一種接觸式測量刀具刃口半徑的方法及其裝置製造方法
2023-12-02 10:00:21 1
一種接觸式測量刀具刃口半徑的方法及其裝置製造方法
【專利摘要】一種接觸式測量刀具刃口半徑裝置，它是由底板、卡槽、測量杆、卡槽蓋、直線位移傳感器、支座、支座蓋組成，卡槽固定在底板上，測量杆一端從卡槽和卡槽蓋的中間穿過，另一端與直線位移傳感器連接，位移傳感器通過支座和支座蓋固定在底板上；其中卡槽結構中有多個分卡槽，可以使刃口鈍圓的不同部位與測量杆接觸。將刀片依次卡入卡槽的各分卡槽中，將測量杆向後推動一段距離，由直線位移傳感器採集移動位移。一種接觸式測量刀具刃口半徑方法，它的基本原理是利用直線與鈍圓曲線相切的幾何特點，實現刃口半徑的測量，測量方法有三大步驟：一、測量裝置誤差標定；二、數據採集；三、數據處理。本發明在金屬切削領域有著廣闊的應用前景。
【專利說明】一種接觸式測量刀具刃口半徑的方法及其裝置
[0001]【技術領域】本發明涉及一種接觸式測量刀具刃口半徑的方法及其裝置。屬於金屬切削加工【技術領域】。
[0002]【背景技術】實際應用中，刀具切削刃的刃口並不是絕對鋒利的，它需要經過鈍化工藝形成一定形狀的刃口鈍圓。刀具刃口鈍圓的形狀主要有圓形和橢圓形，其中圓形刃口形狀大概佔80%。刀具刃口鈍圓的形狀及尺寸的大小對刀具切削過程中的切削力、切削溫度及刀具壽命有著直接影響，是影響刀具切削性能的一個重要因素。刀具刃口在經過鈍化加工工藝後，需要檢測鈍圓的形狀及尺寸，以確保達到相應的技術指標。目前常用的刀具刃口測量方法主要有輪廓放大法、投影法、光切法。其中，輪廓放大法的測量過程比較複雜和耗時；投影法對工作環境要求高，測量誤差大；光切法的測量過程繁瑣，測量計算複雜。現有的測量方法存在著測量過程繁瑣複雜，測量環境要求高，測量裝置昂貴等缺點。本發明專利利用包絡線的原理來測量刀具的刃口半徑，其原理是使用一個直線相切片，分別與刃口鈍圓的不同位置相接觸，利用直線與刃口鈍圓相切的幾何特點，通過計算得到刃口鈍圓的尺寸。本發明有效的克服了已有的測量方法的缺點，可以在普通的工作環境下實現刃口鈍圓半徑簡便、高效、準確的測量。
[0003]
【發明內容】
本發明的目的在於提供一種接觸式測量刀具刃口半徑的方法及其裝置，它是一種在普通工作環境下使用的刀具刃口鈍圓半徑測量方法和裝置，該裝置結構簡單，測量方便，克服了已有測量方法的不足，實現了刃口鈍圓半徑簡便、高效、準確的測量。
[0004]1、本發明一種接觸式測量刀具刃口半徑的裝置，它是由底板，卡槽，測量杆，卡槽蓋，直線位移傳感器，支座和支座蓋組成。它們之間的位置連接關係是:卡槽連接在底板上，卡槽蓋設置在卡槽頂端並通過螺栓與之連接；測量杆的測量端從卡槽和卡槽蓋中間穿過，另一端連接直線位移傳感器；直線位移傳感器與支座連接並通過支座蓋固定；支座連接在底板上。測量時，將刀片分別卡入卡槽中的不同分卡槽中，測量杆會相應的向後移動一段距離，直線位移傳感器將會採集到測量杆的位移值，使用電腦對數據進行處理。
[0005]所述底座是矩形金屬板料件，其中設置有圓形通孔；
[0006]所述卡槽是前端帶有鋸齒狀凸起結構的多個分卡槽、底部兩端帶有凸耳的金屬結構件，卡槽的頂端帶有螺紋孔，底部凸耳上開有圓形通孔；
[0007]所述卡槽蓋是薄板狀金屬結構件，前端設有凹槽，兩端開有圓形通孔；
[0008]所述測量杆是呈T型狀的多個長方體組合狀金屬結構件，前端是水平薄板狀的長方體結構，後端是帶有圓形通孔的長方體狀結構，中間是豎直方向的長方體狀連接結構；
[0009]所述直線位移傳感器是圓柱狀件，測量範圍O-lOmm，分辨力0.05 μ m ;
[0010]所述支座是長方體狀結構體，上部開有半圓形通孔，頂部帶有小凸耳，凸耳上開有圓形通孔，底部帶有大凸耳，凸耳上開有圓形通孔；
[0011]所述支座蓋是長方體狀結構，下部開有半圓形通孔，底部帶有小凸耳，凸耳上開有通孔。
[0012]其中，底座的外形尺寸為100 X 85 X 5mm。
[0013]其中，卡槽前端有多個分卡槽，各分卡槽由其中一分卡槽旋轉一定角度得來，它們之間的角度為20°、15。、30。。
[0014]其中，直線位移傳感器的型號規格是ZKL-A型(LVDT)。
[0015]其中，卡槽蓋的外形尺寸為40X7X 3mm;
[0016]其中，測量杆中通孔的尺寸為f 4mm，孔的中心距測量杆上表面1.5mm。
[0017]其中，支座頂部半圓形通孔的尺寸為R9.5mm,圓孔的圓心在頂部。
[0018]其中，支座蓋底端的半圓形通孔的尺寸為R9.5mm,圓孔的中心在支座蓋底面外部，距底面1_。
[0019]2、一種接觸式測量刀具刃口半徑的方法，其特徵在於:該方法具體步驟如下:
[0020]步驟一:測量裝置誤差標定。測量裝置的零部件在加工過程中存在加工誤差，在使用測量裝置進行測量時，首選應對測量裝置進行標定。由於卡槽中的各個分卡槽的位置誤差會對測量杆的實際位移數值產生影響，需要對卡槽中各個分卡槽的位置進行標定。標定方法為取已知刃口鈍圓尺寸的刀片進行測量，通過直線位移傳感器得到測量杆對應的卡槽各個分卡槽的位移數值，把這些位移數值與理論計算標準值做比較，得到標定係數。
[0021]步驟二:數據採集。測量時，將待測刀片分別依次卡入卡槽前方的各個分卡槽中(從左到右)，使刀具後刀面與分卡槽中的一面相接觸，刀具前刀面與分卡槽的另一面相接觸，同時刀片的刃口將被頂到卡槽的內角。在測量過程中，刀刃將推動測量杆沿直線位移傳感器的軸線方向向後移動一段距離，待刀片位置穩定後，用直線位移傳感器採集測量杆的移動距離。直線位移傳感器的採集數據顯示為電壓值，使用PC機轉化為位移量。
[0022]步驟三:數據處理。
[0023]見圖3，當待測刀具刃口為圓形時，在實際測量過程中，刀具刃口鈍圓DI與卡槽ABC的兩邊AB、BC相切，測量杆GI與鈍圓DI相切，測量杆的位移EG為直線位移傳感器測量值，位移傳感器的分布角Z FEG和卡槽位置EB為設計變量，為已知量，刀具刃口鈍圓半徑FD可以由下式求出:
【權利要求】
1.一種接觸式測量刀具刃口半徑的裝置，其特徵在於:它是由底板，卡槽，測量杆，卡槽蓋，直線位移傳感器，支座和支座蓋組成；卡槽連接在底板上，卡槽蓋設置在卡槽頂端並通過螺栓與之連接；測量杆的測量端從卡槽和卡槽蓋中間穿過，另一端連接直線位移傳感器；直線位移傳感器與支座連接並通過支座蓋固定；支座連接在底板上；測量時，將刀片分別卡入卡槽中的不同分卡槽中，測量杆會相應的向後移動一段距離，直線位移傳感器將會採集到測量杆的位移值，使用電腦對數據進行處理； 所述底座是矩形金屬板料件，其中設置有圓形通孔； 所述卡槽是前端帶有鋸齒狀凸起結構的多個分卡槽、底部兩端帶有凸耳的金屬結構件，卡槽的頂端帶有螺紋孔，底部凸耳上開有圓形通孔； 所述卡槽蓋是薄板狀金屬結構件，前端設有凹槽，兩端開有圓形通孔； 所述測量杆是呈T型狀的多個長方體組合狀金屬結構件，前端是水平薄板狀的長方體結構，後端是帶有圓形通孔的長方體狀結構，中間是豎直方向的長方體狀連接結構； 所述直線位移傳感器是圓柱狀件，測量範圍0-10_，分辨力0.05 μ m ; 所述支座是長方體狀結構體，上部開有半圓形通孔，頂部帶有小凸耳，凸耳上開有圓形通孔，底部帶有大凸耳，凸耳上開有圓形通孔； 所述支座蓋是長方體 狀結構，下部開有半圓形通孔，底部帶有小凸耳，凸耳上開有通孔。
2.一種接觸式測量刀具刃口半徑的方法，其特徵在於:該方法具體步驟如下: 步驟一:測量裝置誤差標定；測量裝置的零部件在加工過程中存在加工誤差，在使用測量裝置進行測量時，首選應對測量裝置進行標定；由於卡槽中的各個分卡槽的位置誤差會對測量杆的實際位移數值產生影響，需要對卡槽中各個分卡槽的位置進行標定；標定方法為取已知刃口鈍圓尺寸的刀片進行測量，通過直線位移傳感器得到測量杆對應的卡槽各個分卡槽的位移數值，把這些位移數值與理論計算標準值做比較，得到標定係數； 步驟二:數據採集；測量時，將待測刀片分別從左到右依次卡入卡槽前方的各個分卡槽中，使刀具後刀面與分卡槽中的一面相接觸，刀具前刀面與分卡槽的另一面相接觸，同時刀片的刃口將被頂到卡槽的內角；在測量過程中，刀刃將推動測量杆沿直線位移傳感器的軸線方向向後移動一段距離，待刀片位置穩定後，用直線位移傳感器採集測量杆的移動距離；直線位移傳感器的採集數據顯示為電壓值，使用PC機轉化為位移量； 步驟三:數據處理； 當待測刀具刃口為圓形時，在實際測量過程中，刀具刃口鈍圓DI與卡槽ABC的兩邊AB、BC相切，測量杆GI與鈍圓DI相切，測量杆的位移EG為直線位移傳感器測量值，位移傳感器的分布角Z FEG和卡槽位置EB為設計變量，為已知量，刀具刃口鈍圓半徑FD由下式求出:
3.根據權利要求1所述的一種接觸式測量刀具刃口半徑的裝置，其特徵在於:該底座的外形尺寸為100 X 85 X 5_。
4.根據權利要求1所述的一種接觸式測量刀具刃口半徑的裝置，其特徵在於:該卡槽前端有多個分卡槽，各分卡槽由其中一分卡槽旋轉一定角度得來，它們之間的角度為20°、15。 、30。。
5.根據權利要求1所述的一種接觸式測量刀具刃口半徑的裝置，其特徵在於:該直線位移傳感器的型號規格是ZKL-A型。
6.根據權利要求1所述的一種接觸式測量刀具刃口半徑的裝置，其特徵在於:該卡槽蓋的外形尺寸為40 X 7 X 3mm。
7.根據權利要求1所述的一種接觸式測量刀具刃口半徑的裝置，其特徵在於:該測量杆中通孔的尺寸為φ4mm，孔的中心距測量杆上表面1.5mm。
8.根據權利要求1所述的一種接觸式測量刀具刃口半徑的裝置，其特徵在於:該支座頂部半圓形通孔的尺寸為R9.5mm,圓孔的圓心在頂部。
9.根據權利要求1所述的一種接觸式測量刀具刃口半徑的裝置，其特徵在於:該支座蓋底端的半圓形通孔的尺寸為R9.5mm,圓孔的中心在支座蓋底面外部,距底面1mm。
【文檔編號】G01B7/293GK103900462SQ201410108120
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月21日 優先權日:2014年3月21日
【發明者】孫劍飛, 周超, 陳五一 申請人:北京航空航天大學