專(zhuān)利名稱(chēng):鉗工快速精密鉆孔儀的制作方法
本實(shí)用新型涉及鉆孔設(shè)備。
目前鉗工鉆孔首先是利用手工劃線，打樣沖眼，然后用臺(tái)鉆、立鉆等鉆孔設(shè)備進(jìn)行鉆孔。由于用手控制位置精度，因此孔距精度低，一般孔距精度為±0.2mm左右，若孔距誤差要求小于±0.06mm，只能用座標(biāo)鏜床加工。
本實(shí)用新型的目的是為鉗工獲得一種不用座標(biāo)鏜床而仍然利用普通臺(tái)鉆、立鉆等低精度設(shè)備就能快速、精密鉆孔的低造價(jià)設(shè)備。
本實(shí)用新型主要有游標(biāo)卡尺型的X、Y座標(biāo)系統(tǒng)和對(duì)鉆頭進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)的中心位置識(shí)別顯示系統(tǒng)組成。
游標(biāo)卡尺型的X、Y座標(biāo)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)附圖1，它由X主尺(4)和可相對(duì)X主尺(4)移動(dòng)的X游尺(3)、以及Y主尺(1)和可相對(duì)于Y主尺(1)移動(dòng)的Y游尺(5)組成。X游尺(3)與Y游尺(5)用螺釘連接，X主尺(4)與Y主尺(1)相互垂直，X主尺微調(diào)機(jī)構(gòu)(2)與Y主尺微調(diào)機(jī)構(gòu)(6)作X方向與Y方向位移微調(diào)用。當(dāng)X游尺和Y主尺移動(dòng)時(shí)，其移動(dòng)距離可從主尺與游尺的刻度值讀出，讀出方法和游標(biāo)卡尺相同。
中心位置識(shí)別顯示系統(tǒng)由檢測(cè)頭、識(shí)別顯示器、電源盒三部份組成。
本機(jī)總裝示意圖見(jiàn)附圖4，座標(biāo)系統(tǒng)X主尺(4)的兩端分別固定在聯(lián)接件(21)兩側(cè)的上平面，識(shí)別顯示器(19)和電源盒(22)分別固定在聯(lián)接件(21)兩側(cè)，檢測(cè)頭(20)按裝在Y主尺(1)的端部。
中心位置識(shí)別顯示系統(tǒng)電原理圖見(jiàn)附圖5，它由采樣電路、差分放大電路、窗口電壓比較器、位置顯示電路和電源組成。其中采樣電路按裝在檢測(cè)頭(20)里，電源按裝在電源盒(22)里，其余部份按裝在識(shí)別顯示器(19)里。
按裝在檢測(cè)頭(20)里面的采樣電路由發(fā)光管F1、F2、F3、F4、光敏管T1、T2、T3、T4以及電阻R1、R2、R3、R4、R25、R26、R27、R28、電位器WX、WY、電容C1、C2、C3、C4組成。
檢測(cè)頭結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)附圖2，防塵罩(7)在不鉆孔時(shí)作防塵用，鉆孔時(shí)取下，它與中心架(8)作間隙配合，中心架裝有光敏管和發(fā)光管，采樣電路電子元件焊接在印制線路板(10)上，蓋(9)作防護(hù)用。
光敏管和發(fā)光管在中心架(8)上的安裝示意圖見(jiàn)附圖3，發(fā)光管F1(11)、F2(12)、光敏管T1(18)、T2(17)對(duì)稱(chēng)按裝在檢測(cè)頭的Y方向，發(fā)光管F3(13)、F4(14)、光敏管T3(15)、T4(16)對(duì)稱(chēng)按裝在檢測(cè)頭的X方向。
當(dāng)接通電源，發(fā)光管F1、F2、F3、F4發(fā)出光束，分別由光敏管T1、T2、T3、T4接收而變?yōu)殡娦盘?hào)(電壓)輸出。一般說(shuō)，同一方向的二只光敏管由于溫度漂移等原因輸出電壓是不等的，為此轉(zhuǎn)動(dòng)手控式溫度漂移調(diào)節(jié)電位器WX、WY，使同一方向的二只光敏管輸出電壓相等。
當(dāng)直徑為φ7的中心鉆插入檢測(cè)頭中心架內(nèi)孔時(shí)，往往同一方向的二只光敏管輸出的電壓不等，于是微微移動(dòng)鉆頭位置，使X方向和Y方向的二只光敏管輸出電壓分別相等，此時(shí)測(cè)出中心鉆軸心線與檢測(cè)頭邊緣基準(zhǔn)面距離X0和Y0，X0、Y0稱(chēng)為該檢測(cè)頭的檢測(cè)點(diǎn)座標(biāo)，此座標(biāo)值應(yīng)在出廠前測(cè)定並標(biāo)注在檢測(cè)頭上。
在實(shí)際鉆孔時(shí)，當(dāng)直徑為φ7的中心鉆插入檢測(cè)頭中心架內(nèi)孔時(shí)，鉆頭軸心線往往偏離其檢測(cè)點(diǎn)，使同一方向的二只光敏管輸出電壓不等，例如，鉆頭偏離檢測(cè)點(diǎn)向上時(shí)，上面光束就被鉆頭擋住得多一點(diǎn)，而下面光束被鉆頭擋住得少一點(diǎn)，于是上面光敏管輸出的電壓小于下面光敏管輸出的電壓，二者就有差值電壓輸出，設(shè)為正差值電壓，反之，鉆頭向下偏離時(shí)，輸出負(fù)差值電壓。同理，當(dāng)鉆頭在左右方向偏離檢測(cè)點(diǎn)時(shí)，也有差值電壓輸出。差值電壓的大小反映了鉆頭軸心線偏離檢測(cè)點(diǎn)的程度，差值電壓的符號(hào)反映了鉆頭偏離檢測(cè)點(diǎn)的方向，因此檢測(cè)差值電壓的大小與極性即可知道鉆頭偏離檢測(cè)點(diǎn)的大小與方向。
由于普通臺(tái)鉆、立鉆等低精度鉆孔設(shè)備迥轉(zhuǎn)精度低，因此在鉆頭靜態(tài)情況下進(jìn)行位置檢測(cè)就會(huì)產(chǎn)生很大誤差，為此本設(shè)備采取動(dòng)態(tài)檢測(cè)的方法，即在鉆頭旋轉(zhuǎn)情況下對(duì)鉆頭迥轉(zhuǎn)軸心線位置予以檢測(cè)。電解電容C1、C2、C3、C4就是為信號(hào)電壓濾除由于鉆頭徑向跳動(dòng)而引起的交流信號(hào)，使輸出差值電壓僅是反映旋轉(zhuǎn)軸心線位置的直流信號(hào)。
由于檢測(cè)頭輸出的差值信號(hào)較小，故送入識(shí)別顯示器的差動(dòng)放大電路進(jìn)行放大。
R5、R6、R7、R8、R9、R10與運(yùn)算放大器G1組成X方向檢測(cè)信號(hào)的差動(dòng)放大電路，其中R5＝R6，R7＝R8，改變R10即可改變放大器的增益。
同理，R15、R16、R17、R18、R19、R20與運(yùn)算放大器G4組成Y方向檢測(cè)信號(hào)的差動(dòng)放大電路，同樣，R15＝R16，R17＝R18，改變R20即可改變放大器的增益。
R11、R12、R13、R14與運(yùn)算放大器G2、G3組成檢測(cè)X方向信號(hào)電壓的窗口電壓比較器，窗口范圍由開(kāi)關(guān)KA、KB予以選擇，其中KA為正窗口電壓選擇開(kāi)關(guān)，KB為負(fù)窗口電壓選擇開(kāi)關(guān)；同樣，R21、R22、R23、R24與運(yùn)算放大器G5、G6組成檢測(cè)Y方向信號(hào)電壓的窗口電壓比較器。
當(dāng)檢測(cè)信號(hào)在窗口電壓范圍之內(nèi)時(shí)，各運(yùn)算放大器均輸出負(fù)極限值電壓，而檢測(cè)信號(hào)超出窗口電壓范圍向某一個(gè)方向偏離時(shí)，即有一個(gè)相應(yīng)的運(yùn)算放大器輸出正極限值，因此，由輸出電壓的極性即可判斷檢測(cè)信號(hào)是否落在窗口范圍之內(nèi)，如果不是，即可知道其偏離方向。
窗口的大小與檢測(cè)精度有直接的關(guān)系，窗口越小，檢測(cè)精度越高，反之，檢測(cè)精度越低。開(kāi)關(guān)KA、KB即為檢測(cè)精度選擇開(kāi)關(guān)。
圖5中四只反相器(24)、(25)、(26)、(27)、四輸入端與非門(mén)(28)、四只紅色發(fā)光二極管L1、L2、L3、L4、綠色發(fā)光二極管L5以及電阻R29、R30、R31、R32、R33組成位置顯示電路。並由分別按裝在上、下、左、右四個(gè)方位的紅色發(fā)光二極管L1、L2、L3、L4和按裝在中間的綠色發(fā)光二極管L5組成指示燈方位顯示。當(dāng)鉆頭在x、y兩個(gè)方向均已落在檢測(cè)頭所允許的誤差范圍之內(nèi)時(shí)，位置顯示屏中間綠色發(fā)光二極管亮，否則，旁邊的紅色發(fā)光二極管亮，由哪一個(gè)方位紅燈亮，即告知鉆頭朝該方向偏離。
圖5中(23)為穩(wěn)壓電源(包括整流電路)，輸出±15V兩組電源，其中－15V電源又經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓管D(本機(jī)用2CW12)輸出約－5V的電源。
當(dāng)用本機(jī)實(shí)際鉆孔時(shí)，首先用平口鉗把待鉆孔工件和聯(lián)接件同時(shí)夾緊，放在鉆床工作臺(tái)面上，把外徑為φ7的B型中心鉆或A型中心鉆裝夾在鉆床的鉆夾頭上，然后按下列程序操作(1)、打開(kāi)本機(jī)電源開(kāi)關(guān)，預(yù)熱10分鐘，轉(zhuǎn)動(dòng)手控式溫度飄移調(diào)節(jié)電位器WX、Wy，使顯示屏綠燈亮。
(2)、根據(jù)檢測(cè)頭上標(biāo)注的檢測(cè)點(diǎn)座標(biāo)X0、Y0數(shù)值，移動(dòng)X游尺和X主尺，使檢測(cè)頭移到工件第一個(gè)待加工孔的位置。
(3)、打開(kāi)鉆床電源，並使中心鉆插入檢測(cè)頭內(nèi)孔，並微微移動(dòng)工件，使顯示屏綠燈亮。
(4)、移開(kāi)檢測(cè)頭，用中心鉆點(diǎn)盲孔。
(5)、然后再移動(dòng)X游尺和Y主尺使檢測(cè)頭移到第二個(gè)待加工孔位置，鉆第二個(gè)盲孔、第三個(gè)盲孔……直至鉆完最后一個(gè)盲孔。
(6)、取下工件，再按孔徑要求進(jìn)行擴(kuò)孔、鉸孔。
本設(shè)置最佳實(shí)施方案是X主尺與Y主尺的基準(zhǔn)面直線度允差應(yīng)小于0.006mm，X主尺截面尺寸應(yīng)大于30×5mm2，Y主尺截面尺寸應(yīng)大于20×5mm2，R1＝R2，R3＝R4，阻值精度應(yīng)不低于1％，R5、R6、R7、R8、R15、R16、R17、R18阻值精度應(yīng)不低于1％，R11＝R12＝R13＝R14＝R21＝R22＝R23＝R24其值取5KΩ，電解電容C1＝C2＝C3＝C4，取100μF，光敏管T1、T2、T3、T4、選用3DU4，發(fā)光管F1、F2、F3、F4選用BT401，運(yùn)算放大器選用F007，穩(wěn)壓電源±15V用三端固定集成穩(wěn)壓器組成，本機(jī)選用W78L15和W79L15。
采用本設(shè)備鉆孔與目前鉗工劃線鉆孔相比具有孔距精度高和鉆孔效率高的特點(diǎn)。目前鉗工劃線、鉆孔孔距精度一般只有±0.2mm，而使用本機(jī)鉆孔孔距誤差一般為±0.04mm，最大不超過(guò)±0.06mm，並且在同等孔距精度條件下，比目前鉗工劃線鉆孔工效可提高5至10倍。
權(quán)利要求
1.一種鉗工快速精密鉆孔儀，其特征在于該鉆孔儀采用具有X主尺(4)和可相對(duì)X主尺(4)移動(dòng)的X游尺(3)、以及Y主尺(1)和可相對(duì)于Y主尺(1)移動(dòng)的Y游尺(5)、X游尺與Y游尺用螺釘連接、X主尺與Y主尺相互垂直的游標(biāo)卡尺型座標(biāo)系統(tǒng)和由檢測(cè)頭(20)、識(shí)別顯示器(19)、電源盒(22)三部份組成的對(duì)鉆頭進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)的中心位置識(shí)別顯示系統(tǒng)組成，座標(biāo)系統(tǒng)X主尺(4)的兩端分別固定在聯(lián)接件(21)兩側(cè)的上平面，識(shí)別顯示器(19)和電源盒(22)分別固定在聯(lián)接件(21)二側(cè)，檢測(cè)頭(20)按裝在Y主尺(1)的端部。
2.根據(jù)權(quán)利要求
第1項(xiàng)所述鉆孔儀，其特征在于所說(shuō)的檢測(cè)頭(20)其采樣電路由發(fā)光管F1、F2、F3、F4、光敏管T1、T2、T3、T4以及電阻R1、R2、R3、R4、R25、R26、R27、R28、電位器WX、WY、電容C1、C2、C3、C4組成，發(fā)光管F1(11)、F2(12)、光敏管T1(18)、T2(17)對(duì)稱(chēng)按裝在檢測(cè)頭的Y方向，發(fā)光管F3(13)、F4(14)、光敏管T3(15)、T4(16)對(duì)稱(chēng)按裝在檢測(cè)頭的X方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求
第1項(xiàng)所述鉆孔儀，其特征在于所說(shuō)的識(shí)別顯示器(19)由按裝在上、下、左、右四個(gè)方位的紅色發(fā)光二極管L1、L2、L3、L4和按裝在中間的綠色發(fā)光二極管L5組成指示燈方位顯示。
專(zhuān)利摘要
鉗工快速精密鉆孔儀系鉗工鉆孔設(shè)備，為鉗工快速精密鉆孔提供了一種普及型低造價(jià)設(shè)備。目前鉗工一般用劃線、打樣沖眼方法鉆孔，精度差、工效低。本設(shè)備裝有對(duì)鉆頭能動(dòng)態(tài)檢測(cè)的中心位置識(shí)別顯示系統(tǒng)，所以用本設(shè)備鉆孔只需配用普通臺(tái)鉆等低精度設(shè)備就可以精密鉆孔，孔距誤差一般為±0.04mm，最大不超過(guò)±0.06mm，適用于鉆模板、小型箱體的精密加工，在同等精度下，比目前鉗工鉆孔工效可提高5至10倍。
文檔編號(hào)G01B21/24GK86202316SQ86202316
公開(kāi)日1987年4月22日 申請(qǐng)日期1986年4月12日
發(fā)明者付秋水 申請(qǐng)人:付秋水導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan