车床上工件加工振纹的消除方法与流程

1.本发明属于工件车床加工领域，特别是涉及一种车床上工件加工振纹的消除方法。


背景技术：

2.对于有中心孔的工件(中心孔贯穿工件开设)，车床加工时常常涉及内孔、外圆、端面等的加工，由于相同工件加工位置不同以及不同工件间材质、规格不同等原因，相同工件不同位置加工以及不同工件相同位置加工都需要使用不同的刀具。刀具的材质、强度、长度(长径比)、弧度等以及设备、刀台等的刚性等都对工件加工的质量具有较大影响，有时不论怎么选择刀具都可能导致工件出现振纹等问题。


技术实现要素：

3.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种车床上工件加工振纹的消除方法，解决带中心孔的工件加工内孔出现振纹的问题。
4.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种车床上工件加工振纹的消除方法，执行如下步骤：
5.s1、安装车床刀尖中心高找正装置，车床刀尖中心高找正装置包括矫正杆以及用于调整矫正杆三维坐标以及倾斜角度的连杆组件，矫正杆呈圆柱形状，矫正杆远离连杆组件一端为尖端；
6.s2、通过连杆组件初步调整矫正杆，使得矫正杆轴线与主轴轴线平行；
7.s3、通过连杆组件初步调整矫正杆，使得矫正杆轴线与主轴轴线重合；
8.s4、矫正杆轴线与主轴轴线重合校正后，将刀具的刀尖移动到矫正杆的尖端并对准矫正杆尖端；
9.s5、向下移动刀具直至刀尖与矫正杆的尖端锥面接触；
10.s6、计算刀具从矫正杆尖端移动到与尖端锥面接触时的移动距离，根据矫正杆尖端锥度计算刀尖距离矫正杆主轴的间距，然后取下车床刀尖中心高找正装置后根据该间距调整刀具的安装位置使得刀尖到对应位置，使刀尖位于主轴轴线上或需要的位置，之后再进行带中心孔的工件加工。
11.进一步地，在步骤s1中，车床刀尖中心高找正装置安装在车床主轴或需要加工的工件上，车床刀尖中心高找正装置通过吸附固定的方式固定。
12.进一步地，连杆组件包括平行于主轴轴线设置的第一连杆、用于调整矫正杆与主轴之间间距的第二连杆以及用于调整矫正杆偏移角度的第三连杆，第二连杆与第一连杆转动连接，第三连杆与第二连杆远离第一连杆一端转动连接，矫正杆与第三连杆远离第二连杆一端端转连接。
13.进一步地，第一连杆与第二连杆转动连接处设置有用于对两者相对位置进行调节的第二调节螺钉，第二连杆与第三连杆转动连接处设置有用于对两者相对位置进行调节的
第三调节螺钉，第三连杆与矫正杆连接处设置有用于对两者相对位置进行调整的第四调节螺钉，第一连杆和第二连杆之间以第二调节螺钉为转轴转动，第三连杆与第二连杆之间以第三调节螺钉为转轴转动，第三连杆与矫正杆之间以第四调节螺钉为转轴转动，第二调节螺钉和第三调节螺钉平行设置，第四调节螺钉垂直于第三调节螺钉设置。
14.进一步地，第二连杆与第三连杆之间通过设置第一微调机构实现第二连杆和第三连杆的转动连接，且第一微调机构上设置有用于精调第二连杆与第三连杆相对旋转角度的微调螺钉；所述第三连杆与矫正杆之间通过设置第二微调机构实现第三连杆和矫正杆的转动连接，且第二微调机构上设置有用于精调矫正杆与第三连杆相对旋转角度的微调螺钉。
15.进一步地，在步骤s2中，调整矫正杆轴线使其与主轴轴线平行时，首先，通过调节第二调节螺钉、第三调节螺钉以及第四调节螺钉，以使得矫正杆与主轴轴线平行并处于主轴轴线附近。
16.进一步地，在矫正杆与主轴轴线平行并处于主轴轴线附近以后，在安装刀具的刀台上安装千分表，使得千分表的探头压在矫正杆的圆柱部位；之后，沿着主轴轴线的平行线移动千分表的探头并读取千分表数值变化，根据读取的数值变化调整第一微调机构中的微调螺钉进行矫正杆的调整。
17.进一步地，通过第一微调机构调整矫正杆的位置后，旋转主轴90
°
，再次沿着主轴轴线的平行线移动千分表的探头并读取千分表数值变化，根据读取的数值变化调整第二微调机构中的微调螺钉进行矫正杆的调整。
18.进一步地，在步骤s3中，将矫正杆轴线调整到与主轴轴线重合时，逐渐旋转主轴，使得千分表的探头围绕矫正杆圆周移动，根据千分表读取数值调整矫正杆位置，直至车床主轴旋转180
°
后千分表数值均不再变化，则矫正杆轴线与主轴轴线重合。
19.进一步地，车床刀尖中心高找正装置还包括固定机构，固定机构包括磁力座，磁力座上设置有安装槽，安装槽内安装有固定磁性座，连杆组件固定在固定磁性座上，固定磁性座呈方块状，固定磁性座与安装槽底面磁性连接；安装槽四侧侧壁上贯穿开设有螺孔，螺孔内均安装有第一调节螺钉，通过第一调节螺钉可以调节固定磁性座在安装槽内的位置，以进行连杆组件上矫正杆的调整。
20.进一步地，在步骤s3中进行矫正杆位置调整时，通过第一调节螺钉调节矫正杆；在步骤s4中，矫正杆轴线与主轴轴线重合校正时，重复执行步骤s2和步骤s3。
21.如上所述，本发明的车床上工件加工振纹的消除方法，具有以下有益效果：
22.本方案中按照步骤s1
‑
s6进行刀具上刀尖的中心高找正(或需要的刀尖高)后再进行带内孔的工件加工，经过实践证明，其能有效的消除内孔加工振纹。
附图说明
23.图1为本发明实施例中车床刀尖中心高找正装置的结构示意图。
24.图2为本发明实施例中第一微调机构和第二微调机构的结构示意图。
25.图3为本发明实施例中车床刀尖中心高找正装置对刀尖进行找正时的状态示意图。
26.图4为本发明实施例中刀尖进行找正时的又一状态示意图。
具体实施方式
27.说明书附图中的附图标记包括：主轴1、主轴轴线2、磁力座3、安装槽4、第一调节螺钉5、固定磁性座6、第一连杆7、第二连杆8、第一微调机构9、第三连杆10、第二微调机构11、矫正杆12、刀尖13、第二调节螺钉14、第三调节螺钉15、第四调节螺钉16、第一配合件17、第二配合件18、微调螺钉19、第一安装孔20、第二安装孔21、第一配合部22、第二配合部23、第一销孔24、第二销孔25、螺纹孔26、千分表27。
28.发明人发现：在车床上进行有中心孔的工件加工时，工件内孔上容易出现振纹情况，经过对导致振纹出现的各种原因进行分析、尝试，比如对工艺上进行改进，通过控制切削速度等改变切削参数的方式进行工件加工，再比如通过更换刀具(采用专用减振的刀具)等方式对工件进行加工，都无法解决振纹问题。对加工可能导致振纹的原因进行一一排除后，猜测因刀具的刀尖中心高没有找正(即刀具上刀尖没有处于主轴轴线上)导致振纹产生。为了验证这一想法，进行刀具上刀尖中心高是否找正进行试验。对于没有中心孔的工件，进行中心高找正时，是通过使用刀具对工件端面进行切削的方式进行判断，若切削后切削端面中心有锥状、柱状等残余，则表示刀具的中心高没有找正，根据刀尖处于残余形状的相对位置可判断刀具是高于或低于主轴轴线高度，以此调节刀尖高度。但是，对于有中心孔的工件，由于中心孔贯穿工件开设，端面切削时，不管刀具刀尖中心高是否找正，进行端面切削后可能都不会有残余，因此，无法用现有常用手段判断加工带中心孔的工件所使用刀具中心高是否找正，对于开设有中心孔的工件所使用的刀具的中心高是否找正就出现了难以判断的情况，需要一种车床刀尖中心高找正方法，使其适用于带中心孔的工件所使用的刀具中心高找正。
29.为此，假设工件加工出现振纹就是刀具刀尖中心高没有找正导致，那么这个加工后不会产生振纹的刀具的刀尖中心高应该就是找正了的，将这个加工没有振纹的刀具作为基准刀，使用基准刀在工件上划出一条线，用安装在同一刀台上的其它刀具在工件上划出一条相同的线(每个刀台上安装有多个刀具，称除了基准刀以外的刀具为矫正刀具)，调整矫正刀具在刀台上的位置，使其在工件上划出的线能够与标准刀划出的线重合，以此实现矫正刀具刀尖中心高的矫正，使得矫正刀具中心高与基准刀中心高一致。但是，通过上述方法进行刀具矫正后，进行工件加工时，工件加工时候振纹现象改善不明显。后续进行反复实验，对振纹依旧存在的原因进行分析，判断至少可能有以下几种原因导致：
30.1、基准刀的刀尖中心高不一定完全找正，存在一定的误差。
31.2、基准刀和矫正刀具虽然用于进行同一工件的加工，但是两者作用不一致，比如一个用于内孔加工，一个用于外圆加工，内孔加工和外圆加工的刀具长度(通常内孔刀的长径比比较大，更易在加工中产生振纹)、刚性等差别都会可能导致振纹的产生。
32.可见，上述方法依旧无法解决工件加工的振纹问题，鉴于此，本方案提供了一种车床刀尖中心高找正装置，能快速的实现车床上刀尖中心高找正，经过中心高找正后的刀具进行工件加工时，发现振纹出现情况明显改善，有效的解决了工件加工出现振纹的问题。
33.实施例
34.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
35.如图1至图4所示，一种车床刀尖中心高找正装置，包括：矫正杆12、用于与车床进
行相对位置固定的固定机构以及用于调整矫正杆12位置的连杆组件。
36.固定机构包括磁力座3，磁力座3底端用于与需要加工的工件或车床上主轴1吸附，只需使得磁力座3与主轴1相对位置固定即可。磁力座3上设置有安装槽4，安装槽4内底平面安装有固定磁性座6，固定磁性座6呈方块状，固定磁性座6与安装槽4间磁性连接。安装槽4前、后、左、右四侧侧壁上贯穿开设有螺孔，螺孔内均安装有第一调节螺钉5，通过第一调节螺钉5可以调节固定磁性座6在安装槽4内的位置。
37.连杆组件固定在固定磁性座6上，连杆组件包括第一连杆7、第二连杆8和第三连杆10，第一连杆7设置在竖直方向上且其底端与固定磁性座6固定连接。第二连杆8设置在第一连杆7上并与第一连杆7转动连接，使得第二连杆8可以通过转动的方式调整其偏移位置。第二连杆8与第一连杆7连接处设置有第二调节螺钉14，第二调节螺钉14用于调节第一连杆7和第二连杆8相对转动，并实现第一连杆7和第二连杆8的相对位置固定，第二连杆8以第二调节螺钉14为转轴转动。第二调节螺钉14和第三调节螺钉15平行设置，第四调节螺钉16垂直于第三调节螺钉15设置。
38.第二连杆8远离第一连杆7一端设置有第一微调机构9，第一微调机构9与第三连杆10转动连接，第三连杆10上设置有第二微调机构11，第二微调机构11与矫正杆12转动连接。第一微调机构9用于进行第三连杆10与第二连杆8的上下偏移角度微调，第二微调机构11用于进行第三连杆10和矫正杆12的前后偏移角度微调。第二连杆8与第三连杆10转动连接处设置有第三调节螺钉15，第三连杆10以第三调节螺钉15为转轴转动，第三调节螺钉15用于第三连杆10转动到位后使其与第二连杆8相对位置固定。第三连杆10与矫正杆12转动连接位置设置有第四调节螺钉16，矫正杆12以第四调节螺钉16为转轴转动，第四调节螺钉16用于矫正杆12转动到位后使矫正杆12与第三连杆10相对位置固定。
39.第一微调机构9和第二微调机构11均包括微调螺钉19、销轴、弹簧、第一配合件17和第二配合件18，第一配合件17呈l状，第一配合件17包括横块和竖块，横块上设置有用于与第二配合件18配合的第一配合部22，第一配合部22内开设有第一销孔24。竖块上开设有第一安装孔20，第一安装孔20开设在靠近第一配合部22一侧侧壁上，第一安装孔20为盲孔且与第一配合部22错位设置。
40.第二配合件18上对应第一配合部22设置有第二配合部23，第二配合部23为凹槽状供第一配合部22进入，且凹槽侧壁上贯穿开设有螺孔。第二配合部23上对应第一销孔24开设有第二销孔25，且第二配合部23之下的第二配合件18上对应第一安装孔20开设有第二安装孔21。第二配合件18远离第二配合部23的一端开设有螺纹孔26，第三调节螺钉15或第四调节螺钉16安装在螺纹孔26内。第一安装孔20和第二安装孔21连接构成弹簧的安装空间，使用时，将弹簧一端插入第一安装孔20内，将弹簧的另一端插入到第二安装孔21内，然后第一配合件17和第二配合件18配合，弹簧被压缩，第一销孔24和第二销孔25重合，将销轴穿过第一安装孔20和第二安装孔21，使得第一配合件17和第二配合件18能够以销轴为转轴转动。将微调螺钉19安装在第二配合件18上的螺孔内，使得微调螺钉19端部抵靠第一配合件17，通过向内拧入微调螺钉19或向外旋出微调螺钉19的方式实现第一配合件17和第二配合件18的旋转角度调整。第一配合件17和第二配合件18存在角度偏移时，弹簧始终有对第一配合件17和第二配合件18进行支撑的趋势，以保证第一配合件17和第二配合件18的安装稳定性。
41.第一微调机构9中的第一配合件17与第二连杆8远离第一连杆7一端固定，第一微调机构9中的第二配合件18与第三连杆10转动连接。第二微调机构11中的第一配合件17和第三连杆10远离第二连杆8一端固定，第二微调机构11中的第二配合件18与矫正杆12转动连接。
42.矫正杆12为圆柱形状，矫正杆12远离第三连杆10一端为尖端，尖端呈圆锥形状。
43.具体实施时，通过旋松第二调节螺钉14、第三调节螺钉15、第四调节螺钉16分别进行第二连杆8、第三连杆10和矫正杆12位置的初调，通过第一微调机构9、第二微调机构11分别进行第三连杆10、矫正杆12位置的精调，通过第一调节螺钉5可以对连杆组件的整体位置进行微调，使得矫正杆12的轴线与主轴1轴线重合，以便于刀尖13对准矫正杆12的尖端以进行其中心高找正，消除刀尖13与主轴1轴线之间的距离h。
44.针对上述车床刀尖中心高找正装置，本实施例还公开了一种车床上工件加工振纹的消除方法，执行如下步骤：
45.s1、将车床刀尖中心高找正装置安装在主轴1上。
46.s2、初步调整矫正杆12，使矫正杆12轴线与主轴1轴线平行且处于主轴轴线附近。
47.s2
‑
1、调整车床刀尖中心高找正装置中矫正杆12的位置，使其初步与主轴1轴线平行。具体操作时，通过调节第二调节螺钉14、第三调节螺钉15以及第四调节螺钉16，以使得矫正杆12与主轴1轴线平行。
48.s2
‑
2、将千分表27和安装刀具的刀台固定。
49.s2
‑
3、千分表27的探头压在矫正杆12的圆柱面上(如图3所示)，且位于矫正杆12圆柱面的一端，然后沿着主轴1轴线的平行线上下移动千分表27探头，千分表27读取数值，根据数值变化以判断矫正杆12是否发生左右倾斜。
50.s2
‑
4、根据千分表27的读表情况调整矫正杆12。调节矫正杆12时，通过第一微调机构9中的微调螺钉19进行矫正杆12小范围偏移量的调整。
51.s2
‑
5、旋转主轴90
°
，然后执行步骤s4，以便于根据千分表27读取矫正杆12的前后偏移量。
52.s2
‑
6、根据千分表27的读表情况调整矫正杆12。调节矫正杆12时，通过第二微调机构11中的微调螺钉19进行矫正杆12小范围偏移量的调整。执行步骤s2到步骤s3，目的在于使得矫正杆12与主轴1轴线平行。
53.s3、将矫正杆12轴线调整到与主轴1轴线重合。逐渐旋转主轴1，使得千分表27的探头围绕矫正杆12圆周移动，根据千分表27读取数值调整矫正杆12位置，直至车床主轴1旋转180
°
后千分表27数值均不再变化，则矫正杆12轴线与主轴1轴线重合。在调整矫正杆12与主轴1轴线重合时，通过第一调节螺钉5进行调整矫正杆12位置。
54.s4、对主轴1轴线与矫正杆12轴线重合度进行检验。检验时，重新执行步骤s2和步骤s3，若整个过程中千分表27均没有数值变化，则完成矫正杆12轴线与主轴1轴线重合调整。
55.s5、将刀具的刀尖13移动到矫正杆12尖端并对准，此时刀具的刀尖13与矫正杆12之间存在一定间隙，间隙距离可以根据实际情况调整到能达到的最小间距距离，此时把车床z轴坐标值置“0”。
56.s5、通过移动车床z轴，下移刀具，直至刀尖13与矫正杆12的尖端锥面接触或即将
接触为止(此过程中不能让矫正杆12位置有变化)，然后记录车床z轴移动距离，然后根据矫正杆12尖端的锥度计算刀尖13距离矫正杆12轴线(或主轴1轴线)的距离(本实施例中矫正杆尖端锥面为特殊角度，使轴向移动1mm，径向变化0.1mm)。
57.s6、取下车床刀尖中心高找正装置，然后根据计算的刀尖13距离矫正杆12轴线的距离移动刀具到对应位置，使得刀尖13与主轴1轴线重合。
58.s7、进行带中心孔的工件内孔加工，加工后查看是否存在振纹。以此判断振纹产生原因与刀尖13中心高是否找正有关。
59.具体实施时，由于机床主轴1中心安装有工件以及用于对工件进行夹持固定的夹具等，故而车床刀尖中心高找正装置磁力座是偏移主轴1轴线安装。
60.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。