[发明专利]一种可转位刀片的刃口半径测量方法及其装置

说明书

技术领域  本发明涉及一种可转位刀片的刃口半径测量方法及其装置。属于金属切削加工技术领域。

背景技术  刀具的刃口钝圆半径是影响刀具切削性能的一个重要因素，直接影响切削力、切削温度和刀具寿命及其一致性。刀具刃口的型式主要有倒圆型和椭圆型刃口。刀具刃口钝圆在加工结束后，需要测量刀具刃口是否达到要求的圆弧半径值，以确定生产的刀具是否符合技术要求。测量刀片刃口圆弧半径比较困难，传统的刀片刃口的测量方法主要是投影法、光切法、轮廓放大法等。其中，投影法比较简单，但对工作环境要求较高，首先必须要有投影屏，另外如果刃口与工作台不垂直则误差较大，且只能测出最大半径值，不能测量椭圆刃口的长短轴；光切法虽然较精确，但测量过程繁琐且计算复杂；轮廓放大法可以测出不同形状的刃口半径，但刀片的安装定位与测量都复杂且费时。可见已有的方法不适应要求高效率高可靠性的现代化刀具生产的在线检测的要求。本发明利用包络线的原理来测量可转位刀片的刃口半径，其原理是利用一组不同安装位置的相等半径大小的圆片与刃口相切，经过计算得到这组圆片对刀具刃口的包络线并转化为刃口半径近似大小的方法。本发明克服了传统方法缺点，实现了高效高精度的测量，平且对测量环境的要求较低并且可测量任意形状的刃口形状。

发明内容  本发明的目的在于提供可以在生产线上使用的一种可转位刀片的刃口半径测量方法及装置，它克服了现有技术的不足，效率高且精度高。

1)本发明一种可转位刀片的刃口半径测量装置，它是由传感器支架、直线位移传感器、联轴器、滑杆支架、相切片、卡槽、滑杆和底座组成，它们之间的位置连接关系是：六个直线位移传感器在底座上固定，相邻直线位移传感器的轴线方向夹角相同；每个直线位移传感器用不同高度的传感器支架支撑；直线位移传感器的测量头通过联轴器与滑杆一端相连，滑杆另一端头部连接相同半径的相切片(六个相切片头部圆孔在非工作状态下保持重合，重合点为坐标系原点)。滑杆从滑杆支架的中部圆孔穿过，为保证滑动顺畅可以涂机油润滑。在相切片半圆形头部的重合点附近安装有卡槽，将刀片卡入卡槽内可以将相切片向后推动一段距离，而这些距离可以被采集进PC机并在电脑内用软件进行处理。

所述传感器支架是底部两边代凸耳、中部设置有圆孔的长方体状件，加工方法为铣削；

所述直线位移传感器是圆柱状件，测量范围0～100mm，分辨力0.05μm；

所述联轴器是加工的普通小联轴器，用定位销与测量杆、滑杆相连，加工方法为车削；

所述滑杆支架是中部设置有圆孔的L型金属结构支架，加工方法为钣金或铣削；

所述相切片是形状为长方形薄板的加工零件，一端为半圆形，另一端末端带有6×10mm的凹槽，加工方法为线切割；

所述卡槽是由一长方体和方形底板构成，长方体立于方形底板角端，其中，长方体一长边开有2×2×16mm长方形凹槽，加工方法为铣削；

所述滑杆是圆柱杆状件，加工方法为车削，并在一端沿直径方向进行线切割切出一厚度1mm，长度16mm的通槽，可以将相切片的凹槽插入其中，并用定位销固定；

所述底座是四分之一圆的金属结构件，加工方法为线切割底板后，用数控机床打孔。

其中，该直线位移传感器的型号规格是ZKL-A型(LVDT)；

其中，该联轴器的内径为5-7mm；

其中，该相切片的外形尺寸为80×5×1mm；

其中，该卡槽的长方体及底板尺寸分别为12×12×14mm和35×35×2mm；

其中，该滑杆的外形尺寸为φ6×119.5mm；

其中，该底座的半径为200-400mm，厚度为3-5mm。

2)一种可转位刀片的刃口半径测量方法，该方法具体步骤如下：

步骤一：数据采集。使用时，刀具测量员将待测刀片用手插入卡槽，使刀具后刀面与卡槽凹槽的一边相接处，同时将刀片的刃口顶到卡槽的内角，该过程为定位。定位过程中，刀刃将推动六个相切片沿直线位移传感器的轴线方向各向后移动一段距离。待刀具定位稳定后，进行数据采集。直线位移传感器的位移量用电压差值的形式表示，经过采集经USB借口输入PC机转化为位移量，这六个位移量将经过软件处理得到刃口的长短轴半径，数据处理软件为MATLAB。

步骤二：数据处理。软件处理的具体步骤如下：

1)输入六根杆的直线位移，输入六根杆的实际角度和相切片头部圆形片的实际半径(可标定，即测量出实际角度和半径的大小，并用软件修正)；