CN106855399A - 铣刀盘的校正方法、装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铣刀盘的校正方法、装置，所述方法包括如下步骤：a、将预装有多根刀条的铣刀盘安装于主轴；b、将各所述刀条轴向位置按预设理论高度进行调整，同时第一探头检测并记录各所述刀条调整后的实际刀高；c、通过第二探头检测所有刀条切削刃的径向尺寸；d、选取所有刀条中的一根作为基准刀条，其切削刃的径向尺寸作为基准值；比较其他刀条切削刃的径向尺寸相对所述基准值是否处于预设公差范围内，是，该刀条安装合格，否，校正该刀条。该方法既可获得刀条在刀盘坐标系下的绝对安装位置，又可确保刀条之间的径向位置偏差和轴向位置偏差在预设公差范围内，消除装刀过程中产生的装刀误差，提高装刀精度，改善切削质量，延长刀条的使用寿命。

Description

铣刀盘的校正方法、装置

技术领域

本发明涉及铣刀盘校正设备技术领域，特别是涉及一种铣刀盘的校正方法、装置。

背景技术

铣刀盘校正装置主要用于检测铣刀盘中刀条的轴向刀高及切削刃在刀盘中的径向位置。

以制造螺旋锥齿轮的端面铣刀盘或端面滚铣刀盘为例，其包括盘状的刀盘体，切削刀条装夹固定在刀盘体内；通常，刀盘体上装夹固定多根切削刀条，且各刀条沿刀盘的周向均匀分布。切削刀条具有切削刃和带后角的后刀面。

铣削过程中，多根刀条同时参与切削，切削刃在刀盘中的径向位置、轴向刀高的一致性对目标齿形、刀条寿命以及齿面精度起着重要的作用，尤以切削刃在刀盘中的径向位置最重要。若各刀条的切削刃在刀盘中的径向位置超过允许偏差，将会导致每根刀条产生不同的切削厚度，切削刃承受不同程度的载荷和磨损，严重时会出现打刀现象，大大缩短了刀条的使用寿命，同时切出的齿面粗糙度和精度也会有不同程度的影响。

有鉴于此，如何控制刀条的轴向刀高及切削刃在刀盘中的径向位置，提高装刀精度，改善切削质量，并延长刀条的使用寿命，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种铣刀盘的校正方法，能够检测及控制刀条的轴向刀高及切削刃在刀盘中的径向位置，这样既可验证刀条安装位置是否准确，同时，又可确保刀条切削刃的径向尺寸偏差和轴向尺寸偏差处于误差范围内，提高装刀精度，进而改善切削质量，并延长刀条的使用寿命。本发明还提供了一种铣刀盘的校正装置。

为解决上述技术问题，本发明提供一种铣刀盘的校正方法，包括如下步骤：

a、将预装有多根刀条的铣刀盘安装于主轴；

b、将各所述刀条轴向位置按预设理论高度进行调整，同时第一探头检测并记录各所述刀条调整后的实际刀高；

c、设置第二探头的轴向检测位置并维持不变，调整所述第二探头的径向位置，使其与刀条后刀面中心位置接触，记录所述第二探头检测值并将其作为被检刀条切削刃的径向尺寸；通过旋转所述主轴，使所有刀条依次位于检测位置，完成对所有刀条的检测；

或，

设置第二探头的轴向检测位置并维持不变，使所述第二探头与位于检测位置的刀条后刀面靠近切削刃位置接触。接触后旋转所述主轴，同时调整所述第二探头的径向位置，使得所述第二探头沿刀条的后刀面向其切削刃滑动，所述第二探头滑过所述切削刃后探头与被检刀条前刀面接触，此过程中所述第二探头的最大检测值记录为被检刀条切削刃的径向尺寸；通过旋转所述主轴，使所有刀条依次位于检测位置，完成对所有刀条的检测；

d、选取所有刀条中的一根作为基准刀条，该基准刀条切削刃的径向尺寸作为基准值；比较其他刀条径向尺寸相对所述基准值是否处于预设公差范围内，是，该刀条安装合格，否，校正该刀条。

如上，本发明提供的铣刀盘的校正方法，先调整并记录所有刀条的轴向位置，再通过第二探头检测所有刀条的切削刃相对铣刀盘中心的径向尺寸，具体地，通过对刀条后刀面打点测量或连续扫描刀条切削刃的方法检测，之后，在所有刀条中选取一根作为基准刀条，以其切削刃的径向尺寸作为基准值，比较其他刀条切削刃的径向尺寸相对该基准值是否在预设公差范围内，根据比较结果对刀条进行校正，在校正过程中兼顾刀条的轴向位置偏差，通过该方法既可获得刀条在刀盘坐标系下的绝对安装位置，又可确保刀条之间的径向位置偏差和轴向位置偏差均在预设公差范围内，消除装刀过程中产生的装刀误差，提高了装刀精度，避免了刀条之间的径向位置偏差和轴向位置偏差过大导致的切削质量低的问题，同时也避免了刀条切削刃的载荷和磨损程度不一的问题，能够有效提高切削质量，延长刀条的使用寿命。

可选地，步骤d中，所述基准刀条的选取条件为：刀条切削刃的径向尺寸相对所述基准值处于预设公差范围内的刀条的数目最多。

可选地，步骤d中，校正刀条时，通过调整刀条的轴向尺寸使其径向尺寸相对所述基准值处于预设公差范围内，同时确保刀条的轴向尺寸相对所述预设理论高度处于预设公差范围内。

可选地，步骤a中，安装所述铣刀盘后，还检测并调整所述铣刀盘的基准面的安装精度。

本发明还提供一种铣刀盘的校正装置，包括：

床身；

设置于所述床身的主轴箱，其具有用于旋转铣刀盘的主轴；

设置于所述床身的第一、第二探头，其用于检测所述铣刀盘上的刀条的安装位置，两探头均能够沿所述主轴的轴向及径向移动；

与所述第一、第二探头通信连接的控制器，其用于获取两探头的检测值，并确定所述刀条的轴向尺寸和所述刀条切削刃的径向尺寸；还用于选取刀条切削刃的径向尺寸的基准值，比较所述刀条切削刃的径向尺寸相对所述基准值是否处于预设公差范围内，并输出比较结果。

与上述校正方法的原理一致，该校正装置也具有相应的技术效果。

可选地，还包括止推装置，其用于调整所述刀条在所述铣刀盘上的轴向位置。

可选地，还包括：

设置于所述床身的Z轴直线导轨，其与所述主轴的轴线平行；

Z轴滑台，其可沿所述Z轴直线导轨滑动；

设置于所述Z轴滑台的X轴直线导轨，其与所述主轴的轴线垂直；

X轴滑台，其可沿所述X轴直线导轨滑动；

固设于所述X轴滑台的探头支架，所述第一、第二探头固设于所述探头支架。

可选地，所述止推装置也固设于所述探头支架。

可选地，还包括驱动所述Z轴滑台滑动的第一驱动装置及驱动所述X轴滑台滑动的第二驱动装置。

附图说明

图1为本发明所提供铣刀盘的校正方法第一实施例的流程图；

图2为本发明所提供铣刀盘的校正方法第二实施例的流程图；

图3为本发明所提供铣刀盘的校正装置的一种具体实施例的结构示意图。

其中，图3中部件名称与附图标记之间的一一对应关系如下所示：

床身11，主轴箱12，铣刀盘13，止推装置14，第二探头15，探头支架16，支座17，第一探头18，Z轴直线导轨19，Z轴滑台20，Z轴电机21，X轴直线导轨22，X轴滑台23，X轴电机24。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种铣刀盘的校正方法，能够检测及控制刀条的轴向刀高及切削刃在刀盘中的径向位置，确保刀条切削刃相对刀盘的径向尺寸和轴向尺寸处于误差范围内，提高装刀精度，进而改善切削质量，并延长刀条的使用寿命。本发明还提供了一种铣刀盘的校正装置。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

为便于理解和描述简洁，下文结合铣刀盘的校正方法和校正装置一并说明，有益效果不再重复赘述。

请参考图1和图3，图1为本发明所提供铣刀盘的校正方法第一实施例的流程图；图3为本发明所提供铣刀盘的校正装置的一种具体实施例的结构示意图。

该实施例中，铣刀盘的校正方法包括下述步骤：

S11、将预装有多根刀条的铣刀盘安装于主轴；

铣刀盘的安装基面与主轴端面贴合并固定，以便铣刀盘能够随主轴一起旋转。

通常，多根刀条沿铣刀盘的周向均匀分布。

本实施例提供的铣刀盘的校正装置包括床身11和设置于床身11的主轴箱12，该主轴箱12具有用于旋转铣刀盘13的主轴。

S12、将各所述刀条轴向位置按预设理论高度进行调整，同时第一探头检测并记录各所述刀条调整后的实际刀高；

通常，刀条相对铣刀盘的轴向尺寸也需保持一致，但其允许的公差相对径向尺寸而言较大，所以在校正时以径向尺寸的校正为先。但，径向尺寸与轴向尺寸有所关联，所以，事先调整刀条的轴向位置，便于后续对径向位置的校正，同时可以保证轴向位置符合需求。

所述校正装置还包括止推装置14和第一探头18，该止推装置14用于将刀条在铣刀盘13上的轴向位置调整至预设理论高度。第一探头18用于检测刀条的实际刀高，检测数据用于与预设理论高度进行对比。显然，该止推装置14和第一探头18也能够沿主轴的轴向及径向移动，也即能够沿铣刀盘13的轴向及径向移动。

具体地，根据刀条轴向位置的预设理论高度，所有刀条的预装在刀盘上的高度应高于该预设理论高度，具体地，可高于预设理论高度5～10mm，以确保止推装置14移动至该预设理论高度的过程中，能够与所有刀条接触到，并推动所有刀条到达预设理论高度。

理论上，当止推装置14移至预设理论安装高度时，刀条实际刀高与预设理论高度应相等。但由于刀盘及刀条本身的精度误差，实际刀高与预设理论高度存在偏差，从而所有刀条装刀高度不一致，因而在止推装置14移至预设理论安装高度后需对刀条实际刀高进行检测。

调整时，先将止推装置14调整至刀条上方，以便止推装置14能够接触到刀条的切削刃，再将止推装置14移至预设理论高度，在此过程中止推装置14接触到刀条的切削刃，并将该刀条推至预设理论高度，同时设于止推装置14正上方的第一探头18接触刀条刀尖并被压缩产生回退，压缩过程中第一探头18始终保持与刀尖接触，第一探头18根据压缩量记录刀尖实际刀高。随后止推装置14轴向回退，第一探头18脱离刀条，旋转主轴使下一刀条到达调整位置，再轴向移动止推装置14将该刀条推至预设理论高度，第一探头18检测并记录刀条实际刀高。如此，将所有刀条均调按预设理论高度进行调整，并检测得到所有刀条的实际刀高。

S13、设置第二探头的轴向检测位置并维持不变，调整所述第二探头的径向位置，使其与位于检测位置的刀条的后刀面中心位置接触，记录所述第二探头的检测值并将其作为刀条切削刃的径向尺寸；通过旋转所述主轴，使所有刀条依次位于检测位置，完成对所有刀条的检测；

所述校正装置还包括设置于床身11的第二探头15，其中第二探头15用于检测铣刀盘13上的刀条切削刃的径向位置，第一探头15能够沿主轴的轴向(图示Z轴方向)及径向(图示X轴方向)移动，也即能够沿铣刀盘13的轴向及径向移动。

具体的方案中，床身11上固设有支座17，支座17上设置有与主轴的轴线平行的Z轴直线导轨19，Z轴直线导轨19上设置有可沿其滑动的Z轴滑台20，Z轴滑台20上设置有与主轴的轴线垂直的X轴直线导轨22，X轴直线导轨22上设置有可沿其滑动的X轴滑台23，X轴滑台23上设置有探头支架16，止推装置14、第二探头15和第一探头18固设于该探头支架16；从而，X轴滑台23沿X轴直线导轨22滑动时可带动止推装置14、第二探头15和第一探头18沿主轴径向移动，Z轴滑台20沿Z轴直线导轨19滑动时可带动止推装置14、第二探头15和第一探头18沿主轴方向移动。

Z轴滑台20通过第一驱动装置驱动，X轴滑台23通过第二驱动装置驱动。具体地，第一驱动装置为Z轴电机21，第二驱动装置为X轴电机24。当然，实际中也可设置其他驱动装置驱动X轴滑台23、Z轴滑台20的滑动，如伸缩油缸，或螺母丝杠结构等。

所述校正装置还包括与第二探头15和第一探头18通信连接的控制器，该控制器用于获取第二探头15和第一探头18的检测值，并确定刀条实际刀高和切削刃的径向尺寸。

为方便换算和记录，将铣刀盘的中心设为探头检测的零点位置，当然，实际中也可选用其他位置作为参考零点。

如上，该方法采用对刀条的后刀面进行打点测量的方式检测刀条切削刃的径向尺寸。

具体地，先设置第二探头的轴向检测位置，该位置能够确保第二探头与所有刀条的后刀面接触到，之后，使第二探头维持在该轴向检测位置，通过调整第二探头的径向位置，即第二探头所在位置距铣刀盘中心的距离，使其与各刀条的后刀面中心位置接触；显然，第二探头检测的是在同一轴向尺寸下，后刀面中心位置的径向尺寸。

具体设置时，可预先将刀条的几何参数存入所述控制器，便于控制器根据探头检测值记录切削刃的径向尺寸。

其中，通过旋转主轴使各刀条依次位于检测位置，方便探头对其检测。

S14、选取所有刀条中的一根作为基准刀条，其切削刃的径向尺寸作为基准值；比较其他刀条切削刃的径向尺寸相对所述基准值是否处于预设公差范围内，是，该刀条安装合格，否，校正该刀条。

所述控制器还用于选取切削刃的径向尺寸的基准值，比较刀条的径向尺寸相对所述基准值是否处于预设公差范围内，并输出比较结果。

当某一刀条需要校正时，通过调整刀条的轴向位置来调整刀条的切削刃的径向位置，使其切削刃的径向尺寸相对所述基准值处于预设公差范围内，同时确保刀条的轴向尺寸相对前述步骤S12中调整后的刀高处于预设公差范围内。

需要说明的是，尽管刀条的轴向安装公差较径向安装公差大，但是在通过调整轴向尺寸确保径向尺寸偏差的同时，还是需要记录轴向尺寸的调整量，以确保该调整量在刀条轴向安装允许的公差范围内，保证刀条的轴向尺寸也符合要求。

可以理解，由于刀条轴向安装公差较径向安装公差偏大，举例来说，若刀条的径向安装公差在±0.0025mm内，则轴向安装公差在±0.03mm内，所以，理论上，将所有刀条按预设理论高度进行调整后，后续通过调整刀条的轴向位置来确保径向尺寸时，刀条的轴向尺寸应当符合要求，但是，实际中，可能会出现因刀条本身不符合规范而导致刀条的安装无法同时满足轴向和径向要求，此时，则需要对刀条本身进行再加工。

如上，本发明实施例提供的校正方法和校正装置通过对刀条后刀面打点测量获取各刀条的切削刃的径向尺寸，再选取其中一者作为基准值，比较其他径向尺寸相对该基准值是否处于预设公差范围内，根据比较结构对刀条进行校正，通过该方法和装置可确保刀条之间的径向位置偏差在预设公差范围内，消除装刀过程中产生的装刀误差，从而提高装刀精度，避免了刀条之间的径向位置偏差过大导致的切削质量低的问题，同时也避免了刀条切削刃的载荷和磨损程度不一的问题，进而能够有效提高切削质量，延长刀条的使用寿命。

进一步地，步骤S14中，对所有刀条进行检测后，基准刀条的选取条件为：切削刃的径向尺寸相对所述基准值处于预设公差范围内的刀条的数目最多。

以检测主切削刃为例说明，记录所有刀条的主切削刃径向尺寸，当径向安装误差要求控制在±0.0025mm时，如果某一刀条主切削刃的检测值与其他刀条主切削刃的检测值之间的差值落在±0.0025mm范围内的刀条数量最大，则该刀条优选为基准刀条；显然，与该基准刀条对比后差值处于±0.0025mm范围内的刀条为合格刀条，差值超出±0.0025mm范围的刀条，需要校正其轴向位置以使其与基准刀条径向尺寸的差值处于±0.0025mm范围内。

如上，可使需要校正的刀条数目最小，从而大幅减少校正刀条的时间，提高校正效率。

进一步地，步骤S11中，将铣刀盘安装至主轴后，还检测并调整铣刀盘的基准面的安装精度。

理论上，安装铣刀盘后，其基准面与主轴端面贴合，其平面度及与主轴的同轴度能够保障。但是，实际应用中可能会因各种因素导致铣刀盘安装基面的平面度及铣刀盘与主轴的同轴度无法达到检测要求，在检测前，对铣刀盘的基准面安装精度进行检测调整，能够确保后续检测校正的精确性和可靠性。

具体地，可以利用第二探头15对铣刀盘13的基面进行打点测量。

请参考图2，图2为本发明所提供铣刀盘的校正方法第二实施例的流程图。

该实施例中，铣刀盘的校正方法包括下述步骤：

S21、将预装有多根刀条的铣刀盘安装于主轴；

S22、将各所述刀条轴向位置按预设理论高度进行调整，同时第一探头检测并记录各所述刀条调整后的实际刀高；

S23、设置第二探头的轴向检测位置并维持不变，改变第二探头的径向位置，使第二探头与位于检测位置的刀条后刀面靠近切削刃位置接触，接触后旋转所述主轴，同时继续调整第二探头的径向位置，使得第二探头沿刀条的后刀面向其切削刃滑动，第二探头滑过所述切削刃后与被检刀条前刀面接触，此过程中第二探头的最大检测值记录为被检测刀条的切削刃的径向尺寸；完成对所有刀条的检测；

S24、选取所有刀条中的一根作为基准刀条，其切削刃的径向尺寸作为基准值；比较其他刀条切削刃的径向尺寸相对所述基准值是否处于预设公差范围内，是，该刀条安装合格，否，校正该刀条。

与前述第一实施例相比，该实施例的区别在于步骤S23中，第二探头的检测方式不同，该实施例中，通过主轴旋转带动铣刀盘转动，模拟铣刀盘工作过程中切削刃的径向位置，使第二探头沿刀盘的后刀面向切削刃运动，并连续检测第二探头与刀条接触点到参考零点的数值，选取其中最大检测值记录为切削刃的径向尺寸，同时还调整第二探头的径向位置，以免探头被刀条打伤。

其余步骤的改进或具体操作可参照前述第一实施例，此处不再赘述。

以上对本发明所提供的铣刀盘的校正方法、装置均进行了详细介绍。本文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。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.铣刀盘的校正方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、将预装有多根刀条的铣刀盘安装于主轴；

b、将各所述刀条轴向位置按预设理论高度进行调整，同时第一探头检测并记录各所述刀条调整后的实际刀高；

c、设置第二探头的轴向检测位置并维持不变，调整所述第二探头的径向位置，使其与刀条后刀面中心位置接触，记录所述第二探头检测值并将其作为被检刀条切削刃的径向尺寸；通过旋转所述主轴，使所有刀条依次位于检测位置，完成对所有刀条的检测；

或，

设置第二探头的轴向检测位置并维持不变，使所述第二探头与位于检测位置的刀条后刀面靠近切削刃位置接触；接触后旋转所述主轴，同时调整所述第二探头的径向位置，使得所述第二探头沿刀条的后刀面向其切削刃滑动，所述第二探头滑过所述切削刃后与被检刀条前刀面接触，此过程中所述第二探头的最大检测值记录为被检刀条切削刃的径向尺寸；通过旋转所述主轴，使所有刀条依次位于检测位置，完成对所有刀条的检测；

d、选取所有刀条中的一根作为基准刀条，基准刀条切削刃的径向尺寸作为基准值；比较其他刀条径向尺寸相对所述基准值是否处于预设公差范围内，是，该刀条安装合格，否，校正该刀条。

2.根据权利要求1所述的校正方法，其特征在于，步骤d中，所述基准刀条的选取条件为：刀条切削刃的径向尺寸相对所述基准值处于预设公差范围内的刀条的数目最多。

3.根据权利要求1所述的校正方法，其特征在于，步骤d中，校正刀条时，通过调整刀条的轴向尺寸使其切削刃的径向尺寸相对所述基准值处于预设公差范围内，同时确保刀条的轴向尺寸相对所述预设理论高度处于预设公差范围内。

4.根据权利要求1-3任一项所述的校正方法，其特征在于，步骤a中，安装所述铣刀盘后，还检测并调整所述铣刀盘的基准面的安装精度。

5.铣刀盘的校正装置，其特征在于，包括：

床身；

设置于所述床身的主轴箱，其具有用于旋转铣刀盘的主轴；

设置于所述床身的第一、第二探头，其用于检测所述铣刀盘上的刀条的安装位置，两探头均能够沿所述主轴的轴向及径向移动；

与所述第一、第二探头通信连接的控制器，其用于获取两探头的检测值，并确定所述刀条的轴向尺寸和所述刀条切削刃的径向尺寸；还用于选取刀条切削刃的径向尺寸的基准值，比较所述刀条切削刃的径向尺寸相对所述基准值是否处于预设公差范围内，并输出比较结果。

6.根据权利要求5所述的校正装置，其特征在于，还包括止推装置，其用于调整所述刀条在所述铣刀盘上的轴向位置。

7.根据权利要求6所述的校正装置，其特征在于，还包括：

设置于所述床身的Z轴直线导轨，其与所述主轴的轴线平行；

Z轴滑台，其可沿所述Z轴直线导轨滑动；

设置于所述Z轴滑台的X轴直线导轨，其与所述主轴的轴线垂直；

X轴滑台，其可沿所述X轴直线导轨滑动；

固设于所述X轴滑台的探头支架，所述第一、第二探头固设于所述探头支架。

8.根据权利要求7所述的校正装置，其特征在于，所述止推装置也固设于所述探头支架。

9.根据权利要求7所述的校正装置，其特征在于，还包括驱动所述Z轴滑台滑动的第一驱动装置及驱动所述X轴滑台滑动的第二驱动装置。