[发明专利]印刷雕辊车磨一体机刀具角度激光测控装置及调整方法

说明书

技术领域

本发明涉及印刷雕辊加工技术领域，特别涉及一种印刷雕辊车磨一体机刀具角度激光测控装置及调整方法。

背景技术

我国是印刷品生产大国，产能是世界第一位。印刷品印前工艺的最重要的部件之一就是印刷雕辊，它是印刷的模板。印刷雕辊是一个直径φ300mm～500mm、长度1000mm～2000mm的金属空心圆柱，它是由无缝钢管外圆依次进行粗加工、外圆精密电镀镀铜、外圆精密加工和外圆表面雕刻制成。对于大幅面的印刷雕辊来说，镀铜层精密切削加工是一个十分关键的环节。由于印刷雕辊毛坯尺寸较大，因此最好在印刷雕辊车磨一体机进行车削加工。印刷雕辊车磨一体机的车削加工特点是印刷雕辊21毛坯绕其回转轴21-1低速回转，刀具13装在高速回转刀盘14上快速回转，如图1、图2所示，这样印刷雕辊21毛坯回转产生的误差会很小。

对于机械加工来说，金属切削刀具的结构要素对于工件31表面形状误差和表面粗糙度影响至关重要，如图4所示，工件31设有待加工面31-1、加工面31-2和已加工面31-3。如图3所示，金属切削刀具13的结构要素由前刀面13-3、主后刀面13-4、副后刀面13-5、主切削刃13-6、副切削刃13-2和刀尖13-1组成。图4及图中所附的A-A剖视图和K向视图画出了车刀切削部分的主要角度，其中前角r₀是前刀面13-3与基面间的夹角，一般在-5°～25°之间选取；对于纯铜精加工来说，前角r₀应取较大值。后角α₀是主后刀面13-4与切削平面间的夹角，一般在6°～12°之间选取，对于纯铜精加工来说，后角α₀取大值。主偏角Kr是主切削刃13-6与进给运动方向的夹角，一般在30°～90°之间选取，对于纯铜精加工来说，主偏角Kr应取小值。副偏角K’r是副切削刃13-2与进给运动反方向的夹角，对于纯铜精加工来说，副偏角K’r可取5°左右。刃倾角λs是主切削刃13-6与基面间的夹角，一般在-10°～5°之间选取，对于纯铜精加工来说，工件31对车刀冲击力小，λs≤0°。

由于大幅面的印刷雕辊21毛坯的转动惯量较大，因此它的镀铜层精密车削加工与普通车削加工有很大不同；它是工件慢速回转提供圆周方向进给，刀具快速回转完成切削任务，如图1所示。在切削过程中，刀具的基面周期性的变化，导致金属切削刀具的各个主要角度都周期性变化，因此表面呈现加工波纹21-2，如图2所示。其波纹大小即波纹度Z取决于刀具的初始基面设置、刀盘的回转角速度和印刷雕辊毛坯的回转角速度。这样对于不同印刷雕辊毛坯的直径，就要调整刀具的初始基面设置、刀盘和印刷雕辊毛坯的回转角速度的比值。如果刀盘和印刷雕辊毛坯的回转角速度的比值很大，则加工波纹小、表面粗糙度小，但是加工效率很低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种印刷雕辊车磨一体机刀具角度激光测控装置及调整方法，在保证切削效率高的前提下，能使印刷雕辊毛坯加工后的表面波纹度最小。

本发明所提出的技术解决方案是这样的：

一种印刷雕辊车磨一体机刀具角度激光测控装置，该装置由激光表面波纹度测量单元和刀具安装角度调整单元组成，所述激光表面波纹度测量单元能获得聚焦在印刷雕辊切削后表面上的线结构激光光束的图像，并对图像中线激光条纹中心进行识别，从而测出印刷雕辊的表面波纹度，所述刀具安装角度调整单元能获得最佳的刀具回转轴的调整角度、印刷雕辊毛坯回转角速度和刀盘回转角速度，使印刷雕辊切削加工后的表面波纹度最小而加工效率最高。

所述激光表面波纹测量单元由计算机、激光光源及其驱动控制单元和CMOS高速相机组成，所述计算机控制激光光源发出一束线结构激光，聚焦在印刷雕辊切削后的表面上，并用CMOS高速相机拍摄成图像。