一种铣削加工模具表面形貌测量装置的制作方法

本实用新型属于光学测量技术领域，具体涉及一种铣削加工模具表面形貌测量装置。

背景技术：

淬硬钢一般是高碳钢或者是高合金钢，它具有硬度大、强度高、热稳定性好、耐磨损等特点，且其延伸率小、塑性低，在汽车行业得到了广泛的应用，主要用于具有高硬度，高耐磨性材料的生产加工，如模具、轴承、齿轮、工具等。随着汽车制造行业的不断发展，生产高强度、高表面质量、结构复杂的汽车大型覆盖件淬硬钢模具产品需求越来越大，淬硬钢模具多为铣削加工且对其表面加工质量要求极高，因此，对其表面质量的控制研究是非常必要的，目前用于测量表面形貌的仪器有很多种，但是那些仪器基本都是对小样件表面形貌的测量，且对于大型工件表面形貌的在机测量仪器以及测量加工侧壁表面形貌的仪器目前还没有，因此，研究一种用于大型工件的在机表面形貌测量装置还是有重要意义的。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种铣削加工模具表面形貌测量装置，该装置可以对工件进行在机测量和对一定角度的侧壁进行测量。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种铣削加工模具表面形貌测量装置，其组成包括：水平板、步进电机、转动轴、固定板、测量仪、步进电机控制器、计算机，其特征在于，所述的水平板上端连接有安装柄，所述的安装柄安装在侧头柄上，所述的侧头柄安装在机床主轴上，所述的水平板下端连接有左挡板，右挡板和连接板，所述的连接板和步进电机连接，所述的步进电机连接有步进电机驱动器，所述的步进电机轴上有电机端齿轮，所述的转动轴同左挡板和右挡板连接，所述的转动轴一端连接有转动轴齿轮，转动轴中间焊接有套筒，转动轴另一端安装有螺母，所述的电机端齿轮和转轴齿轮啮合，所述的套筒和固定板连接，所述的固定板连接有测量仪，所述的步进电机驱动器和步进电机控制器连接，所述的步进电机控制器和计算机连接。

所述的测量仪由LED光源、准直透镜、分光镜、Mirau干涉显微镜、CCD摄像机组成，所述的Mirau干涉显微镜由物镜、参考板、分光板组成，所述的Mirau干涉显微镜与压电陶瓷扫描台连接，所述的压电陶瓷扫描台连接有压电陶瓷扫描台驱动器。

所述的计算机分别和机床控制器，压电陶瓷驱动器，CCD摄像机连接。

本实用新型的有益成果：该测量装置可以对机床工作台上的工件表面形貌直接测量，并且还可以倾斜测量，不用把工件从工作台上搬下来放在专门的测量仪器上测量，这样可以节约时间提高了工作效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是测量仪的结构示意图；

图中，1—机床主轴，2—侧头柄，3—安装柄，4—水平板，5—左挡板，6—螺母，7—固定板，8—测量仪，9—右挡板，10—转动轴，11—套筒，12—转动轴齿轮，13—步进电机，14—步进电机驱动器，15—连接板，16—电机端齿轮，17—计算机，18—机床控制器，19—压电陶瓷扫描台驱动器，20—压电陶瓷扫描台，21—待测工件，22—工作台，23—步进电机控制器，8-1—LED光源，8-2—准直透镜，8-3—CCD摄像机，8-4—聚光透镜，8-5—分光镜，8-6—Mirau干涉显微镜，8-7—物镜，8-8—参考板，8-9—分光板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式进行详细的说明。

如图1和图2所示的一种铣削加工模具表面形貌测量装置，其组成包括：水平板4、步进电机13、转动轴10、固定板7、测量仪8、电机控制器23、计算机17、其特征在于，所述的水平板4上端连接有安装柄3，所述的安装柄3安装在侧头柄2上，所述的侧头柄2安装在机床主轴1上，所述的水平板4下端连接有左挡板5，右挡板9和连接板15，所述的连接板15和步进电机13连接，所述的步进电机13连接有步进电机驱动器14，所述的步进电机13轴上有电机端齿轮16，所述的转动轴10同左挡板5和右挡板9连接，所述的转动轴10一端连接有转动轴齿轮12，转动轴10中间焊接有套筒11，转动轴10另一端安装有螺母6，所述的电机端齿轮16和转动轴齿轮12啮合，所述的套筒11和固定板7连接，所述的固定板7连接有测量仪8，所述的步进电机驱动器14和电机控制器23连接，所述的电机控制器23和计算机17连接。

所述的测量仪8由LED光源8-1、准直透镜8-2、分光镜8-5、Mirau干涉显微镜8-6、CCD摄像机8-3组成，所述的Mirau干涉显微镜8-6由物镜8-7、参考板8-8、分光板8-9组成，所述的Mirau干涉显微镜8-6与压电陶瓷扫描台20连接，所述的压电陶瓷扫描台20连接有压电陶瓷扫描台驱动器19。

所述的计算机17分别和机床控制器18，压电陶瓷扫描台驱动器19，CCD摄像机8-3连接。

本发明中测量仪的工作原理是：光线从LED光源8-1射出后，经过准直透镜8-2聚焦，经由分光镜8-5射出的光线进入Mirau干涉显微镜8-6中的物镜8-7，光线再进入参考板8-8，最后传至分光板8-9，经分光板8-9把光线分成参考光和测量光，测量光照射到放置在工作台22上的待测工件21上，参考光经参考板8-8再反射至分光板8-9，经由待测工件21的表面反射的测量光和分光板8-9反射回来的参考光形成干涉，经分光镜8-5传至聚光透镜8-4最后被CCD摄像机8-3接收，经CCD摄像机8-3传至计算机17，经过计算机17的处理即可得到某一区域铣削加工模具的表面形貌，在光线传递的过程中需要机床控制器18控制机床主轴1的上下移动来实现测量仪8的对焦，并且在压电陶瓷扫描台驱动器19的驱动下，压电陶瓷扫描台20可以在竖直方向精确地扫描以获得干涉图像，需要测量加工件的侧壁时，可以在步进电机控制器23的控制下使步进电机驱动器14驱使步进电机13工作，在步进电机13的转动下电机端齿轮16带动转动轴齿轮12转动进而使测量仪8旋转一定的角度，可以对工件的侧壁进行测量。