一种车削大螺距螺纹车刀磨损面快速水平定位测量辅具的制作方法

本发明属于机械加工领域，涉及一种车削大螺距螺纹车刀磨损面快速水平定位测量辅具。

背景技术：

在车削大螺距螺纹刀具振动磨损研究过程中，为了观测螺纹车刀磨损面的表面形貌情况，通常情况下会利用相应的测量仪器对磨损面进行倍数的放大，此处以超景深显微镜测量螺纹成型车刀磨损面的表面形貌为例。因为要对螺纹成型车刀磨损面进行观测，则必须保证螺纹成型车刀磨损面与超景深实验台保持平行，若有倾斜则无法保证观测到螺纹成型车刀磨损面完整的表面形貌，从而不能满足观测的要求。目前的常用的方法是将螺纹成型车刀放置于实验台表面，在刀具下方放置填充物，通过调整填充物的多少使得刀具磨损面与实验台保持平行，由于判别刀具磨损面与实验台是否平行是以目测以及经验判别，并且若测量角度相同的一批螺纹成型车刀磨损面的表面形貌时，需要不断的将已测量刀具从填充物上取下，放上其他的未测量刀具，进而需要进行填充物的从新调整以保证刀具磨损面与实验台平行，如此反复，该方法不仅无法满足刀具磨损面可以平行于实验台的观测要求，而且重新进行对刀调整位置的操作极其浪费时间，降低观测效率。因此，就需要设计一种不仅可以使得被测磨损面得到快速水平定位，同时可以实现在观测角度相同的一批刀具时，无需重复定位的快速水平定位测量辅助装置。

技术实现要素：

本发明所需要解决的技术问题是针对现有的刀具磨损面观测方法不能满足被测刀具磨损面的快速水平定位以及在观测角度相同的一批刀具时，需要重复定位的缺陷，设计一种不仅可以使得被测磨损面得到快速水平定位，满足刀具磨损面可以平行于实验台的观测要求，同时在观测角度相同的一批刀具时，无需重复定位的快速水平定位测量辅助装置。

为了解决以上问题，本发明采用以下技术方案：

一种车削大螺距螺纹车刀磨损面快速水平定位测量辅具，包含以下五大部分结构：车刀放置支架、车刀弹簧卡紧固定结构、水平仪伸缩架、可伸缩底座、球头卡紧结构。

车刀放置支架可以看成由三个互相垂直的长方体相交而成，可以使得刀体紧靠支架的三个面得到x，y，z三个直角坐标方向上的移动自由度的定位，其中限制z方向自由度的长方体由顶部挡板，支架底面以及底部挡板构成。顶部挡板用于在装配车刀弹簧卡紧固定结构中的弹簧时，起到固定弹簧的作用，并通过压紧螺钉与支架底面连接。底部挡板用于在装配球头卡紧结构中的圆柱滑块，弧面的金属套以及球头时使其得到位置的固定效果，并通过压紧螺钉与支架底面连接。

车刀弹簧卡紧固定结构由一个卡紧贴片以及两个弹簧构成，利用带有弹性夹紧功能的卡紧贴片紧贴刀体表面，使得被测刀具紧贴车刀放置支架三个平面不移动，得到了x，y，z三个直角坐标方向上的移动自由度的约束，保证了被测刀具进行角度调整时的位置精度。

水平仪伸缩架由w形伸缩架、水平圆柱形伸缩架、气泡水平仪、气泡水平仪托盘、两个压紧螺钉、一个螺栓以及一个蝶形螺母构成，w形伸缩架实现气泡水平仪竖直方向高度调整功能，水平圆柱形伸缩架实现气泡水平仪和气泡水平仪托盘的角度旋转以及实现二者轴向伸缩的功能，气泡水平仪实现气泡水平仪托盘底部平面可以平行于实验台的功能，气泡水平仪托盘用于卡紧放置气泡水平仪，并且气泡水平仪的底面平行于气泡水平仪托盘的底面，一个螺栓，一个蝶形螺母以及两个压紧螺钉的设置实现了水平圆柱形伸缩架角度，伸缩长度的调整卡紧功能以及w形伸缩架长度调整卡紧功能。

可伸缩底座由竖直圆柱形伸缩架、球头、四爪底座、四个圆柱形插孔以及一个压紧螺钉构成，球头实现了可伸缩底座与球头卡紧结构相连接的功能，并且可使车刀放置支架绕x，y，z三个坐标轴方向转动自由度的调整，竖直圆柱形伸缩架实现竖直方向以及水平圆周方向车刀放置支架位置的调整，压紧螺钉用于卡紧定位竖直圆柱形伸缩架的高度，四爪底座实现为车刀放置支架，车刀弹簧卡紧固定结构，水平仪伸缩架以及球头卡紧结构做底部支撑，四个圆柱形插孔实现根据需要水平仪伸缩架四个方位的安装。

球头卡紧结构由一个弧面的金属套、一个圆柱滑块以及一个压紧螺钉构成。弧面的金属套的设计是为了防止圆柱滑块与球头直接接触挤压造成球头表面的破坏，圆柱滑块的设计是为了在拧紧压紧螺钉时增大对球头的受力面积，从而使车刀放置支架更好的卡紧固定，压紧螺钉的设计是为了固定已经调整好的位置。

本发明的工作原理是：首先将装置放置于测量仪器实验平台上，调整放置有气泡水平仪的托盘，通过对水平仪伸缩架中的w形伸缩架的高度，水平圆柱伸缩架长度以及其旋转角度的调整，使得气泡水平仪里面的气泡处于水平仪刻度最中间位置即使得气泡水平仪托盘底部处于水平状态，此时拧紧水平仪伸缩架上的两个压紧螺钉以及蝶形螺母卡紧定位，然后将螺纹成型车刀放在具有车刀弹簧卡紧结构的车刀放置支架上，由于待测刀具磨损面具有一定的角度，所以通过球头卡紧装置以及底座上的竖直圆柱形伸缩结构对车刀放置架上的刀具进行空间位置的调整，当被测刀具的磨损面正好紧贴于气泡水平仪托盘的底部时，即说明此时被测刀面与实验台处于平行的状态，拧紧球头结构的压紧螺钉，保持此刀面与测量仪器实验台平行，此时调整可伸缩底座中的竖直圆柱形伸缩结构，将被测刀面根据需要升降到合适的观测位置，拆掉水平仪伸缩架便可以进行刀具磨损表面形貌的观测。

本发明的优点以及达到的效果是，使用此装置用作测量辅具，可以将刀具直接装夹在装置上并固定其位置，还可以简便快捷的对刀具磨损面进行角度和位置的微调以得到与实验台水平的刀面位置状态，从而通过测量获得相对准确的刀面磨损的表面形貌，而且避免了在观察测量角度相同的一批螺纹成型车刀刀面磨损的表面形貌时，反复的调整每一把刀具的空间位置，使用此装置只需要一次将车刀放置支架调整到合适位置便可以进行相同角度的一批螺纹车刀同一刀面磨损的表面形貌的观察测量，不仅使得刀面与实验台的平行，满足了观测要求，而且减少了反复对刀调整位置的时间，提高了观测效率。

总的来说，本发明具有以下几条优点。

1.将待测螺纹成型车刀直接安装在车刀放置支架上，调整到所需要的最佳位置进行观察测量方便快捷，代替了以往用填充物寻找最佳位置的方法。

2.通过调整水平仪伸缩架和车刀放置支架的空间位置，方便快捷的找到与实验台平行的被测刀面的空间位置。

3.当观察测量一批相同角度的螺纹成型车刀的刀面磨损的表面形貌时，无需重复定位刀具磨损面的位置角度，对于观测数据的一致性有所保证。

4.以此装置得到的刀面水平位置比人眼判别的水平位置更加精确，有利于减少人为误差。

附图说明

图1是车削大螺距螺纹车刀磨损面快速水平定位测量辅具三维图；

图2是车削大螺距螺纹车刀磨损面快速水平定位测量辅具结构图；

图3是车削大螺距螺纹车刀磨损面快速水平定位测量辅具正视图；

图4是车刀放置支架及球头连接示意图；

图5是车刀放置支架顶部挡板结构图；

图6是车刀放置支架底部挡板结构图；

图7是被测螺纹成型车刀结构图。

其具体标号如下：

1为弹簧放置凹槽，2为卡紧贴片结构，3为车刀放置支架顶部挡板，4为车刀放置支架底部挡板，5为四爪底座，6为圆柱形插孔，7为气泡水平仪，8为气泡水平仪托盘，9为水平圆柱形伸缩架，10为压紧螺钉，11为螺栓，12为蝶形螺母，13为球头卡紧结构压紧螺钉，14为w形伸缩架，15为w形伸缩架压紧螺钉，16为可伸缩底座的压紧螺钉，17为车刀放置支架顶部挡板的压紧螺钉，18为车刀放置支架底部挡板的压紧螺钉，19为球头，20为竖直圆柱形伸缩架，21为弧面的金属套，22为圆柱滑块，23为弹簧，24为车刀放置支架顶部挡板螺孔，25为车刀放置支架底部挡板圆柱孔，26为车刀放置支架底部挡板螺孔，27为支架底面，28为螺纹成型车刀前刀面，29为螺纹成型车刀右后刀面，30为螺纹成型车刀左后刀面。

具体实施方式

下面结合附图1至7对本发明的技术方案做进一步的说明。

本发明专利车削大螺距螺纹车刀磨损面快速水平定位测量辅具装置主要包含五个结构：车刀放置支架、车刀弹簧卡紧固定结构、水平仪伸缩架、可伸缩底座、球头卡紧结构。

车刀放置支架可以看成由三个互相垂直的长方体相交而成，可以使得刀体紧靠支架的三个面得到x，y，z三个直角坐标方向上的移动自由度的定位，其中限制z方向自由度的长方体由顶部挡板3，支架底面27以及底部挡板4构成。顶部挡板3用于在装配车刀弹簧卡紧固定结构中的弹簧23时，起到固定弹簧23的作用，并通过压紧螺钉17与支架底面27连接。底部挡板4用于在装配球头卡紧结构中的圆柱滑块22，弧面的金属套21以及球头19时使其得到位置的固定效果，并通过压紧螺钉18与支架底面27连接。车刀弹簧卡紧固定结构由一个卡紧贴片2以及两个弹簧23构成，利用带有弹性夹紧功能的卡紧贴片2紧贴刀体表面，使得被测刀具紧贴车刀放置支架三个平面不移动，得到了x，y，z三个直角坐标方向上的移动自由度的约束，保证了被测刀具进行角度调整时的位置精度。

水平仪伸缩架由w形槽伸缩架14、水平圆柱形伸缩架9、气泡水平仪7、气泡水平仪托盘8、两个压紧螺钉10和15、一个螺栓11以及一个蝶形螺母12构成，w形槽伸缩架14实现气泡水平仪7竖直方向高度调整功能，水平圆柱形伸缩架9实现气泡水平仪7和气泡水平仪托盘8的角度旋转以及二者轴向伸缩功能，气泡水平仪7实现气泡水平仪托盘8底部平面可以平行于实验台功能，并且气泡水平仪7的底面平行于气泡水平仪托盘8的底面。气泡水平仪托盘8用于卡紧放置气泡水平仪7，一个螺栓11，一个蝶形螺母12以及两个压紧螺钉10，15的设置实现了水平圆柱形伸缩架9角度，伸缩长度的调整卡紧功能以及w形伸缩架14高度调整卡紧功能。

可伸缩底座由球头19、竖直圆柱形伸缩架20、四爪底座5、四个圆柱形插孔6以及一个压紧螺钉16构成，球头19实现了可伸缩底座与球头卡紧结构相连接的功能，并且可使车刀放置支架绕x，y，z三个坐标轴方向转动自由度的调整，竖直圆柱形伸缩架20实现竖直方向以及水平圆周方向上车刀放置支架位置的调整，压紧螺钉16用于卡紧定位竖直圆柱形伸缩架20的高度，四爪底座5实现为车刀放置支架、车刀弹簧卡紧固定结构、水平仪伸缩架以及球头卡紧结构做底部支撑，四个圆柱形插孔6实现根据需要水平仪伸缩架的四个方位的安装。

球头卡紧结构由一个弧面的金属套21、一个圆柱滑块22以及一个压紧螺钉13构成。弧面的金属套21的设计是为了防止圆柱滑块22与球头19直接接触挤压造成球头19表面的破坏，圆柱滑块22的设计是为了在拧紧压紧螺钉13时增大对球头19的受力面积，从而使车刀放置支架得到更好的卡紧固定效果，压紧螺钉13的设计是为了固定已经调整好的位置。

主要操作步骤如下：以超景深显微镜测量螺纹成型车刀右后刀面磨损的表面形貌为例。首先将装置放置于测量仪器实验平台上，调整放置有气泡水平仪7的气泡水平仪托盘8，通过对气泡水平仪伸缩架中的w形伸缩架14的高度以及水平圆柱形伸缩架9长度以及其旋转角度的调整，使得气泡水平仪7里面的气泡处于水平仪刻度最中间位置即此时使得气泡水平仪托盘8底面处于水平状态，拧紧水平仪伸缩架上的两个压紧螺钉10，15和蝶形螺母12卡紧定位。然后将被测螺纹成型车刀右后刀面29向上放置于具有车刀弹簧卡紧结构的车刀放置支架上，由于螺纹成型车刀右后刀面29具有一定的角度，所以通过球头卡紧装置以及底座上的竖直圆柱形伸缩结构20对车刀放置架上的刀具进行空间位置的调整，当被测刀具右后刀面29正好紧贴于气泡水平仪托盘8的底面时，即说明此时被测刀具右后刀面29与实验台处于平行的状态，拧紧球头结构的压紧螺钉13，保持此被测右后刀面29与测量仪器实验台平行，调整可伸缩底座中的圆柱形伸缩结构20，将被测刀具右后刀面29根据需要升降到合适的位置，拆掉水平仪伸缩架便可以进行观测。当测量角度相同的一批的螺纹成型车刀磨损的表面形貌时，只需要一次将车刀放置支架位置调好固定，无需重复定位，提高了观测效率，保证了观测数据的一致性，而且代替了以往用填充物对刀的方式，使得观测实验更加准确。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围。