專利名稱：鋁合金筒內孔的渦流式測微儀的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于計量技術領域內的鋁合金筒內孔的渦流式測微儀。
在工業加工中，例如飛機制造中，對鋁合金材料制成的作動筒、蓄壓器筒、壓力油缸等的內孔加工精度要求很高，而且完工后的內孔表面不允許有任何劃痕。對這類鋁合金材質內孔尺寸的測量檢查，目前采用的方法有三種1、用氣動塞規檢測；2、用座標測量機測量；3、精加工前用內徑量表控制尺寸，按經驗的精加工量留出余量，然后完成精加工，精加工后不再檢測。方法1由于塞規與被測孔間的測量間隙僅有幾十微米，因而測量操作困難，難免劃傷；方法2因受測頭測桿的限制，只能測取孔口尺寸，無法深入到深達1米的筒深部測量；方法3則不能確知完工后內孔的實際尺寸。
本實用新型的目的是設計一種在確保被測工件無劃傷的前提下，實現鋁合金筒內孔任一截面、任一徑向方向上內徑尺寸測量的測微儀。
本測微儀帶有一個測頭架〔6〕，測頭架〔6〕上裝有兩個測頭〔1〕和〔2〕，測頭〔1〕、〔2〕為非接觸式電渦流位移傳感器。當被測工件〔3〕與測頭〔1〕、〔2〕之間的距離改變時，傳感器測得的位移信號經測微儀的前置放大器〔17〕和〔18〕處理后，送到比例放大器〔19〕、〔20〕放大，再經加法器〔21〕相加后，由數字顯示表〔22〕將被測工件的孔徑偏差值數顯出來。
由于測微儀的測頭〔1〕和〔2〕外部套有伸出測頭〔1〕和〔2〕外的橡膠保護套〔4〕、〔5〕，可保證在測量操作過程中工件的內孔表面不被劃傷，并可保護測頭免遭處理不慎而損傷。測量工件時，將工件平放，測頭架〔6〕靠導柱〔7〕、〔8〕引導至被測孔內，導柱用柔軟光滑的聚四氟乙烯塑料制成，即使不涂潤滑油，也不會劃傷被測內孔的表面。測頭架〔6〕為正弦尺形，兩尺寸相同的導柱〔7〕、〔8〕對稱布置于兩測頭〔1〕和〔2〕連接的兩側，以保持兩測頭〔1〕和〔2〕處于被測工件〔3〕的直徑上。測量時，停止推動測頭架，測量瞄準立即完成，因而操作簡便、測量迅速。
本實用新型按照相同比較原則，用兩點法實現鋁合金筒內孔的測量。測頭的零位調整方法有兩種1、用標準件調整。將測頭〔6〕置入材料與被測工件相同，孔徑尺寸已知(可用氣動塞規、座標測量機等方法測得)的筒形標準件的內孔，調整螺母〔9〕、〔10〕、〔11〕、〔12〕進行測頭零位調整，亦可用已知的一小段工件來完成上述工作。2、用零位調整標準具調整。將材料與被測工件〔3〕相同的渦流板〔13〕、〔14〕貼于組合好的量塊組〔15〕的兩端，用橡皮筋〔16〕捆緊，構成內尺寸標準具，將測頭架〔6〕置入，調整螺母〔9〕、〔10〕、〔11〕、〔12〕進行測頭零位調整。
本測微儀為大間隙非接觸測量，其優點是在測量中確保工件不被劃傷，測量操作簡便，不受油液影響，適于直徑大于80毫米內孔的測量，測量分辨率為1微米。它不僅適于鋁合金筒內孔的測量，亦適合于各種軟金屬及合金制件內孔的測量，變化測頭的安裝方式，亦可作為通用測微儀使用。
以下結合附圖
對本實用新型做進一步的說明圖一為本測微儀測頭架的結構示意圖圖二為本測微儀零位調整的標準具示意圖圖三為本測微儀的電路方框圖圖四為本測微儀信號處理電路圖圖五為本測微儀調零電路圖其中，圖一中的〔1〕、〔2〕為測頭，〔3〕為被測工件，〔4〕、〔5〕為測頭保護套，〔6〕為測頭架，〔7〕、〔8〕為導柱，〔9〕、〔10〕、〔11〕、〔12〕為零位調整螺母，圖二中的〔13〕、〔14〕為渦流板，〔15〕為量塊組，〔16〕為橡皮筋，圖三中的〔17〕、〔18〕為前置放大器，〔19〕、〔20〕為比例放大器，〔21〕為加法器，〔22〕為數字顯示表，〔23〕為調零電路。
本測微儀的測頭〔1〕、〔2〕選用WD－30型電渦流位移傳感器，供電電源為直流±12伏，電源穩定度每小時1毫伏，測頭〔1〕、〔2〕經零位調整螺母〔9〕、〔10〕、〔11〕、〔12〕以螺紋連接方式裝置在測頭架〔6〕上，其非接觸初始工作間隙為3毫米，以便在測量時，測頭〔1〕、〔2〕分別與被測工件〔3〕內表面的工作間隙為3毫米，雙側間隙和為6毫米。WD－30型傳感器的線性工作范圍在±250微米，輸出信號強度每微米1毫伏，線性誤差在±250微米，線性工作范圍內小于±1微米。兩導柱〔7〕、〔8〕相對兩測頭連線對稱布置，對稱度要求為0.02毫米，導柱軸線與兩測頭〔1〕、〔2〕連線間的垂直度要求為0.02毫米。兩導柱〔7〕、〔8〕呈圓柱體，圓柱度公差0.01毫米，選用柔性材料(如聚四氟乙烯塑料)制成，表面粗糙度小于0.20微米。調整螺母〔9〕、〔10〕、〔11〕、〔12〕用膠木、尼龍或硬塑料制成，尺寸為M10×1－7G。
本測微儀的前置放大器〔17〕、〔18〕，比例放大器〔19〕、〔20〕，加法器〔21〕均選用型號為OP－07的運算放大器，其溫漂每度(℃)為0.2毫伏，時漂每日0.2毫伏。前置放大器〔17〕、〔18〕與其它電路之間有屏蔽，這樣既可以保證測微儀的結構緊湊，又能有效地抑制由其它電路的影響而造成的傳感器輸出的漂移，數字顯示表〔22〕采用三位半數顯。調零電路〔23〕是將經過實驗確定的輸出漂移電壓有選擇地引入到電路〔17〕、〔18〕、〔19〕中三只運算放大器的某一只的反相輸入端，使得加法器〔21〕輸出的漂移得到補償。大的漂移總是發生在電路剛進入通電工作的初期，這一措施可保證測微儀開機后能立即投入測量工作。本測微儀的設計要求是分辨率1微米，精度±6微米，穩定性每小時2微米。實際測試指標達到分辨率0.5微米，精度±3微米。
本測微儀已用于飛機鋁合金作動筒內孔的測量。被測內孔為φ114毫米，公差為＋0.087毫米，表面光潔度為0.20微米，孔長1000毫米，材料為LD－5鍛鋁。測微儀不僅可測出孔的任一截面內任一徑向方向上的直徑，而且可得知任一截面內直徑的變化量以及在孔的全長上直徑的變化量。
權利要求1.一種屬于計量技術領域內的鋁合金筒內孔的渦流式測微儀，它由測頭架和信號處理電路組成，其特征在于a、測頭架[6]上裝有兩只WD-30型電渦流位移傳感器[1]和[2]，測頭外部套有測頭保護套[4]、[5]，測頭[1]、[2]經零位調整螺母[9]、[10]、[11]、[12]以螺紋連接方式裝置在測頭架[6]上，兩尺寸相同的導柱[7]、[8]對稱布置于兩測頭連線的兩側，與測頭架[6]成正弦尺形結構；b信號處理電路由前置放大器[17]、[18]，比例放大器[19]、[20]，加法器[21]，數顯表[22]組成。
2.如權利要求1所述的渦流式測微儀，其特征在于測頭〔1〕和〔2〕與被測工件〔3〕之間的工作間隙大至3毫米；測頭保護套〔4〕、〔5〕由橡膠制成，且伸出測頭外。
3.如權利要求1所述的渦流式測微儀，其特征在于導柱〔7〕、〔8〕用柔性材料，例如聚四氟乙烯塑料制成。
4.如權利要求1所述的渦流式測微儀，其特征在于前置放大器〔17〕、〔18〕，比例放大器〔19〕、〔20〕，加法器〔21〕均選用OP－07型號的低溫漂運算放大器。
專利摘要一種屬于計量技術領域內的鋁合金筒內孔的渦流式測微儀。其特征在于測頭架上裝有兩只WD—30型電渦流位移傳感器測頭，測頭外部套有測頭保護套，測頭經零位調整螺母以螺紋連接方式裝置在測頭架上，用柔性材料制成的兩尺寸相同的導柱與兩測頭連接成對稱布置。本測微儀為大間隙非接觸測量，其優點是測量中確保工件不被劃傷，測量操作簡便，適于直徑大于80毫米的內孔工件的測量，測量分辨率為1微米。
文檔編號G01B3/18GK2052890SQ89213619
公開日1990年2月14日 申請日期1989年6月29日 優先權日1989年6月29日
發明者崔東印, 董樹信, 章建洪, 張寶驤 申請人:西安交通大學, 西安飛機制造公司