数控镗床镗孔对刀装置与对刀方法与流程

本发明涉及机械结构技术领域，尤其涉及一种数控镗床镗孔对刀装置与对刀方法。

背景技术：

数控镗床对活塞销孔加工时对刀大多采用传统的试切对刀法，这种手动对刀方法虽然简单方便，但会在工件表面留下切削痕迹，且对刀精度较低。除此之外的其它传统对刀方法，如塞尺对刀、顶尖对刀、转移对刀等，也有安全性低、占用机时多、人为带来的随机性误差大等缺点，已经适应不了数控加工的节奏，更不利于实现活塞销孔的高效率、高精度和自动连续加工。

对刀也就是确定镗刀尖对应工件的位置关系，对于数控镗床镗孔来说就是确定镗刀尖相对于工件的某坐标中的三维坐标(x,y,z)。确定了这一三维坐标(x,y,z)就有了数控编程的参考数据，完成镗孔加工。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种数控镗床镗孔对刀装置与对刀方法，对刀简单，有较高的对刀精度，并有利于实现镗孔的自动连续化、高效率和高精度加工。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种数控镗床镗孔对刀装置，包括：试件15、连接块5与测头3，均为回转体零件，同轴安装；

试件15与待加工零件结构尺寸相同，定位安装于数控镗床的夹具上，连接块5固定于试件15的待镗孔的一端；

所述的连接块5靠近镗刀2的一侧设有安装孔20，安装孔20内端设有弹性浮动触点，弹性浮动触点与连接块5间电绝缘；

所述的安装孔20内设轴向移动的测头3，测头3内端安装移动导电块7，并设有复位弹簧8；测头3向内移动压缩复位弹簧8移动触点7与弹性浮动触点接触，复位弹簧8控制复位；

所述的测头3外端面一半圆面为垂直面，另一半圆面为斜面，向外倾斜θ角，θ角为10～50度。

所述的弹性浮动触点包括浮动导电块10、绝缘块11与浮动压缩弹簧12；绝缘块11设于安装孔20内端面上的端面孔19内，通过挡块9限位在端面孔19内浮动移动，绝缘块11中心外侧面安装浮动导电块10，内侧与端面孔19内底面间设置浮动压缩弹簧12。

所述的移动导电块7与浮动导电块10的接触面一个为凸面另一个为凹面。

所述的轴向移动的测头3通过套筒4安装于安装孔20内，套筒4固定于连接块5上，且套筒4与测头3间设有周向定位装置。

所述的周向定位装置包括套筒4与测头3上的键槽与设于键槽内的导向平键6。

一种数控镗床镗孔对刀方法，采用上述的对刀装置，其方法包括：

以测头3轴心距离垂直面z0处建立三维坐标；

调整镗刀2刀尖所处角度，使其接触时与测头3垂直面相接触，向镗刀2方向移动测头3，在镗刀2刀尖接触垂直面时，测量测头3移动的距离z1值；

得出镗刀2刀尖z坐标为：

z＝z1+z0；

退刀后，再次调整镗刀2刀尖所处角度，使其接触时与测头3斜面相接触，向镗刀2方向移动测头3，在镗刀2刀尖接触斜面时，测量测头3移动的距离z2值；得出镗刀2刀尖y坐标为：

y＝-(z1-z2)/tanθ；

同时，在在镗刀2刀尖接触斜面时，测量可镗刀2刀尖偏离水平线的角度β，得出镗刀2刀尖x坐标为：

x＝-y/tanβ。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的一种数控镗床镗孔对刀装置与对刀方法，对刀简单，有较高的对刀精度，并有利于实现镗孔的自动连续化、高效率和高精度加工。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的数控镗床镗孔对刀装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的数控镗床镗孔的对刀方法原理示意图一；

图3为本发明实施例提供的数控镗床镗孔的对刀方法原理示意图二。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。

实施例一

如图1所示，一种数控镗床镗孔对刀装置，包括：试件15、连接块5与测头3，均为回转体零件，同轴安装；试件15与待加工零件结构尺寸相同，如本例以活塞本体为例，需要镗削活塞销孔；试件15则与活塞本体结构尺寸相同。试件15定位安装于数控镗床的夹具上，这里的“定位”很重要，只有这里定位才能进行准确的“对刀”；具体的，将试件15安装在加工活塞本体所用的夹具上，利用夹具底部的定位块14和右侧定位销16实现定位，以此保证镗刀杆1与对刀装置(包括试件15、连接块5与测头3)在同一轴线上，试件15上部通过液压缸对压块18施加压力，进行夹紧。

连接块5固定于试件15的待镗孔的一端；具体的通过螺钉固定；所述的连接块5靠近镗刀2的一侧设有安装孔20，安装孔20内端设有弹性浮动触点，弹性浮动触点与连接块5间电绝缘；所述的弹性浮动触点包括浮动导电块10、绝缘块11与浮动压缩弹簧12；绝缘块11设于安装孔20内端面上的端面孔19内，通过挡块9限位在端面孔19内浮动移动，绝缘块11中心外侧面安装浮动导电块10，内侧与端面孔19内底面间设置浮动压缩弹簧12。绝缘块11当然是电绝缘的，采用绝缘材料制作，将浮动导电块10与机床进行绝缘。

所述的安装孔20内设轴向移动的测头3，所述的轴向移动的测头3通过套筒4安装于安装孔20内，套筒4固定于连接块5上，具体的采用螺钉固定，且套筒4与测头3间设有周向定位装置。所述的周向定位装置包括套筒4与测头3上的键槽与设于键槽内的导向平键6。

测头3内端安装移动导电块7，并设有复位弹簧8；测头3向内移动压缩复位弹簧8移动触点7与弹性浮动触点的浮动导电块10接触，复位弹簧8控制复位；移动触点7与浮动导电块10接触线路连通，由于镗刀2与机床床身一起接地，低电平信号由导线13经连接块5的中心孔与试件15的导线孔17引出，连接控制器。控制器发送信号给机床使得对刀装置停止向镗刀方向移动，并记录对刀装置的移动距离。控制器对于机床的控制方式为公知的常识性内容，这里不再详述。所述的移动导电块7与浮动导电块10的接触面一个为凸面另一个为凹面。可以使移动导电块7与浮动导电块10更加契合，接触良好。

所述的测头3外端面一半圆面为垂直面，另一半圆面为斜面，向外倾斜θ角，θ角为10～50度，一般可以采用20～40度，最佳为30度，结果计算方便。

实施例二

一种数控镗床镗孔对刀方法，使用实施例一所述的对刀装置，其方法包括：

(1)、如图2与图3所示，以测头3轴心距离垂直面z0处建立三维坐标；并基于此建立机床坐标系；z0值是系统的固有尺寸，在试件15准确定位的前提下，可以通过连接块5与测头3的零件尺寸准确获取。

(2)、调整镗刀2刀尖所处角度，在机床托板带动测头3移动时，使镗刀2接触时与测头3垂直面相接触，向镗刀2方向移动测头3，在镗刀2刀尖接触垂直面时，测量测头3移动的距离z1值；

得出镗刀2刀尖z坐标为：

z＝z1+z0；

实际中，镗刀2刀尖接触垂直面，向内推动测头3上的移动导电块7，移动导电块7与浮动导电块10接触，发出信号，此信号由控制器接收，作为控制信号，控制机床托板的油缸进油电磁阀关闭使机床托板停止，测量z1值，具体可通过感应同步尺测量，感应同步尺和光栅尺类似，测量距离用，感应同步尺固定在机床上测量托板带动活塞前进后退的距离。

(3)、退刀后，也就是机床托板向后移动，再次调整镗刀2刀尖所处角度，使镗刀2接触时与测头3斜面相接触，向镗刀2方向移动测头3，在镗刀2刀尖接触斜面时，测量测头3移动的距离z2值；

得出镗刀2刀尖y坐标为：

y＝-(z1-z2)/tanθ；

θ，是实施例一中提到的测头3斜面的倾斜角度；

同时，在在镗刀2刀尖接触斜面时，测量镗刀2刀尖偏离水平线的角度β，得出镗刀2刀尖x坐标为：

x＝-y/tanβ；

β，是镗刀2与测头3相接触时，镗刀2所偏离水平线的角度。

β通过光电编码器测量角度，光电编码器安装在机床主轴末端，是机床原有的结构。

因此，经上述两次镗刀2刀尖与测头3相接触，系统可获得z1、z2和β变量的值，则可算出镗刀2刀尖在机床坐标系中的坐标，为后面活塞异形孔精密加工提供数据支持。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。