渐变倒棱刀具倒棱结构的检测方法与流程

本发明涉及刀具磨削技术领域，特别是涉及一种渐变倒棱刀具倒棱结构的检测方法。

背景技术：

渐变倒棱刀具倒棱部分包括定参数倒棱区域和变参数倒棱区域，定参数倒棱区域倒棱宽度和角度均为定值，变参数倒棱区域倒棱宽度为定值，角度为变量，关于中心线对称，呈线性变化。通过磨削方法制备的渐变倒棱刀具，需要对刀片的精度进行检测，以确定制备的刀具是否符合加工要求。但是，渐变倒棱刀具的倒棱部分尺寸较小，处于宏观和微观之间，采用常见的角度投影检测仪等均无法准确测量渐变倒棱刀具上变参数倒棱区域的角度变化是否符合加工要求。

因此，提供一种渐变倒棱刀具倒棱结构的检测方法，能够检测渐变倒棱刀具上变参数倒棱区域上各截面的倒棱角度，成为现在亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种渐变倒棱刀具倒棱结构的检测方法，以解决上述现有技术存在的问题，可控制渐变倒棱结构的检测位置，便于操作，结合白光干涉仪，能够对渐变倒棱结构的变参数倒棱区域倒棱参数进行有效检测。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种渐变倒棱刀具倒棱结构的检测方法,包括如下步骤：

1)：在白光干涉仪工作台上放置一个挡块和一个刻度盘，所述刻度盘固定在所述挡块的一侧，所述刻度盘上标有角度刻线；

2)：将刀片放置在工作台上，刀片的刀尖圆弧与挡块边缘相切；旋转刀片，使待测截面垂直于挡块边缘；

3)：将刀片放置在白光干涉仪的镜头的视野内，镜头与显示器连接，调整镜头，使待测刀片在显示器上清晰显示；

4)：利用白光干涉仪，采用南-北方向进行第一次提取剖面，提取的第一剖面与待测截面相切，确定切点的纵向刻度；

5)：采用东-西方向第二次提取剖面，提取的第二剖面的纵向刻度为第一剖面与待测截面的切点的纵向刻度，完成对待测截面的轮廓的提取；

6)：将提取的待测截面的轮廓进行处理，补充倒棱信息，完成倒棱结构的检测。

优选的，所述挡块为长方体，所述挡块的长度与工作台宽度相同；所述挡块的前后两端与工作台两端边缘对齐，左右两侧与工作台的左右两侧平行。

优选的，所述刻度盘为半圆形，位于所述挡块的左侧，所述刻度盘的直线段与所述挡块左侧边缘平行或重合；所述角度刻线标刻在所述刻度盘的圆弧上。

优选的，所述刀片的刀尖圆弧与挡块左侧边缘相切，切点与刻度盘圆心重合，待测截面垂直于挡块左侧边缘。

优选的，所述刀片的刀尖圆弧与挡块左侧边缘相切时，刀片的副切削刃与挡块左侧边缘的夹角为第一夹角；刀片的刀尖圆弧的圆心到副切削刃的垂线与待测截面的夹角为第二夹角；所述第二夹角等于第一夹角，所述第一夹角的角度由刻度盘直接测得，通过绕刻度盘圆心旋转刀片改变第一夹角的大小，来控制第二夹角的角度，从而来控制渐变倒棱结构的检测位置；并根据第二夹角的角度来计算得到待测截面的理论倒棱角度和倒棱宽度。

优选的，所述待测截面穿过刀尖圆弧与挡块左侧边缘的切点。

优选的，所述步骤4)中第一次提取剖面时，第一剖面与刀尖圆弧相切。

优选的，所述刻度盘与所述挡块为一体结构或分开为两个结构。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明中刀片的副切削刃与挡块左侧边缘的夹角为第一夹角；刀片的刀尖圆弧的圆心到副切削刃的垂线与待测截面的夹角为第二夹角；第二夹角等于第一夹角，所述第一夹角的角度由刻度盘直接测得，通过绕刻度盘圆心旋转刀片改变第一夹角的大小，来控制第二夹角的角度，从而来控制渐变倒棱结构的检测位置，便于操作；结合白光干涉仪提取剖面，能够对渐变倒棱结构的变参数倒棱区倒棱结构进行有效检测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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的附图。

图1为本发明中渐变倒棱刀具倒棱结构的检测示意图；

图2为刻度盘和挡块位置示意图；

图3为刀尖与挡块局部放大图；

图4为图3的a向视图；

图5为白光干涉仪第一次提取剖面示意图；

图6为白光干涉仪第二次提取剖面示意图；

图7为检测结果示意图；

图8为检测结果的信息补充示意图；

图9为刀尖倒棱结构示意图；

图10为倒棱截面示意图；

其中，1为工作台，2为刻度盘，3为刀片，4为挡块，5为镜头，6为显示器，7为第一夹角，8为第一垂线，8’为第二垂线，9为第二夹角，10为刀尖楔角平分线，11为副切削刃延长线，11’为主切削刃延长线，12为待测截面，13为第一垂线延长线，14为挡块边缘平行线，15为挡块左侧边缘，16为第三夹角，17为第一剖面，18为刀尖圆弧，19为第二剖面，20为倒棱结构轮廓，21为倒棱角度，22为倒棱宽度。

具体实施方式

下面将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。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种渐变倒棱刀具倒棱结构的检测方法，以解决现有技术存在的问题，可控制渐变倒棱结构的检测位置，便于操作，结合白光干涉仪，能够对渐变倒棱结构的变参数倒棱区域倒棱参数进行有效检测。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供一种渐变倒棱刀具倒棱结构的检测方法,包括如下步骤：

1)：在白光干涉仪工作台1上放置一个挡块4和一个刻度盘2，刻度盘2固定在挡块4的一侧，刻度盘2上标有角度刻线；

2)：将刀片3放置在工作台1上，刀片3的刀尖圆弧18与挡块4边缘相切；旋转刀片3，使待测截面12垂直于挡块4边缘；

3)：将刀片3放置在白光干涉仪的镜头5的视野内，镜头5与显示器6连接，调整镜头5，使待测刀片3在显示器6上清晰显示；

4)：利用白光干涉仪，采用南-北方向进行第一次提取剖面，提取的第一剖面17与待测截面12相切，确定切点的纵向刻度；

5)：采用东-西方向第二次提取剖面，第二剖面19的纵向刻度为第一剖面17与待测截面12的切点的纵向刻度，完成对待测截面12的轮廓的提取；

6)：将提取的待测截面12的轮廓进行处理，补充倒棱信息，完成倒棱结构的检测。

如图1所示，挡块4为长方体，挡块4的长度与工作台1宽度相同；挡块4的前后两端与工作台1两端边缘对齐，左右两侧与工作台1的左右两侧平行，能够保证挡块左侧边缘15完全垂直于工作台1两端边缘，并与工作台1的左右两侧平行。如图2所示，刻度盘2为半圆形，位于挡块4的左侧，刻度盘2的直线段与挡块左侧边缘15平行或重合；刻度盘2与挡块4为一体结构或分开为两个结构，本发明中优选为一体结构；角度刻线标刻在刻度盘2的圆弧上。

如图3和图4所示，刀片3的刀尖圆弧18与挡块左侧边缘15相切，切点与刻度盘2圆心重合。其中第一垂线8为刀尖圆弧18的圆心到副切削刃的垂线，即刀尖圆弧18与副切削刃相切的点与刀尖圆弧18所对应圆心的连线，垂直于副切削刃；第二垂线8’为刀尖圆弧18与主切削刃相切的点与刀尖圆弧18所对应圆心的连线，即刀尖圆弧18的圆心到主切削刃的垂线，垂直于主切削刃。主切削刃延长线11’和副切削刃延长线11之间所夹的角度为刀尖楔角，刀尖楔角平分线10为经过刀尖圆弧18所对应的圆心的刀尖楔角的平分线，与第一垂线8和第二垂线8’相交于刀尖圆弧18所对应的圆心。主切削刃延长线11’和副切削刃延长线11相交于一点，且该点位于刀尖楔角平分线10上，主切削刃延长线11’与第二垂线8’垂直，副切削刃延长线11与第一垂线8垂直。

待测截面12垂直于挡块左侧边缘15，穿过刀尖圆弧18与挡块左侧边缘15的切点。第一垂线延长线13远离刀尖圆弧18所对应圆心方向，挡块边缘平行线14平行于挡块左侧边缘15，且与副切削刃延长线11、主切削刃延长线11’以及刀尖楔角平分线10相交于一点，此时挡块边缘平行线14与待测截面12垂直。

刀尖楔角与刀片3的形状有关，为定值；第一垂线8与第二垂线8’的夹角为刀尖圆弧18曲线所对应的圆心角度；副切削刃延长线11、主切削刃延长线11’、第一垂线8和第二垂线8’组成一四边形，内角和为360°；另外，主切削刃延长线11’与第二垂线8’垂直，副切削刃延长线11与第一垂线8垂直，夹角都为90°，则此时刀尖圆弧18曲线所对应的圆心角度亦为定值。

第一夹角7为刀片3的副切削刃与挡块左侧边缘15的夹角；第二夹角9为刀片3的刀尖圆弧18的圆心到副切削刃的垂线与待测截面12的夹角，即第一垂线8与待测截面12的夹角；第三夹角16为副切削刃延长线11与挡块边缘平行线14之间的夹角。结合三角形内角和定理，两个三角形中有两个角相等，则另一个角也相等，则第三夹角16和第二夹角9相等；挡块边缘平行线14与挡块左侧边缘15平行，第一夹角7与第三夹角16为同位角，两者相等；因此，第一夹角7同样等于第二夹角9。第二夹角9通过简单的操作无法确定，第一夹角7的角度大小可通过刻度盘2确定，通过绕刻度盘2圆弧所对应圆心旋转刀片3改变第一夹角7的大小即可实现控制第二夹角9的角度，从而来控制渐变倒棱结构的检测位置，对不同位置进行检测。通过确定第二夹角9的大小，即可通过理论公式，计算出理论磨削待测截面12的倒棱宽度和角度值。

其中，如图9和图10所示，截面a至截面e之间为变参数倒棱区域，角度为变量。

截面a和截面e角度最小，截面c角度最大。刀尖楔角为80°，则对应的圆心角即截面a和截面e之间的夹角为100°。

渐变倒棱刀具的倒棱宽度为定值，不需计算，角度为变量，沿切削刃各点的角度不同，刀具刃线通用计算公式如下：

式中，k,a为常数；r为刀尖圆弧半径；为第二夹角9；

设计刀具的前提是确定变参数倒棱区域的角度变化范围(γa，γb)、倒棱宽度b，刀尖圆弧半径r。(已知条件)

根据已知条件确定k和a的值，计算过程如下：

截面a为倒棱角度最小值γa，棱宽为b，则

za＝b·tanγa；

同理，可求得zc＝b·tanγc；

za和zc对应的值已知，分别为0°和50°；

代入可求得k和a的值；

则刃线公式确定。

代入待测截面的第二夹角即可得到对应的z值；

再通过公式zi＝b·tanγi，反求对应的倒棱角度γi；

即可确定待测截面的理论倒棱角度。

将刀片3放置在白光干涉仪的镜头5的视野内，镜头5与显示器6连接，调整镜头5，使待测刀片3在显示器6上清晰显示。如图5所示，利用白光干涉仪，采用南-北方向进行第一次提取剖面，第一剖面17与待测截面12垂直，并与刀尖圆弧18相切，确定切点的纵向刻度；如图6所示，采用东-西方向第二次提取剖面，第二剖面19的纵向刻度为第一剖面17与待测截面12的切点的纵向刻度。利用白光干涉仪的条纹干涉原理，进行两次剖面，完成对待测截面12的倒棱结构轮廓20的提取，如图7所示。然后将提取的待测截面12的轮廓进行处理，补充倒棱信息，得到倒棱角度21和倒棱宽度22，如图8所示。完成倒棱结构的检测。

将测得实际倒棱角度和倒棱宽度与理论值进行对比，来验证刀具制备的倒棱角度的精度。

设倒棱宽度为0.15mm，角度变化范围(15°～30°)，实际检测结果与理论结果对比如下：

可见，本发明中实际倒棱宽度、倒棱角度与理论值相差较小，加工精度较高。

本发明中刀片3的副切削刃与挡块左侧边缘15的夹角为第一夹角7；刀片3的刀尖圆弧18的圆心到副切削刃的垂线与待测截面12的夹角为第二夹角9；第二夹角9等于第一夹角7，第一夹角7的角度由刻度盘2直接测得，通过绕刻度盘2圆心旋转刀片3改变第一夹角7的大小，来控制第二夹角9的角度，从而来控制渐变倒棱结构的检测位置，便于操作；结合白光干涉仪提取剖面，能够对渐变倒棱结构的变参数倒棱区倒棱结构进行有效检测。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。