种深孔珩磨内孔的测量装置。

背景技术

目前精密深孔零件加工采用两种加工工艺：1、镗孔滚压加工。2、镗孔珩磨加工。在此简单描述一下深孔的一般特征，深孔加工就是对孔的长度与孔的直径比大于10的内孔加工。一般的深孔多数情况下深径比L/d≥100。如油缸孔、轴的轴向油孔，火箭弹身和各种火炮的炮管等等。这些深孔中，有的要求加工精度和表面质量较高，而且有的被加工材料的切削加工性较差，常常成为生产中一大难题。

如火炮的炮管，对加工精度要求非常高，如果处理不当，很容易出现纺锤形的炮管内孔，会影响火炮的射击精度和炮管的使用寿命。另外，加工工艺也会影响火炮炮管的射击精度和使用寿命，例如，在射击时，由于炮管持续受到火药燃烧的瞬态脉冲加热，尤其是快速连续射击时，致使炮管的温度上升很快，很快就进入炮管金属金相变化区，而滚压加工就是在加工表面形成一层硬化皮，发射炮弹所产生的热会使金相组织发生变化，且因热胀冷缩使得炮管内径变大，硬化层涨裂，使得炮管内孔局部表面硬化层脱落，因此，在如火炮炮管的精密加工中，普遍采用珩磨加工。

珩磨加工需要解决的问题是深孔加工的圆柱度，其中圆柱度是内孔的圆柱体圆度和素线直线度的综合，珩磨加工侧重于素线直线度的保证，因此，内孔测量是评价珩磨加工精度和进一步进行修整加工的基础工序。公知的测量方法只能在加工零件的两头用内径表测量内孔直径，显然，这种测量不具有代表性，尤其是深径比比较大的情形，往往内孔中部区域会出现加工精度问题，因此，既有的测量方式在一定程度上不能保证内孔直径的一致性。

国内尚没有更好的测量深孔内径的方法，造成深孔加工的整体工艺性较差，如火炮炮管，一般连续发射20~100发炮弹后，射击精度大大降低，尤其是大口径火炮。即便是小口径火炮，也会因此造成整体射速较低，如国产PGZ88式双管37毫米自行高射炮，最大理论射速只能达到2×360发/分钟，而国外先进的同型高射炮如叶尼塞SZU-37-2自行高射炮的最大理论射速达到了2×524发/分钟，国外先进的同型高射炮的最大理论射速均超过2×500发/分钟。

由于深孔加工技术能够被用于军工，国外先进的深孔加工技术被禁止向中国转让，作为深孔加工的基础工艺的测量方法亦在此列。

发明内容

本发明的目的在于提供一种深孔珩磨内孔的测量装置，能够用于深孔的任何位置的内径测量，具有比较高的测量精度。

为了实现本发明的发明目的，所采用的技术方案为：

一种深孔珩磨内孔的测量装置，包括：

工具头，该工具头包括套型的且具有周向均布的至少三个径向侧孔的工具头体，同轴地套装在该工具头体内的芯轴，导向于所述侧孔且向心端与所述芯轴表面配合构成移动副的至少三个测量部件，以及用于该测量部件复位的复位部件，其中，所述移动副的移动方向与工具头轴线成预定斜角α；

顶杆，接合于所述芯轴的轴向的一端，驱动芯轴轴向运动，进而驱动所述测量部件径向运动；

轴向定位部件，探入端连接所述工具头，以把工具头送入待测深孔，并定位；以及

轴向位移测量机构，用于测量所述顶杆的轴向位移。

依据上述结构，通过倾斜布置的移动副，可以把顶杆的轴向直线运动转换成测量部件的径向运动，从而，只要预定斜角α确定，就可以通过简单的三角函数换算，得出测量部件的径向位移量，进而，可以计算出测量部位的内径。

依据上述结构，显见的是工具头体需在具体选定点测量时处于被固定的状态，而顶杆则是被驱动的，这种使用状态的固定相对比较容易，通过刚性的支架伸入深孔就可以实现相应的固定，而顶杆则从工件的伸入端进行施力，实现比较容易。

上述测量装置，所述轴向定位部件为珩磨杆，该珩磨杆为管状体，管内用于安装驱动所述芯轴的部件。

上述测量装置，所述珩磨杆分为多个分段，邻接的一对分段端头至少一个设有液密封地导向于分段端部内管的芯堵及对应设置在分段内管内的用于芯堵复位的弹簧，分段的两个芯堵间的管内封装有液体；连接所述工具头的分段为第一分段，安装在第一分段连接工具头的端头的芯堵顶持在所述顶杆的驱动端。

上述测量装置，所述分段设有所述芯堵的部分内管管径大于封有液体的内管管径。

上述测量装置，所述芯轴为锥度芯轴，对应地，所述测量部件的向心端为匹配所述锥度芯轴侧面锥度的楔形部。

上述测量装置，所述锥度芯轴含有轴向串接的两个锥度部，相应地，所述测量部件的向心端含有两个楔形部，对应地，所述径向侧孔为沿工具头轴向延伸的条形孔。