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車刀對(duì)刀儀設(shè)計(jì)
在車床加工過(guò)程中，對(duì)刀是必不可少的環(huán)節(jié)之一。對(duì)刀不準(zhǔn)確，將會(huì)影響車床加工零件的精度，而傳統(tǒng)對(duì)刀方式存在效率低、精度低等問(wèn)題。本文利用水準(zhǔn)器對(duì)中的原理，設(shè)計(jì)了一種新型對(duì)刀儀。該對(duì)刀儀具有效率高、成本低、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。
1、車刀對(duì)刀儀設(shè)計(jì)方案
本文設(shè)計(jì)的對(duì)刀儀主要通過(guò)液位的中性能量來(lái)完成對(duì)刀。從傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的“體驗(yàn)式”刀具設(shè)置到“科學(xué)式”刀具設(shè)置。該液位儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，響應(yīng)靈敏。車刀對(duì)刀儀主要由校準(zhǔn)架、心軸、水平儀等部件組成。其中，對(duì)刀儀的核心部件是校正架，校正架具有高硬度的測(cè)量面。在工作過(guò)程中，主要靠車刀面與車刀頭的接觸來(lái)反映車刀到車刀頭的真實(shí)高度。表面的高硬度既保證了測(cè)量精度，又保證了對(duì)刀儀的使用壽命。定位架上安裝有刻度水平儀。水平反映了刀尖的工作高度。當(dāng)液位在零位時(shí)，整刀過(guò)程完成，使刀具的前、后兩角的工作角度完全等于理論角度。
2、車刀對(duì)刀儀各部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
當(dāng)所述對(duì)刀工具用于工件加工前對(duì)刀時(shí)，為前刀架，可使用三爪卡盤夾緊主軸左端(見(jiàn)圖2);若為后刀架，可用三爪卡盤夾緊主軸右端;測(cè)量時(shí)，校準(zhǔn)齒條的測(cè)量面置于車刀刀尖上，通過(guò)增加或減少緩沖刀片來(lái)調(diào)節(jié)車刀高度時(shí)，校準(zhǔn)齒條會(huì)繞主軸軸上下擺動(dòng)。自從接觸表面到參考平面的距離等于軸到參考平面的距離,當(dāng)水平參考平面是水平(中間的泡沫刻度線),工具提示必須在同一水平面上的軸機(jī)床主軸(也就是說(shuō),工具提示和機(jī)床主軸的軸是一樣的高度)。當(dāng)水平泡與比例線之間存在一定的偏移距離時(shí)，根據(jù)比例線和氣泡偏移方向可計(jì)算出機(jī)床刀尖與主軸中心線的差的高度。
對(duì)刀儀采用直接測(cè)量的校正架，具體結(jié)構(gòu)如圖4所示。其中必須保證水準(zhǔn)儀的安裝面與校準(zhǔn)架上的測(cè)量面平行。此外，在對(duì)中架的內(nèi)孔內(nèi)裝有精密軸承。對(duì)中架和精密軸承采用兩個(gè)孔擋圈進(jìn)行軸向定位，實(shí)現(xiàn)對(duì)中架的軸向定位功能簡(jiǎn)單方便。通過(guò)精密軸承和芯棒的活動(dòng)連接,形成一個(gè)固定的軌道,調(diào)整框架的優(yōu)點(diǎn)是,它可以旋轉(zhuǎn)360°心軸,以確保設(shè)備不僅可以用于前端工具持有人也可以使用在后面和斜工具持有人以確保產(chǎn)品有廣泛的實(shí)際應(yīng)用。
裝配過(guò)程中，應(yīng)使主軸中心與滾動(dòng)軸承重合，以保證校準(zhǔn)架能繞主軸靈活旋轉(zhuǎn)。使用時(shí)，主軸固定在車床主軸上或夾在尾座的鉆夾頭上;所述校正架的另一側(cè)設(shè)有與所述刀尖接觸的測(cè)量面。測(cè)量面必須與滾動(dòng)軸承中心在同一參考平面上。滿足上述條件后，對(duì)刀儀即可實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能。
由圖2可以看出，車刀對(duì)刀儀主要由四部分組成，即刻度尺、刻度架、滾動(dòng)軸承和芯軸。利用定心原理用刻度尺調(diào)平，當(dāng)車刀尖高于車床主軸時(shí)，氣泡將在軸方向附近偏移;當(dāng)車刀尖低于車床主軸時(shí)，氣泡將從軸方向偏移;當(dāng)車刀刀尖高于車床主軸軸時(shí)，氣泡會(huì)停留在刻度值的中間，這是理想的工作位置。對(duì)刀儀示意圖，如圖3所示。水準(zhǔn)儀的精度選擇直接影響到對(duì)刀儀的測(cè)量精度。葉尖到旋轉(zhuǎn)中心的水平距離S和水平面的偏移格點(diǎn)N直接反映葉尖高度的偏移距離Zi。N是標(biāo)高的偏移網(wǎng)格數(shù);是標(biāo)高的精度。S是尖端和旋轉(zhuǎn)中心之間的水平距離。
工具儀器中的芯軸主要用于安裝定位。要求硬度高，表面質(zhì)量好，以保證耐磨性和定位精度。芯棒和軸承的軸向定位采用臺(tái)階一端和卡環(huán)另一端，保證芯棒和校正架的軸向位置。
對(duì)刀儀采用滾動(dòng)軸承，質(zhì)量要求較高。最好選用帶防塵罩的高精度滾動(dòng)軸承，以保證對(duì)刀儀的測(cè)量精度。滾動(dòng)軸承將對(duì)中架與芯軸結(jié)合在一起，保證對(duì)中架繞芯軸轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，對(duì)中架轉(zhuǎn)動(dòng)中心與芯軸同軸。
3、對(duì)刀儀的使用和維護(hù)
本文設(shè)計(jì)了一種測(cè)量刀尖高度和車床主軸中心高度的對(duì)刀儀。下面詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并給出了具體的實(shí)現(xiàn)實(shí)例。所設(shè)計(jì)的對(duì)刀儀軸測(cè)圖如圖2所示。
當(dāng)工件加工需要換刀時(shí)，對(duì)刀儀仍然可以實(shí)現(xiàn)對(duì)刀功能，不需要拆卸工件即可完成對(duì)刀功能。以前刀架為例，只需將對(duì)刀儀主軸右端夾在鉆卡盤中夾在尾座套筒中，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)刀檢測(cè)功能;對(duì)于后刀架，只需將對(duì)刀儀主軸左端夾在鉆卡盤尾座套筒中。該對(duì)刀儀適用于普通車床和數(shù)控車床的各種對(duì)刀。也適用于前后刀架，特別適用于軸套零件的加工。
在日常使用中，對(duì)刀儀必須小心搬運(yùn)，不得磕碰，以免液位計(jì)破損或校正架測(cè)量面產(chǎn)生毛刺，影響測(cè)量精度或正常使用。另外，對(duì)刀儀使用后，應(yīng)及時(shí)加油，防止主軸測(cè)量面和校準(zhǔn)架生銹。
4、結(jié)論
該對(duì)刀儀對(duì)刀過(guò)程簡(jiǎn)單，操作方便，精度高，經(jīng)濟(jì)性好，通用性強(qiáng)，特別對(duì)操作人員的技術(shù)要求低，適合初學(xué)者使用。此外，該對(duì)刀儀不僅可以用于工件加工前的對(duì)刀，還可以用于加工過(guò)程中換刀后的對(duì)刀。使用該對(duì)刀儀，可大大減少車削的輔助時(shí)間，大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和車削質(zhì)量。
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