深孔直線度誤差檢測模型與方法的理論研究.pdf

1、深孔加工過程復(fù)雜,經(jīng)常出現(xiàn)刀具走偏現(xiàn)象,導(dǎo)致產(chǎn)品軸線產(chǎn)生偏差,其“長度大、孔徑小”的特點(diǎn)也使全面直接檢測深孔軸線直線度誤差成為全國性技術(shù)難題。傳統(tǒng)檢測方法大都具有檢測精度低、易受場地限制或使用成本高的缺點(diǎn),無法滿足航空航天、汽車發(fā)動機(jī)制造等行業(yè)對深孔產(chǎn)品的高精要求。為此,本文對深孔軸線直線度誤差全面直接檢測技術(shù)展開了研究。
　　本文先從加工方式、導(dǎo)向套裝配、導(dǎo)向套-鉆頭配合間隙等方面分析了深孔加工軸線出現(xiàn)偏差的機(jī)理,說明控制深孔加

2、工過程的復(fù)雜性及孔軸線出現(xiàn)偏差的必然性。然后,在常用深孔軸線直線度誤差檢測模型基礎(chǔ)上,根據(jù)微分幾何知識,通過引入曲線標(biāo)架,運(yùn)動地分析了曲線特性,得出一種基于“孔軸線微元向量”的新型深孔直線度誤差檢測模型及其表達(dá)式,論證了深孔軸線實(shí)際要素與理想要素之間存在的相交、平行或者異面三種關(guān)系,其中,微轉(zhuǎn)動量的引入彌補(bǔ)了傳統(tǒng)模型僅考慮實(shí)際要素上任意測點(diǎn)對理想要素微平移量的不足之處,使直線度誤差檢測更為全面。最后,本文研究了基于上述兩種模型的不同檢測

3、方法,設(shè)計(jì)了相應(yīng)檢測結(jié)構(gòu),分別對其檢測微平移量或微轉(zhuǎn)動量的原理及算法進(jìn)行了論證分析,通過將兩種結(jié)構(gòu)簡化模型進(jìn)行拆解研究了其結(jié)構(gòu)的振動特性與自適應(yīng)性,結(jié)合 Matlab軟件直觀得出了孔內(nèi)壁起伏振動變化對檢測系統(tǒng)核心部件的位移響應(yīng)曲線,表明孔內(nèi)壁起伏變化對兩種檢測系統(tǒng)影響分別處于-0.1mm~0.1mm和(0~6)×10-5mm范圍內(nèi),影響均很小且后者比前者檢測更穩(wěn)定可靠。由于采用了平行光源、四象限探測器、激光探頭或光柵角度傳感器等光電器件