为了实现深孔加工过程中孔轴线偏斜的在线测量，采用超声波测厚方法，通过建立测量过程中的极坐标参数模型，推导出了间接测量中测量目标与实测数据之间的函数关系；通过 Grubbs准则剔除粗大误差，提出了一种孔轴线偏斜在线测量方法．通过实例验证，结果表明：该方法实现了深孔加工过程中轴线的走偏方向和走偏量的精确在线检测，测 量 误 差 为±0.01ｍｍ。
随着装备制造工艺的不断提高，深孔加工技术在机加工行业中得到广泛应用，由于新型材料的不断出现、深孔加工异形件的增多，深孔加工难度越来越大，同时对加工质量的要求也不断提高．在深孔加工质量要素当中，孔轴线的偏斜是检验被加工孔精度最重要的指标之一，也是最不稳定的质量要素［１］。孔轴线偏移即孔轴线的直线度误差，是 指 被加工孔的实际轴线与理论轴线的偏差．直线度误差是实际轴线与理想轴线之间的变动量，用于控制平面或空间直线的形状误差。直线度公差带的形状大致分为给定 平 面、给 定 方 向 和 任 意 方 向 这 三 种 情况，深孔直线度误差属于任意方向的直线度误差．由于深孔加工过程中存在着很多不利因素，如导向套间隙过大、钻杆刚度不足、工件材质不均、刀具结构上的不对称以及机床各部件装配中的同轴度误差等，会导致钻头的钻进方向会偏离工件轴线，引起孔轴张的偏斜［２］．目前，由于深孔加工的过程复杂，引起孔轴线偏移的因素多样，很难建立精确的数学模型。针对孔轴线的偏斜问题，大多数的加工都采用一定的方法进行减小或者校正，如采用提高切削系统的精度和刚度，及时更换有磨损间隙的导向套，对回转类工件采用先加工孔后以孔为基准加工外圆的工艺来消除孔轴线偏 斜［３－４］。这 些 方 法 尽管可减少孔轴线偏斜的程度，但不能完全解决孔轴线的偏斜问题。
深孔加工中，大部分孔的偏斜都是从钻头切入工件开始，由于刀具具有良好的自导向性，因而加工出的孔即使有较大直线度误差，自身仍保持着良好的直线性，因此这种偏斜是随着孔深的加大而不断加剧的。一般深孔实体钻削过程耗时较长，若能采用在线测量的方法对深孔加工过程进行实时监测，在加工出现偏斜趋势时能立即对加工系统进行调整和干预，就可避免偏斜量的超差，从而减少和消除由孔轴线偏斜而造成的废品率．大部分深孔零件大都具有长度大、孔径小的特点，孔内可用以直接检测深孔直线度的空间非常有限，因而直线度检测操作难度较大。目前，在实际生产中多使用直线度量规法和杠杆测量法，但检测自动化水平低，检测精度不高，易受到场地限制，通常用于较低精度的短孔零件直线度测量［５］．文献［６］采用气动量仪测量，将被测孔径尺寸的变化转化成气体流动压力的变化或流量的变化，其测量精度高，可用于非接触测量，测量力小，对易变形薄壁零件的测量特别有利，适用于大批量生产测量，量仪结构简单，对环境要求低，可实现自动检测。文献［７］采用校直望远镜测 量 法，该 方 法 有 结 构 简 单，操 作 方 便，成 本 低廉，应用范围广，瞄准精度高等特点，但只适合测量加工好的大通孔．文献［８］采用的激光准直法，具有瞄准方便，测量效率高，测量精度较高和容易实现自动化等优点．以上在生产中使用的深孔直线度测量方法，都是对已加工孔的直线度测量，无法在加工过程中实现在线测量，因而具有事后性，无法实现在深孔加工过程中的质量控制．超声波测壁厚法具有测量仪器体积小、结果稳定性好、测量速度快和精度高等 优 点，是较为先进实用的一种检测手段．其测量精度与所用仪器的分辨率有关，对零件的外圆加工表面质量要求高。对于工件不动刀具旋转并进给的加工过程来说，可以实现加工过程中的在线测量并能满足高精度测量的要求。文中采用超声波测厚方法，通过建立测量过程中的极坐标参数模型，导出了间接测量中测量目标与实测数据之间的函数关系，并采用最大误差限几何法对测量误差进 行 估 计，以期实现深孔轴线偏斜的在线精确测量。
易搜刀具网 最专业的数控刀具网站 提供极致用户体验，让刀具买卖更容易！ www.esitools.com
