[发明专利]一种接触式测量刀具刃口半径的方法及其装置

说明书

技术领域 本发明涉及一种接触式测量刀具刃口半径的方法及其装置。属于金属切削加工技术领域。

背景技术 实际应用中，刀具切削刃的刃口并不是绝对锋利的，它需要经过钝化工艺形成一定形状的刃口钝圆。刀具刃口钝圆的形状主要有圆形和椭圆形，其中圆形刃口形状大概占80%。刀具刃口钝圆的形状及尺寸的大小对刀具切削过程中的切削力、切削温度及刀具寿命有着直接影响，是影响刀具切削性能的一个重要因素。刀具刃口在经过钝化加工工艺后，需要检测钝圆的形状及尺寸，以确保达到相应的技术指标。目前常用的刀具刃口测量方法主要有轮廓放大法、投影法、光切法。其中，轮廓放大法的测量过程比较复杂和耗时；投影法对工作环境要求高，测量误差大；光切法的测量过程繁琐，测量计算复杂。现有的测量方法存在着测量过程繁琐复杂，测量环境要求高，测量装置昂贵等缺点。本发明专利利用包络线的原理来测量刀具的刃口半径，其原理是使用一个直线相切片，分别与刃口钝圆的不同位置相接触，利用直线与刃口钝圆相切的几何特点，通过计算得到刃口钝圆的尺寸。本发明有效的克服了已有的测量方法的缺点，可以在普通的工作环境下实现刃口钝圆半径简便、高效、准确的测量。

发明内容 本发明的目的在于提供一种接触式测量刀具刃口半径的方法及其装置，它是一种在普通工作环境下使用的刀具刃口钝圆半径测量方法和装置，该装置结构简单，测量方便，克服了已有测量方法的不足，实现了刃口钝圆半径简便、高效、准确的测量。

1、本发明一种接触式测量刀具刃口半径的装置，它是由底板，卡槽，测量杆，卡槽盖，直线位移传感器，支座和支座盖组成。它们之间的位置连接关系是：卡槽连接在底板上，卡槽盖设置在卡槽顶端并通过螺栓与之连接；测量杆的测量端从卡槽和卡槽盖中间穿过，另一端连接直线位移传感器；直线位移传感器与支座连接并通过支座盖固定；支座连接在底板上。测量时，将刀片分别卡入卡槽中的不同分卡槽中，测量杆会相应的向后移动一段距离，直线位移传感器将会采集到测量杆的位移值，使用电脑对数据进行处理。

所述底座是矩形金属板料件，其中设置有圆形通孔；

所述卡槽是前端带有锯齿状凸起结构的多个分卡槽、底部两端带有凸耳的金属结构件，卡槽的顶端带有螺纹孔，底部凸耳上开有圆形通孔；

所述卡槽盖是薄板状金属结构件，前端设有凹槽，两端开有圆形通孔；

所述测量杆是呈T型状的多个长方体组合状金属结构件，前端是水平薄板状的长方体结构，后端是带有圆形通孔的长方体状结构，中间是竖直方向的长方体状连接结构；

所述直线位移传感器是圆柱状件，测量范围0-10mm，分辨力0.05μm；

所述支座是长方体状结构体，上部开有半圆形通孔，顶部带有小凸耳，凸耳上开有圆形通孔，底部带有大凸耳，凸耳上开有圆形通孔；

所述支座盖是长方体状结构，下部开有半圆形通孔，底部带有小凸耳，凸耳上开有通孔。

其中，底座的外形尺寸为100×85×5mm。

其中，卡槽前端有多个分卡槽，各分卡槽由其中一分卡槽旋转一定角度得来，它们之间的角度为20°、15°、30°。

其中，直线位移传感器的型号规格是ZKL-A型(LVDT)。

其中，卡槽盖的外形尺寸为40×7×3mm；

其中，测量杆中通孔的尺寸为4mm，孔的中心距测量杆上表面1.5mm。

其中，支座顶部半圆形通孔的尺寸为R9.5mm，圆孔的圆心在顶部。

其中，支座盖底端的半圆形通孔的尺寸为R9.5mm，圆孔的中心在支座盖底面外部，距底面1mm。

2、一种接触式测量刀具刃口半径的方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：

步骤一：测量装置误差标定。测量装置的零部件在加工过程中存在加工误差，在使用测量装置进行测量时，首选应对测量装置进行标定。由于卡槽中的各个分卡槽的位置误差会对测量杆的实际位移数值产生影响，需要对卡槽中各个分卡槽的位置进行标定。标定方法为取已知刃口钝圆尺寸的刀片进行测量，通过直线位移传感器得到测量杆对应的卡槽各个分卡槽的位移数值，把这些位移数值与理论计算标准值做比较，得到标定系数。

步骤二：数据采集。测量时，将待测刀片分别依次卡入卡槽前方的各个分卡槽中（从左到右），使刀具后刀面与分卡槽中的一面相接触，刀具前刀面与分卡槽的另一面相接触，同时刀片的刃口将被顶到卡槽的内角。在测量过程中，刀刃将推动测量杆沿直线位移传感器的轴线方向向后移动一段距离，待刀片位置稳定后，用直线位移传感器采集测量杆的移动距离。直线位移传感器的采集数据显示为电压值，使用PC机转化为位移量。

步骤三：数据处理。