本实用新型涉及镗孔领域，具体为一种镗孔质量检测装置。
背景技术：
镗孔是机械加工中一种常见的高精度加工圆柱孔的方式，镗孔加工质量的高低直接影响到轴承和轴的运行稳定性、可靠性和使用寿命。镗孔加工完成后，需对圆柱孔的圆度、圆柱度和粗糙度进行检测，而现有的圆度测量仪、圆柱度测量仪和粗糙度测量仪在进行内孔质量测量时，每次仅能测量其中的一项指标，且均存在使用麻烦、操作复杂的问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型提供了一种镗孔质量检测装置。此装置包括驱动轴、法兰盘、压盘、三个测量探头、一个陀螺仪和主机。其中驱动轴固定在镗床主轴夹具上，并可跟随主轴同步旋转和进给。法兰盘和压盘共同作用将测量探头夹在中间，并一起固定在驱动轴上。三个测量探头在跟随法兰盘和压盘共同伸入镗孔内腔，并在驱动轴的驱动下跟随镗床的主轴一同旋转和进给，同时按照固定频率对镗孔内腔表面进行测量，并将测量到的距离数据不断的传送给主机进行分析处理。陀螺仪布置在压盘的几何中心处，且其测量轴与压盘的轴心相垂直，用于检测所述测量探头跟随镗床主轴发生旋转时的角位移，并将角位移数据不断的传递给主机进行分析处理，以将测量探头测量到的距离数据转换为镗孔内腔表面采样点的实际坐标数据，同时还能调整主轴的旋转和进给方式以实现初始化测量探头的起始测量位置。
为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：
一种镗孔质量检测装置，包括：
驱动轴，呈圆筒状，其左端固定在镗床主轴的夹具上，其右端一体成型或焊接有一个同轴心的圆环状连接盘，用来驱动此装置沿着镗床主轴方向发生平移和绕着镗床主轴发生旋转；所述连接盘的内径与驱动轴的内径相同，其外径较驱动轴的外径大20～40mm；
法兰盘，呈圆环状，其内径与所述驱动轴的内径相同，其外径与镗孔的直径相适应，其左侧面与所述驱动轴的连接盘固定在一起；
压盘，呈圆盘状，其直径与所述法兰盘的外径相同，其左侧面通过螺栓与所述法兰盘的右侧面固定在一起；
测量探头，布置在所述法兰盘和压盘之间，用于精确测量其与镗孔内腔表面某一点的实际距离；
陀螺仪，固定在所述压盘左侧面的几何中心，用于检测所述测量探头跟随镗床主轴发生旋转时的角位移；和
主机，分别与镗床主轴的驱动电机和进给电机电性相连，用于控制主轴的旋转和进给方式和速度；所述主机还与测量探头电性相连，用于采集测量探头对镗孔内腔表面的测量数据，并对数据进行分析处理；所述主机还与陀螺仪电性相连，并采集陀螺仪的角位移数据，进而将某一时刻所述测量探头与镗孔内腔表面某一点的距离数据转换为该点的实际坐标数据，同时还能调整主轴的旋转和进给方式以实现初始化测量探头的起始测量位置。
进一步的，所述驱动轴还包括：
接线嘴，呈圆筒状，一体成型或焊接在所述驱动轴外侧面的中部，其轴心与驱动轴的轴心垂直，其内腔与驱动轴的内腔贯通；和
第一螺纹通孔，布置在所述连接盘上，数量为三个，其轴心均与连接盘的轴心相平行，且其轴心与连接盘轴心之间的距离均相同，同时任意两个所述第一螺纹通孔轴心之间的距离不全部相同；
进一步的，所述法兰盘还包括：
凸台，呈圆环状，其内径与所述驱动轴内径相同，其外径与所述连接盘的外径相同；所述凸台一体成型或焊接在所述法兰盘的左侧面上，且与法兰盘同轴心布置；
第一螺栓通孔，为柱形沉头孔，数量为三个，布置在所述法兰盘的右侧面，并贯穿所述凸台的左侧面，同时与所述第一螺纹通孔一一相对应；所述第一螺栓通孔的沉头孔和通孔的过渡面为45度锥形面；
第一沉头螺栓，为内六角螺栓，其螺栓头和螺栓杆之间的过渡面为45度锥形面，并与所述第一螺栓通孔配合在一起，用于将所述法兰盘固定在驱动轴的连接盘上；
第一凹槽，呈圆弧状，其弧度为170～180度，数量为三个，布置在所述法兰盘的右侧面上，其轴心均垂直于法兰盘的轴心，同时任意相邻两个第一凹槽轴心之间的夹角均为120度；和
第二螺纹通孔，布置在所述法兰盘上，数量为三个，其轴心均与法兰盘的轴心相平行，且其轴心与法兰盘轴心之间的距离均相同，同时任意两个所述第二螺纹通孔轴心之间的距离不全部相同。
进一步的，所述压盘还包括：
第二螺栓通孔，为柱形沉头孔，数量为三个，布置在所述压盘的右侧面，同时与所述第二螺纹通孔一一相对应；所述第二螺栓通孔的沉头孔和通孔的过渡面为45度锥形面；
第二沉头螺栓，为内六角螺栓，其螺栓头和螺栓杆之间的过渡面为45度锥形面，并与所述第二螺栓通孔配合在一起，用于将所述压盘固定在法兰盘上；
第二凹槽，呈圆弧状，其弧度为170～180度，数量为三个，布置在所述压盘的左侧面上，其轴心均垂直于压盘的轴心，同时与所述法兰盘上的第一凹槽一一对应；和
第三凹槽，呈圆筒状，其直径与所述驱动轴的内径相同，其深度为10～20mm，布置在所述压盘左侧面的几何中心，且其轴心与压盘轴心重合。
进一步的，所述测量探头为圆柱状的光谱共焦传感器，数量为三个，并分别布置在所述法兰盘的第一凹槽和压盘的第二凹槽共同形成的三个圆筒状凹腔内；三个测量探头的轴心均位于同一平面内，且均与所述法兰盘的轴心垂直；同时测量探头的测量端均不超出所述法兰盘的外圆周面。
进一步的，所述陀螺仪为单轴的微机电陀螺仪，数量为一个，布置在所述压盘第三凹槽的几何中心处，且其测量轴与压盘的轴心相垂直。
由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是：
一种镗孔质量检测装置包括驱动轴、法兰盘、压盘、三个测量探头、一个陀螺仪和主机。
其中驱动轴固定在镗床主轴夹具上，并可跟随主轴同步旋转和进给。
法兰盘和压盘共同作用将测量探头夹在中间，并一起固定在驱动轴上。
三个测量探头跟随法兰盘和压盘共同伸入镗孔内腔，并在驱动轴的驱动下跟随镗床的主轴一同旋转和进给，同时按照固定频率对镗孔内腔表面进行测量，并将测量到的距离数据不断的传送给主机进行分析处理。
陀螺仪布置在压盘的几何中心处，且其测量轴与压盘的轴心相垂直，用于检测测量探头跟随镗床主轴发生旋转时的角位移，并将角位移数据不断的传递给主机进行分析处理。主机将测量探头测量到的距离数据转换为镗孔内腔表面采样点的实际坐标数据，同时还能调整主轴的旋转和进给方式以实现初始化测量探头的起始测量位置。
使用时，首先将驱动轴固定在镗床主轴的夹具上，再通过主机控制镗床主轴进给电机运转，并将法兰盘、压盘、三个测量探头和陀螺仪推送至镗孔内腔。之后主机根据陀螺仪的角位移数据初始化测量探头的起始测量位置。主机再控制镗床主轴的驱动电机运转，使得主轴发生120度角位移的往复旋转运动，同时三个测量探头按照固定频率对镗孔内腔表面进行测量。当主轴完成一个往复旋转运动之后，主机停止驱动电机的运转，并再次控制进给电机按照预设的进给量推动本装置沿着镗孔的轴心方向发生平移。之后主机再次控制驱动电机带动本装置发生往复旋转运动，并由测量探头对镗孔内腔表面进行测量。
在每一个镗床主轴往复旋转运动的循环过程中，由于三个测量探头的夹角为120度，且取样频率相同，故可以均匀的对镗孔内腔表面的同一个截面圆进行全范围取样测量。在此过程中，主机结合三个测量探头的测量数据和陀螺仪的角位移，即可计算出各个采样点的实际坐标数据。当本装置在镗孔的轴向范围内完成多少个往复旋转运动的循环之后，即可由主机计算出镗孔内腔表面取样点的实际坐标数据，并由此计算不同取样点的半径公差，进而评价镗孔的圆度、圆柱度和粗糙度。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本装置自动化程度高，操作简单，且能同时准确检测镗孔的圆度、圆柱度和粗糙度的指标情况。
以上描述只是对技术方案的说明，而不是对技术方案的限定。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型立体结构示意图；
图2为本实用新型爆炸结构示意图；
图3为本实用新型驱动轴右视结构示意图；
图4为本实用新型图3中a-a处剖视结构示意图；
图5为本实用新型法兰盘右视结构示意图；
图6为本实用新型图5中b-b处剖视结构示意图；
图7为本实用新型第一沉头螺栓正视结构示意图；
图8为本实用新型压盘左视结构示意图；
图9为本实用新型图8中c-c处剖视结构示意图；
图10为本实用新型第二沉头螺栓正视结构示意图；
附图标记说明：
10-驱动轴，11-连接盘，111-第一螺纹通孔，12-接线嘴；20-法兰盘，21-凸台，22-第一螺栓通孔，23-第一沉头螺栓，24-第一凹槽，25-第二螺纹通孔；30-压盘，31-第二螺栓通孔，32-第二沉头螺栓，33-第二凹槽，34-第三凹槽；40-测量探头；50-陀螺仪。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。
本实用新型提供的一种镗孔质量检测装置，根据说明书附图1和2可知，一种镗孔质量检测装置包括：
驱动轴10，呈圆筒状，其左端固定在镗床主轴的夹具上，其右端一体成型或焊接有一个同轴心的圆环状连接盘11，用来驱动此装置沿着镗床主轴方向发生平移和绕着镗床主轴发生旋转；连接盘11的内径与驱动轴10的内径相同，其外径较驱动轴10的外径大20～40mm。
法兰盘20，呈圆环状，其内径与驱动轴10的内径相同，其外径与镗孔的直径相适应，其左侧面与驱动轴10的连接盘11固定在一起。
压盘30，呈圆盘状，其直径与法兰盘20的外径相同，其左侧面通过螺栓与法兰盘20的右侧面固定在一起。
测量探头40，布置在法兰盘20和压盘30之间，用于精确测量其与镗孔内腔表面某一点的实际距离。
陀螺仪50，固定在压盘30左侧面的几何中心，用于检测测量探头40跟随镗床主轴发生旋转时的角位移。
主机，分别与镗床主轴的驱动电机和进给电机电性相连，用于控制主轴的旋转和进给方式和速度；主机还与测量探头40电性相连，用于采集测量探头40对镗孔内腔表面的扫描数据，并对数据进行分析处理。主机还与陀螺仪50电性相连，并采集陀螺仪50的角位移数据，进而将某一时刻测量探头40与镗孔内腔表面某一点的距离数据转换为该点的实际坐标数据，同时还能调整主轴的旋转和进给方式以实现初始化测量探头40的起始测量位置。
作为一种实施例，结合图3和4所示，驱动轴10还包括：
接线嘴12，呈圆筒状，一体成型或焊接在驱动轴10外侧面的中部，其轴心与驱动轴10的轴心垂直，其内腔与驱动轴10的内腔贯通，用于将驱动轴10内腔中的测量探头40和陀螺仪50引线集中输送出来。
第一螺纹通孔111，布置在连接盘11上，数量为三个，其轴心均与连接盘11的轴心相平行，且其轴心与连接盘11轴心之间的距离均相同，同时任意两个第一螺纹通孔111轴心之间的距离不全部相同。第一螺纹通孔111采用不均匀式的布置方式，可以确保驱动轴10和法兰盘20总是以固定的位置进行连接，而不出现误差。
本实施例中，结合图2、5至7所示，法兰盘20还包括：
凸台21，呈圆环状，其内径与驱动轴10内径相同，其外径与连接盘11的外径相同；凸台21一体成型或焊接在法兰盘20的左侧面上，且与法兰盘20同轴心布置。
第一螺栓通孔22，为柱形沉头孔，数量为三个，布置在法兰盘20的右侧面，并贯穿凸台21的左侧面，同时与第一螺纹通孔111一一相对应；第一螺栓通孔22的沉头孔和通孔的过渡面为45度锥形面。
第一沉头螺栓23，为内六角螺栓，其螺栓头和螺栓杆之间的过渡面为45度锥形面，并与第一螺栓通孔22配合在一起，用于将法兰盘20固定在驱动轴10的连接盘11上。第一沉头螺栓23的45度锥形面和第一螺栓通孔22的45度锥形面在相互配合时，具有自动调心作用，能确保第一螺栓通孔22和驱动轴10的第一螺纹通孔111总是保持同心设置，从而提高组装的精度。
第一凹槽24，呈圆弧状，其弧度为170～180度，数量为三个，布置在法兰盘20的右侧面上，其轴心均垂直于法兰盘20的轴心，同时任意相邻两个第一凹槽24轴心之间的夹角均为120度。
第二螺纹通孔25，布置在法兰盘20上，数量为三个，其轴心均与法兰盘20的轴心相平行，且其轴心与法兰盘20轴心之间的距离均相同，同时任意两个第二螺纹通孔25轴心之间的距离不全部相同。第二螺纹通孔25采用不均匀式的布置方式，可以确保压盘30和法兰盘20总是以固定的位置进行连接，而不出现误差。
本实施例中，结合图2、8至10所示，压盘30还包括：
第二螺栓通孔31，为柱形沉头孔，数量为三个，布置在压盘30的右侧面，同时与第二螺纹通孔25一一相对应；第二螺栓通孔31的沉头孔和通孔的过渡面为45度锥形面。
第二沉头螺栓32，为内六角螺栓，其螺栓头和螺栓杆之间的过渡面为45度锥形面，并与第二螺栓通孔31配合在一起，用于将压盘30固定在法兰盘20上。第二沉头螺栓32的45度锥形面和第二螺栓通孔31的45度锥形面在相互配合时，具有自动调心作用，能确保第二螺栓通孔31和驱动轴10的第二螺纹通孔25总是保持同心设置，从而提高组装的精度。
第二凹槽33，呈圆弧状，其弧度为170～180度，数量为三个，布置在压盘30的左侧面上，其轴心均垂直于压盘30的轴心，同时与法兰盘20上的第一凹槽24一一对应。
第三凹槽34，呈圆筒状，其直径与驱动轴10的内径相同，其深度为10～20mm，布置在压盘30左侧面的几何中心，且其轴心与压盘30轴心重合。
本实施例中，结合图2所示，测量探头40为圆柱状的光谱共焦传感器，数量为三个，并分别布置在法兰盘20的第一凹槽24和压盘30的第二凹槽33共同形成的三个圆筒状凹腔内。三个测量探头40的轴心均位于同一平面内，且均与法兰盘20的轴心垂直，可以确保三个测量探头40在某一瞬间能同时测量镗孔内腔同一截面圆上的三个不同点的距离数据，且三个不同点间的弧度均为120度，从而确保取样点的均匀性。同时测量探头40的测量端均不超出法兰盘20的外圆周面，由法兰盘20和压盘30对测量探头40形成保护，以防外力对测量探头40造成损坏。
本实施例中，结合图2所示，陀螺仪50为单轴的微机电陀螺仪50，数量为一个，布置在压盘30第三凹槽34的几何中心处，且其测量轴与压盘30的轴心相垂直，使得陀螺仪50能准确感应到此装置旋转的角位移。
在使用时，首先将驱动轴10固定在镗床主轴的夹具上，再通过主机控制镗床主轴进给电机运转，并将法兰盘20、压盘30、三个测量探头40和陀螺仪50推送至镗孔内腔。之后主机根据陀螺仪50的角位移数据初始化测量探头40的起始测量位置。主机再控制镗床主轴的驱动电机运转，使得主轴发生120度角位移的往复旋转运动，同时三个测量探头40按照固定频率对镗孔内腔表面进行测量。当主轴完成一个往复旋转运动之后，主机停止驱动电机的运转，并再次控制进给电机按照预设的进给量推动本装置沿着镗孔的轴心方向发生平移。之后主机再次控制驱动电机带动本装置发生往复旋转运动，并由测量探头40对镗孔内腔表面进行测量。
在每一个镗床主轴往复旋转运动的循环过程中，由于三个测量探头40的夹角为120度，且取样频率相同，故可以均匀的对镗孔内腔表面的同一个截面圆进行全范围取样测量。在此过程中，主机结合三个测量探头40的测量数据和陀螺仪50的角位移，即可计算出各个采样点的实际坐标数据。当本装置在镗孔的轴向范围内完成多少个往复旋转运动的循环之后，即可由主机计算出镗孔内腔表面取样点的实际坐标数据，并由此计算不同取样点的半径公差，进而评价镗孔的圆度、圆柱度和粗糙度。
需要说明的是，在本专利申请中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素，在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
1.一种镗孔质量检测装置，其特征在于，包括：
驱动轴，呈圆筒状，其左端固定在镗床主轴的夹具上，其右端一体成型或焊接有一个同轴心的圆环状连接盘，用来驱动此装置沿着镗床主轴方向发生平移和绕着镗床主轴发生旋转；所述连接盘的内径与驱动轴的内径相同，其外径较驱动轴的外径大20～40mm；
法兰盘，呈圆环状，其内径与所述驱动轴的内径相同，其外径与镗孔的直径相适应，其左侧面与所述驱动轴的连接盘固定在一起；
压盘，呈圆盘状，其直径与所述法兰盘的外径相同，其左侧面通过螺栓与所述法兰盘的右侧面固定在一起；
测量探头，布置在所述法兰盘和压盘之间，用于精确测量其与镗孔内腔表面某一点的实际距离；
陀螺仪，固定在所述压盘左侧面的几何中心，用于检测所述测量探头跟随镗床主轴发生旋转时的角位移；和
主机，分别与镗床主轴的驱动电机和进给电机电性相连，用于控制主轴的旋转和进给方式和速度；所述主机还与测量探头电性相连，用于采集测量探头对镗孔内腔表面的测量数据，并对数据进行分析处理；所述主机还与陀螺仪电性相连，并采集陀螺仪的角位移数据，进而将某一时刻所述测量探头与镗孔内腔表面某一点的距离数据转换为该点的实际坐标数据，同时还能调整主轴的旋转和进给方式以实现初始化测量探头的起始测量位置。
2.根据权利要求1所述的一种镗孔质量检测装置，其特征在于，所述驱动轴还包括：
接线嘴，呈圆筒状，一体成型或焊接在所述驱动轴外侧面的中部，其轴心与驱动轴的轴心垂直，其内腔与驱动轴的内腔贯通；和
第一螺纹通孔，布置在所述连接盘上，数量为三个，其轴心均与连接盘的轴心相平行，且其轴心与连接盘轴心之间的距离均相同，同时任意两个所述第一螺纹通孔轴心之间的距离不全部相同。
3.根据权利要求2所述的一种镗孔质量检测装置，其特征在于，所述法兰盘还包括：
凸台，呈圆环状，其内径与所述驱动轴内径相同，其外径与所述连接盘的外径相同；所述凸台一体成型或焊接在所述法兰盘的左侧面上，且与法兰盘同轴心布置；
第一螺栓通孔，为柱形沉头孔，数量为三个，布置在所述法兰盘的右侧面，并贯穿所述凸台的左侧面，同时与所述第一螺纹通孔一一相对应；所述第一螺栓通孔的沉头孔和通孔的过渡面为45度锥形面；
第一沉头螺栓，为内六角螺栓，其螺栓头和螺栓杆之间的过渡面为45度锥形面，并与所述第一螺栓通孔配合在一起，用于将所述法兰盘固定在驱动轴的连接盘上；
第一凹槽，呈圆弧状，其弧度为170～180度，数量为三个，布置在所述法兰盘的右侧面上，其轴心均垂直于法兰盘的轴心，同时任意相邻两个第一凹槽轴心之间的夹角均为120度；和
第二螺纹通孔，布置在所述法兰盘上，数量为三个，其轴心均与法兰盘的轴心相平行，且其轴心与法兰盘轴心之间的距离均相同，同时任意两个所述第二螺纹通孔轴心之间的距离不全部相同。
4.根据权利要求3所述的一种镗孔质量检测装置，其特征在于，所述压盘还包括：
第二螺栓通孔，为柱形沉头孔，数量为三个，布置在所述压盘的右侧面，同时与所述第二螺纹通孔一一相对应；所述第二螺栓通孔的沉头孔和通孔的过渡面为45度锥形面；
第二沉头螺栓，为内六角螺栓，其螺栓头和螺栓杆之间的过渡面为45度锥形面，并与所述第二螺栓通孔配合在一起，用于将所述压盘固定在法兰盘上；
第二凹槽，呈圆弧状，其弧度为170～180度，数量为三个，布置在所述压盘的左侧面上，其轴心均垂直于压盘的轴心，同时与所述法兰盘上的第一凹槽一一对应；和
第三凹槽，呈圆筒状，其直径与所述驱动轴的内径相同，其深度为10～20mm，布置在所述压盘左侧面的几何中心，且其轴心与压盘轴心重合。
5.根据权利要求4所述的一种镗孔质量检测装置，其特征在于，所述测量探头为圆柱状的光谱共焦传感器，数量为三个，并分别布置在所述法兰盘的第一凹槽和压盘的第二凹槽共同形成的三个圆筒状凹腔内；三个测量探头的轴心均位于同一平面内，且均与所述法兰盘的轴心垂直；同时测量探头的测量端均不超出所述法兰盘的外圆周面。
6.根据权利要求1所述的一种镗孔质量检测装置，其特征在于，所述陀螺仪为单轴的微机电陀螺仪，数量为一个，布置在所述压盘第三凹槽的几何中心处，且其测量轴与压盘的轴心相垂直。
技术总结