[发明专利]一种车削刀尖高度在机精密调整装置及方法

权利要求书

1.一种车削刀尖高度在机精密调整方法，其特征在于，该方法基于车削刀尖高度在机精密调整装置实现，所述的车削刀尖高度在机精密调整装置，包括主控制器、刀尖高度精密检测装置和刀尖高度精密调整装置；

所述的刀尖高度精密检测装置，包括高精度位移检测控制器、高精度位置检测传感器(10)、传感器支座(11)；所述的高精度位移检测控制器和高精度位置检测传感器(10)通过信号线相连，组成刀尖高度精密检测系统，高精度位置检测传感器(10)固定安装传感器支座(11)上，传感器支座(11)与主轴座(15）固定连接；

所述的刀尖高度精密调整装置，包括微纳米运动控制器、上刀架块锁紧螺钉(5)、刀架底座(51)、燕尾形导轨锁紧螺钉(52)、刀架固定螺栓(53)、差动螺杆(54)、燕尾形导轨(55)、T形锁紧螺母(56)、上刀架块固定螺钉(57)、上刀架块(58)、微纳米移动台(59)、下刀架块(510)；所述的微纳米运动控制器和微纳米移动台(59)通过导线相连组成微纳米高度调整系统，所述的上刀架块(58)固定在微纳米移动台(59)上方，所述的微纳米移动台(59)固定在下刀架块(510)上，所述的上刀架块(58)和下刀架块(510)均通过燕尾槽和燕尾形导轨(55)配合和刀架底座(51)相连，用于上刀架块(58)和下刀架块(510)相对刀架底座(51)运动时导向；所述的燕尾形导轨(55)通过燕尾形导轨锁紧螺钉(52)和刀架底座(51)固定；所述刀架底座(51)安装在大理石座(4)上；

所述的下刀架块(510)和刀架底座(51)还通过差动螺杆(54)相连，用于粗调下刀架块(510)在刀架底座(51)上的高度位置，从而实现上刀架块(58)和微纳米移动台(59)整体高度粗调；

所述微纳米移动台(59)用于精调上刀架块(58)的高度位置，上刀架块锁紧螺钉(5)与上刀架块(58) T形槽中的T形锁紧螺母(56)配合使用，用于锁定上刀架块(58)相对刀架底座(51)的高度位置；

所述的精密调整方法包括以下步骤：

A、安装刀尖高度精密检测装置

将传感器支座(11)固定在主轴座(15）上，将高精度位置检测传感器(10)固定安装在传感器支座(11)上，将高精度位置检测传感器(10)和高精度位移检测控制器相连，同时高精度位移检测控制器与主控制器相连；

B、安装刀尖高度精密调整装置

将刀尖高度精密调整装置固定安装在底座上，将微纳米移动台(59)与微纳米运动控制器相连，微纳米运动控制器与主控制器相连；

C、刀尖高度精密检测装置高度调整及主轴回转中心高度检测

先将工件夹具(12)安装在机床主轴(16)的主轴法兰(13)上，再将试样安装在工件夹具(12)上，将垫块(6)安装在上刀架块(58)上，再将加工刀具(7)安装在垫块(6)上；通过试切法对样件端面进行加工，然后采用高倍率显微镜观测样件中心形貌，计算样件中心凸台直径大小，并通过刀尖高度精密调整装置上的差动螺杆(54)粗调刀具(7)的刀尖(71)的高度；

待样件中心凸台直径小于微纳米移动台(59)的行程，开始采用微纳米运动控制器控制微纳米移动台(59)运动对刀尖(71)高度进行精密调整；待刀尖(71)高度相对主轴回转中心的高差小于等于δ时，通过上刀架块锁紧螺钉(5)将刀具高度锁定，其中，δ为刀尖至机床主轴(16)实际回转中心线的实际高度差值，根据轮廓精度加工要求选择确定；

控制机床X轴托板(17)和Z轴托板(3)分别沿床身(1)上的X轴导轨(18)和Z轴导轨(2)移动，使刀具(7)的刀尖(71)到达刀尖高度精密检测装置的高精度位置检测传感器(10)处，调整高精度位置检测传感器(10)的高度，使刀具(7)的刀尖(71)在高精度位置检测传感器(10)测量量程范围内，通过传感器锁紧螺钉(9)将高精度位置检测传感器(10)固定，并记录此时高精度位置检测传感器(10)的位移值H0；

D、刀具角度及刀尖高度调整

将工件(8)安装在工件夹具(12)上调整工件(8)的位置并固持后开始加工，加工时根据工件(8)内/外表面加工需求，当刀具(7)刀片更换或角度转动后，刀尖(71)高度会发生变化，此时：首先松开上刀架块锁紧螺钉(5)，通过微纳米运动控制器控制微纳米移动台(59)下移，使刀尖(71)高度降到最低；然后控制控制机床X轴托板(17)和Z轴托板(3)分别沿X轴导轨(18)和Z轴导轨(2)移动，使刀尖(71)到达刀尖高度精密检测装置的高精度位置检测传感器(10)处；再次通过主控制器控制微纳米运动控制器控制微纳米移动台(59)上移至高精度位置检测传感器(10)位置值等于H0，则完成刀尖(71)高度调整，上刀架块锁紧螺钉(5)将刀具(7)高度锁定。