[发明专利]一种车削刀尖高度在机精密调整装置及方法有效

专利信息
申请号: 202010489593.8 申请日: 2020-06-02
公开(公告)号: CN111702555B 公开(公告)日: 2022-05-20
发明(设计)人: 康仁科;焦振华;郭江;董志刚 申请(专利权)人: 大连理工大学
主分类号: B23Q15/22 分类号: B23Q15/22;B23Q17/22
代理公司: 大连理工大学专利中心 21200 代理人: 李晓亮;潘迅
地址: 116024 辽*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 一种 车削 刀尖 高度 精密 调整 装置 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。

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