[发明专利]一种车削刀尖高度在机精密调整装置及方法

说明书

一种车削刀尖高度在机精密调整装置及方法，属于精密/超精密加工领域，能够实现微米、亚微米甚至纳米级精度调整，主要包括主控制器、刀尖高度精密检测装置和刀尖高度精密调整装置。其中，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、传感器支座等；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、刀架底座、燕尾形导轨锁紧螺钉、刀架固定螺栓、差动螺杆、燕尾形导轨、T形锁紧螺母、上刀架块固定螺钉、上刀架块、微纳米移动台、下刀架块等。本发明具有调整精度高，实现了刀尖高度的量化表征，可以根据实际需求设定需要的刀尖高度，调节方便快捷，对操作者技术依赖低，易于实现自动化。

技术领域

本发明属于精密/超精密加工领域，特别涉及一种车削刀尖高度在机精密调整装置及方法。

背景技术

刀尖中心高调整是车削加工中的关键技术，对保证零件尺寸精度、轮廓精度和壁厚误差等具有重要影响，例如平面件端面车削加工时，如果车刀刀尖高度和主轴回转中心线高度不一致，则会在中心部位留下部分材料无法去除，在零件中心形成小凸台，造成零件无法满足加工要求，而在回转曲面加工中，尤其是薄壁回转曲面，当内外表面均需要加工时，零件翻面加工需要进行二次装夹，如果刀尖高度不一致，除中心部位会形成小凸台外，由于刀具理论轨迹轮廓偏离实际回转中心，从而导致回转类零件的轮廓精度和壁厚误差均难以满足要求。

目前，车削加工中针对车刀刀尖高度调整主要有试切法、工具显微镜观测法等方法，其中试切法是通过刀具直接在工件表面或样件表面进行试切削，当切削至工件回转中心处时，观测残留的凸台大小，判断并调整刀尖高度，该方法简单实用，在制造业被广泛采用，但刀尖高度调整精度低，通常在几微米至几十微米，为适应更高精度的对刀要求，通常会采用反复试切，然后将样件拿到高倍放大镜下观测回转中心处的凸台大小，并根据凸台尺寸对刀尖进行反复试切-测量-调整-试切，调整过程十分复杂，对于特殊零件加工，还需将零件拆卸后进行刀尖高度调整，尤其在刀具角度需要进行不断改变以满足加工需求时，需要反复进行刀尖高度调整和校核，给加工过程造成极大不便。工具显微镜观测法是利用光学工具显微对刀尖高度进行在位观测并调整，调整过程相对简单，但调整精度不高，通常在微米级，且无论是试切法还是利用工具显微镜观测法，目前刀尖高度调整一般均通过增加垫块或螺纹升降机构等实现刀尖高度方向移动，调整精度低。

针对航空航天、军事、医疗、精密仪器仪表和精密物理实验等领域的特殊要求，对零件提出了精密/超精密加工需求，要求零件的尺寸精度，面形精度，轮廓精度，壁厚误差等达到微米亚微米甚至纳米级加工要求，当前的刀尖高度调整方法难以满足精密/超精密加工过程的调整需求，为此发明一种新的车削刀尖高度在机精密调整装置及方法以满足精密/超精密加工领域刀尖高度的调整需求。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种能对车削刀尖高度进行在机快速检测，并实现微米、亚微米甚至纳米级精度调整的装置及方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种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安装传感器支座11上，并通过传感器锁紧螺钉9固定，传感器支座11通过传感器支座固定螺钉14和主轴座15固接。