專利名稱：有檢測功能深孔擴孔用移動式陰極及儀表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在加工炮管中使用的有檢測功能的深孔擴孔用移動式陰極及儀表。
在用移動式陰極對炮管進行擴孔電解加工時，為提高炮管的加工精度，有關(guān)部門一直在進行研究，其中較多的是研究炮管陽極的溶解過程。近年來有電解液流場對加工精度的影響、實時檢測和采用微處理機對電解加工過程進行自適應(yīng)控制等。由于炮管加工時電解電流達幾千安培，加上電解液等干擾因素影響了實時檢測的準(zhǔn)確性；電解加工模型的非線性和時變性制約了自適應(yīng)控制技術(shù)的發(fā)展，這些均阻礙了炮管加工精度的提高。
本發(fā)明的目的是解決在用移動式陰極對炮管進行擴孔的加工過程中實時準(zhǔn)確測量炮管孔內(nèi)徑的問題。準(zhǔn)確的實時測量并顯示出炮管孔尺寸后，利用機床的電氣控制系統(tǒng)可直接組成簡易的操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)提高炮管的加工精度。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，在深孔擴孔用移動式陰極的陰極錐體和后引導(dǎo)之間安裝由一個電渦流測頭及一對輔助機械機構(gòu)組成的檢測裝置，測頭變換電路用雙層金屬板屏蔽后封裝在塑料殼內(nèi)密封固定在陰極后引導(dǎo)一側(cè)，再用5--10m導(dǎo)線連接加雙屏蔽的測試儀表。由于測試儀表實時顯示在加工過程中炮管孔的直徑，操作者根據(jù)工藝參數(shù)計算后即可通過控制機床的電氣控制系統(tǒng)而組成簡易的操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)提高加工精度。該系統(tǒng)的調(diào)節(jié)參數(shù)不是通過計算機計算而是操作者本身根據(jù)工藝參數(shù)計算進行的原因是，根據(jù)數(shù)控機械設(shè)備是由數(shù)控裝置與伺服驅(qū)動系統(tǒng)的有機組合的一般特點，該發(fā)明僅實時對數(shù)控裝置提供加工中炮管孔直徑信號。
附

圖1是本發(fā)明的實施例。參看附圖1，當(dāng)對炮管(17)進行擴孔加工時，電解液經(jīng)接頭及入水孔(1)、出水孔(4)、炮管和陰極錐體(5)之間的間隙流過帶走電解產(chǎn)物，電解電流經(jīng)炮管、電解液和陰極錐體后形成回路。一對輔助機械機構(gòu)均由寶石測頭(9)、(22)、測量桿(8)、(23)、定位環(huán)(6)、(25)、橡膠保護片(10)、(21)和彈簧(7)、(24)組成。其裝配關(guān)系如下，寶石測頭(9)、(22)沾接在測量桿(8)、(23)頂部，沿定位環(huán)(6)、(25)軸線方向可自由移動，定位環(huán)(6)、(25)同陰極沾接。測量桿(8)、(23)上部密封橡膠保護片(10)、(21)，一是防止電解液流入檢測裝置，二是寶石測頭(9)、(22)可沿定位環(huán)(6)、(25)軸線移動。測量桿(8)底部接金屬片(11)，測量桿(23)底部同電渦流傳感器測頭(12)沾接。彈簧(7)、(24)置于定位環(huán)(6)、(25)和橡膠保護片(10)、(21)之間。由于前引導(dǎo)(2)、橡膠圈(3)和后引導(dǎo)(13)的定位，寶石測頭(9)、(22)通過彈簧(7)、(24)作用在炮管(17)的直徑方向上。金屬片(11)同電渦流測頭(12)之間的距離h為傳感器線性區(qū)中點，標(biāo)定為機械零點。對炮管進行擴孔加工時，由于陰極沿炮管軸線移動時同時轉(zhuǎn)動，h的變化量等于炮管孔直徑的變化量。電渦流測頭的變換電路(18)用雙層金屬板(15)、(16)內(nèi)、外屏蔽后封裝在塑料殼(14)內(nèi)密封固定在陰極后引導(dǎo)(13)一側(cè)，通過導(dǎo)線(19)、(20)同儀表連接。電渦流測頭變換電路(18)由正弦振蕩電路、諧振電路、隔離、交流放大、整流檢波、功放等組成。導(dǎo)線(20)雙層屏蔽，導(dǎo)線(19)單層屏蔽。屏蔽測頭變換電路(18)的雙層金屬板(15)、(16)同導(dǎo)線(20)內(nèi)外屏蔽連接，并連接在測試儀表內(nèi)、外屏蔽金屬板(29)、(30)上。測試儀表機殼(28)接地。為克服電源干擾，用蓄電池電源供電(33)，兩級穩(wěn)壓(34)。測試儀表內(nèi)、外屏蔽金屬板(29)、(30)之間用跟隨器連接，內(nèi)屏蔽接輸入，輸出接外屏蔽，以克服分布電容漏電流影響。測試儀表電路由電渦流傳感器組成的誤差補償(27)、模擬信號處理(32)和滿量程1.999的數(shù)字表頭(36)組成。設(shè)誤差補償電路(27)輸出為V′，則V′＝VO+ΔVT+ΔVE，測頭變換電路(18)輸出VO＝VO+ΔVTΔVE+ΔV(h)，其中ΔVT是溫度變化引起的誤差，ΔVE是電源電壓變化引起的誤差，ΔV(h)是金屬片(11)同測頭(12)之間距離h引起的電壓線性改變量，則VA＝VO-V′＝ΔV(h)。設(shè)炮管孔直徑為φD，用樣圈標(biāo)定機械零點，調(diào)節(jié)模擬信號處理電路(32)的調(diào)零電位器，使對應(yīng)φD的顯示尺寸為1.000；用微動標(biāo)定裝置標(biāo)定靈敏度，調(diào)節(jié)模擬信號處理電路(32)的調(diào)靈敏度電位器，標(biāo)定靈敏度為1mv/μm。在對炮管(17)進行擴孔加工時，若炮管孔直徑在±0.6mm范圍內(nèi)變化，該發(fā)明裝置可直接測出炮管孔的實際尺寸。
該發(fā)明實施例測量范圍±0.6mm，分辨力1μm，點漂≤1μm/4小時。改變電渦流測頭尺寸，可提高分辨力、減小測量范圍或減小分辨力、提高測量范圍。在對炮管進行擴孔加工時，陰極沿炮管軸線移動并轉(zhuǎn)動，儀表實時顯示炮管孔直徑尺寸。如加工3.5m炮管，φD＝36.8mm，儀表顯示1.018，則在該截面測量點上炮管孔直徑為36.8+0.018＝36.818(mm)。儀表模擬輸出VA為數(shù)控裝置提供炮管孔直徑尺寸信號。當(dāng)機床未進行數(shù)控改造前，操作者則可根據(jù)顯示的炮管孔直徑偏差，按工藝參數(shù)計算后調(diào)節(jié)機床的電氣控制系統(tǒng)，修正偏差，使電解加工精度提高2個公差等級。
權(quán)利要求
權(quán)力要求1，本發(fā)明的技術(shù)特征是在深孔擴孔用移動式陰極的陰極錐體和后引導(dǎo)之間安裝用一個電渦流測頭及一對輔助機械機構(gòu)組成的檢測裝置，測頭變換電路用雙層金屬板屏蔽后封裝在塑料殼內(nèi)密封固定在陰極后引導(dǎo)一側(cè)，再用5-10m導(dǎo)線連接加雙屏蔽的測試儀表。
權(quán)利要求2，根據(jù)權(quán)利要求1的一對輔助機械機構(gòu)由寶石測頭、測量桿、定位環(huán)、橡膠保護片和彈簧組成。其裝配關(guān)系如下，寶石測頭沾接在測量桿頂部，沿定位環(huán)軸線方向可自由移動，定位環(huán)同陰極沾接；測量桿上部密封橡膠保護片，一個測量桿下部接金屬片，另一個測量桿下部同電渦流測頭沾接；彈簧置于定位環(huán)和橡膠保護片之間；金屬片同電渦流測頭之間距離為h。
權(quán)利要求3，根據(jù)權(quán)利要求1的用5-10m導(dǎo)線連接加雙屏蔽的測試儀表是，屏蔽測頭變換電路的雙層金屬板同導(dǎo)線內(nèi)、外屏蔽連接，再連接在測試儀表內(nèi)、外屏蔽金屬板上；測試儀表內(nèi)外屏蔽金屬板之間用跟隨器連接。
全文摘要
有檢測功能深孔擴孔用移動式陰極及儀表在炮管加工中使用，解決了用移動式陰極對炮管擴孔中實時準(zhǔn)確測量炮管孔內(nèi)徑的問題。主要技術(shù)特征是在陰極錐體和后引導(dǎo)之間安裝一個電渦流測頭及一對輔助機械機構(gòu)組成的檢測裝置，測頭變換電路雙層屏蔽后封裝在塑料殼內(nèi)密封固定在陰極后引導(dǎo)一側(cè)，再用5－10m導(dǎo)線連接加雙層屏蔽的測試儀表。測量范圍±0.6mm，分辯力1μm，點漂≤1μm/4小時。
文檔編號G01B7/13GK1499168SQ02139509
公開日2004年5月26日 申請日期2002年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月11日
發(fā)明者許衛(wèi)星 申請人:西安工程科技學(xué)院