该对刀测量装置结构简单,制造成本低,但测量操作略显繁琐。在不考虑
加工中心工作台及测量装置误差的情况下,该方法的极限测量误差为±0.003mm。由于该装置只能测量刀具悬伸长度和刀具直径两种参数,因此只适用于对刀具参数测量要求不高的加工场合。
用加工中心进行数控加工时,需要将相关的刀具补偿参数输入机床数控系统(其中最基本、最重要的刀具补偿参数是刀具悬伸长度和刀具半径),为此,在加工前需用与加工中心配套的对刀仪测量刀具补偿参数。目前对刀仪的类型及品种较多,但普遍存在结构复杂、价格昂贵的问题。为了降低对刀测量成本,或在未配置对刀仪的情况下满足基本对刀测量要求,笔者设计了一种适用于卧式加工中心、可测量刀具悬伸长度和刀具半径的简易对刀测量装置。
图1 刀具悬伸长度测量装置示意图
1 刀具悬伸长度测量原理
刀具悬伸长度测量装置主要由千分表1、测量杆2、弹簧3、测量座4组成(见图1)。长方体测量座上加工有一个找正面。测量前,将测量座安装在机床工作台上,仔细调整使测量座的轴线与加工中心的主轴轴线相互平行,然后固定测量座。刀具悬伸长度一般指刀具5的端面A到主轴6的端面B的距离(图1中未绘出刀柄)。测量时,首先从主轴锥孔中拔出刀柄及刀具,操纵机床使主轴端部B缓慢接触测量杆2的测头,并使弹簧3发生一定压缩变形,将千分表1置“0”,并记录此时机床显示屏显示的X、Y、Z轴坐标值:然后操纵机床后退,将被测刀具装入主轴锥孔中,再将主轴移至记录的X、Y轴坐标处,并沿Z轴移动使刀具缓慢接触测量杆2的测头,压缩弹簧3直至千分表示值为“0”,记录此时的Z轴坐标值。前后两次记录的Z轴坐标值之差即为被测刀具悬伸长度。
图2 刀具直径测量装置示意图
测量杆在测量座中的移动可采用孔轴配合方式,配合精度越高,则测量误差越小。此外,也可采用矩形或燕尾导轨导向方式。
2 刀具直径测量原理
刀具直径测量装置(见图2)由两个刀具悬伸长度测量装置组合而成。测量前,将测量装置安装在机床工作台上,仔细调整测量座4的位置,使其轴线与机床主轴轴线相互垂直,测量座4和6的轴线无需重合,只需相互平行即可:将尺寸与被测刀具直径相近的量块(或量块组合)5置于工作台上两测量杆2和8之间,并使两个测量座中的弹簧3、7均产生一定压缩变形,弹簧力可使两测量座的测头与量块(或量块组合)6紧密贴合:然后将两千分表1、9置“0”。进行本步骤操作时应十分小心,防止损伤量块。下一步移去量块,操纵机床使被测刀具占据原量块所在位置:缓慢转动主轴一圈,记录千分表所示的一个最大读数:再转动主轴一圈,记录千分表所示的另一最大读数。量块(或量块组合)的基本尺寸与两个最大读数之和即为被测刀具半径。这种处理方法可使两测量座不必与主轴轴线对称,也可测量奇数刃刀具。
该对刀测量装置结构简单,制造成本低,但测量操作略显繁琐。在不考虑加工中心工作台及测量装置误差的情况下,该方法的极限测量误差为±0.003mm。由于该装置只能测量刀具悬伸长度和刀具直径两种参数,因此只适用于对刀具参数测量要求不高的加工场合。
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