[发明专利]特种细长管内膛螺旋线直线度误差检测装置测头

说明书

技术领域

本发明涉及几何量计量领域，特别涉及一种用于检测特种细长管内膛螺旋线直线度误差的检测装置的测头。

背景技术

直线度测量是几何量计量领域里一个最基本的项目，它是平面度、平行度、垂直度、同轴度等几何测量的基础。直线度在生产使用中受到高度重视，同时也是机械制造业中非常重要的内容。

目前，国内对特种细长管的螺旋线直线度误差的检测一直都是使用直线度量规进行检测。按特种细长管内膛的直径公差范围进行分组，制造不同的直径的直线度量规，通过操作量规能或者不能通过特种细长管内膛来判断其直线度是否合格。这是一种定性检测方式，不能以定量的方式给出特种细长管螺旋线的直线度误差、螺旋线的实际轮廓等参数，对特种细长管的工艺制造与检修造成了很大的困难。对于直线度量规能顺利通过但实际精度依然很差的特种细长管更是无从分析其原因。

国外学者Mark Bundy等人利用激光源与光电二极管等器件完成了对口径Ф20mm的特种细长管直线度的检测，但是他们是对特种细长管所有膛线所形成的圆柱体的中心轴线的直线度进行检测，并没有对单根内膛螺旋线的直线度还是无法检测，这种测量对指导特种细长管内膛螺旋线的加工工艺并未起到定量描述的作用。

发明内容

针对现有技术中，利用激光源与光电二极管等器件只能对特种细长管所有膛线所形成的圆柱体的中心轴线的直线度进行检测，不能对单根内膛螺旋线的直线度进行检测，并且对特种细长管内膛螺旋线的加工工艺不能起到定量描述的技术问题，本发明的目的是提供一种用于检测特种细长管单根螺旋线直线度误差的检测装置测头，该检测装置测头利用定心装置自身中心轴线去反映特种细长管内膛螺旋线中心轴线的实际走向，以完成对每根螺旋线中心轴线的直线度误差检测。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

特种细长管内膛螺旋线直线度误差检测装置测头，包括定心装置和与定心装置一端铰接的定心连接块；所述定心装置包括主体和设置在主体上的导向杆、两个固定测头、两个动测头以及反射镜；所述导向杆与特种细长管的螺旋线凹槽配合设置，防止固定测头在运动过程中脱离螺旋线表面；所述两个固定测头在主体的轴线方向上间隔一定距离，并且具有一定的夹角；所述两个动测头设置在主体上与两个固定测头基本相对的位置；所述射镜设置在主体的端面上；所述定心连接块上设置有螺旋线，螺旋线的起始角度与导向杆对应，以保证导向杆进入特种细长管的螺旋线凹槽后，定心连接块能进入特种细长管的内膛；螺旋线的宽度小于被测螺旋线凹槽的宽度。

优选的，所述定心装置通过定位销与定心连接块铰接，主体能够在垂直于定位销的方向上自由转动。

优选的，所述主体上设置有两个半球形凹槽，固定测头通过强力胶水粘贴在半球形凹槽内。

优选的，所述主体上设置有两个安装孔，安装孔内设置有弹簧，动测头通过止头螺钉设置在安装孔内。

优选的，所述两个固定测头在主体的轴线方向上间隔的距离L为10mm，被测螺旋线的导程为S，所述两个固定测头之间的夹角θ=L/S×360°。

优选的，所述定心连接块上螺旋线的宽度为被测螺旋线凹槽宽度的三分之二。

优选的，所述定心连接块的外径尺寸与特种细长管的内膛螺旋线的直径尺寸一致。

优选的，所述导向杆设置在主体的中间位置。

优选的，所述反射镜通过光学胶粘贴在主体的端面上。

优选的，所述固定测头为Φ2mm的钢球。

本发明的有益技术效果：

1.定心装置能实时跟踪特种细长管内膛单根螺旋线，反映螺旋线中心轴线的走向。定心装置在驱动力的作用下沿着螺旋线轨迹平稳运动，其偏转角度能实时地反映单根螺旋线中心轴线的走向。通过光电自准直仪对安装在定心装置前端的反射镜的两个方向倾角的测量能够计算出定心装置中线轴线与测量光束的夹角。采用自准直仪法获取每个测量跨距内定心装置中心轴线与测量光束的夹角变化，计算出其中心轴线首尾两点在垂直于测量光束方向上的距离，并通过测量点描绘出螺旋线中心的位置，以实现特种细长管单根螺旋线的直线度检测以及定量描述。

2.定心连接块具有导向功能，在定心连接块的表面加工出螺旋线，使其与特种细长管内膛螺旋线凹槽配合，使定心装置的动测头与定测头更准确地沿着特种细长管螺旋线运动，以避免动测头与定测头偏离螺旋线运动而造成定心装置不能跟踪螺旋线，并保证定心装置的稳定性与平稳性。同时，定心连接块与特种细长管内膛配合能够减小连杆自重产生的误差影响。