CN1078833C - 用于校正刀盘体的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种校正切削工具的方法，这种切削工具包括多个可装拆和固定于刀盘体内的切削刀片，刀片包括一切削刃和一在一预定的后角上走向的切削侧后角表面。本方法包括将切削工具安装在一具有主轴和测量测头的校正装置的主轴上，测量测头能沿着至少一个能沿着一第一方向(Y-轴)运动以定义测头偏置距移动，并能沿着一第二方向移动以定义测头进/出进给运动。刀片切削侧后角表面根据测头定位，因此基本平行于测头偏置距移动方向定位。探测切削侧后角表面以确定切削侧面的一个位置并记录下这个位置。将该位置与预定位置比较，如该位置在预定位置的公差范围内，切削工具分度至另一切削刀片，否则，如该位置在预定位置的公差范围外，通过对切削侧面的调节，使左刀削侧面处在预定公差范围内。

Description

用于校正刀盘体的方法和装置

发明领域

本发明涉及用于切削具有曲齿面的准双曲面和螺旋锥齿轮(bevel andhypoid gear)的切削工具。尤其涉及一种用于校正具有条状切削刀片的刀盘体的方法和装置。

发明背景

在制造曲齿面的准双曲面和螺旋锥齿轮时，采用的切削工具大都是端面铣刀或端面滚洗刀，在齿轮制造行业中已知这种类型的切削工具。在端面铣刀中，将切削刀片(cutting blade)设置在刀盘体内，这样在刀具的每次切入进给中都形成一齿槽，然后刀具必须退回，工件分度到下一个齿槽位置以形成下一个齿槽。在端面滚洗刀具中，切削刀片设置在刀盘体内，这样随着切削工具的每一单个切入进给以及定时的工件旋转，形成工件所有的齿槽。

用于端面铣削和端面滚削过程的切削工具通常包括具有条状切削刀片的盘形刀盘体，例如它可由棒条工具钢制成，将它插入并位于刀盘体内的槽内。每个切削刀片包括一前角面、切削刃、构成一预定后角的一切削侧表面、非切削刃、非切削刀片侧表面和一顶表面。在Blakesley的美国专利No.4,575,285以及Kitchen等人的美国专利No.4,621,954中示出了插入条状刀盘体和刀片的例子。

盘状刀盘体被分成刀片组或每个刀片组包括一至三个槽的刀片夹。在每组只有一个槽的情况下，刀具仅用来切削工件齿面的凸面或凹面。这种刀具通常用在精切工序中。在每组刀片中有两个槽的情况下，在每一组中具有一内切削刀片和一外切削刀片。这种刀盘体被设计用作一粗加工铣刀，一精加工铣刀或作为一同时粗加工齿槽并精加工凸出面或凹齿面的“全工序”铣刀。在每组刀片组中有三个槽的情况下，附加的切削刀片是一“底切”或粗加工刀片。底部刀片作为一内切或外切刀片(分别进行凸或凹切削)。通过这种形状，第三刀片校正齿槽根过渡曲线，并且支持其他两刀片中的一个刀片的切削功能。

为了使每一种的每个刀片，特别是内或外刀片具有相同的切削厚度，从而具有相同的负载和磨损，切削刀片的径向位置非常重要。刀片柄和切削刀片位置相对于刀片柄的公差，以及刀盘体内槽的“磨损”公差可以累加。在一已知的刀具制造过程中，刀片靠着一表面或“限位块”轴向移动，这使得在刀盘体上具有相等的刀片高度。但是这个过程仅能控制一维并且不考虑上述刀片切削刀片径向位置有效公差的影响。这个影响是产生从一个刀片到另一个刀片的不均匀的切削效果，导致在齿表面上的切削刀片迹，一较短的刀具寿命以及一动态的非最佳机器运行。

在一控制一刀片切削刃径向位置的努力中，可使用一人工操作的刀具组装/检验装置(例如由格里森工场纽约的Rochester出版的“No.563刀具检验装置”中所描述的机器)完成沿着切削刃一有效点的径向位置检验。使每个刀片的端点与一刀片限位块接触以便将所有刀片都轴向定位于与刀盘体等高的位置。然后每个刀片的切削刃与一测头接触用来确定每个切削刃上一相同预定点的径向位置。在刀片间的半径差被用来计算一值以便在刀盘体的槽内向上或向下运动刀片，因此产生了切削刃位置的一径向移动，结果当刀具围绕着它的轴旋转时，所有的切削刃都沿着基本相同的轨迹运动。切削刀片的端点轴位置的一致性失去是因为轴向调节必然产生切削刀片移动，但是刀片齿顶通常保持在预定的公差内。在这种类型的机器上校正一刀具是非常费时的，并且其精确性很大程度上取决于操作者连续地和准确地在每个刀片切削刀片上操作测头的能力。

用于刀盘体组装和测量的另一种现有装置是一非分度式装置，它具有一能在包含刀具轴的平面内运动的测头，并且可通过使测头与一条状刀片切削侧表面接触进行操作。一旦实现接触，刀具慢慢地旋转以使测头端部球沿着切削侧表面朝着切削刀片运动，这使得当测头球到达切削刃时测头的位置离开刀具轴。可以监控测头离开刀具轴的运动直至出现一表明切削刀片径向位置的最大的读数。测头的位置可与一预定的或理论读数比较，并且如果必要，可计算一新的刀片止推位置并且可以调节切削刀片的径向位置来重新设定切削刀片的位置达到一理想的径向位置。这个过程对于切削刀片的旋转误差以及测头球的定位误差非常敏感。

在一消除因测头球朝着一切削刃的位移引起的误差的努力中，使用一非接触型电容测头来消除测量与上述方法相关的误差。例如由Pigage等人在美国专利No.3,641,431中揭示的一非接触探测方法。但是由于在监控测头输出读数的同时仍然需要通过缓慢旋转刀具来“发现”切削刃，所以这种方法并未能消除这个缺点。

已有另一种刀具组装和测量装置，它包括一允许控制刀具角度(转动)位置的分度机构，并提供一从一个刀片到另一刀片的分度。除了这个分度能力，装置还包括具有偏置距的测头，偏置距对于校正位于切削刃位置的测头垂直于切削刀片运动方向是必须的。正如上述其他方法，这个过程对于刀具角度位置的未对准以及靠着切削刀片的测头放置也是高度敏感的。

本发明的一个目的是提供一种不必接触一切削刀片的切削刃就能测量该切削刀片的径向位置的方法。该方法提供了一切削刀片的一个大的测头接触区，同时能较精确地测量位于一刀盘上的诸多切割刀片的径向位置。

本发明的另一目的是提供一种用于实施如上所述的、测量一切割刀片的径向位置的方法的校正装置。

技术方案

本发明提供了一直接地确定一从一刀盘体的一表面突出的至少一条状切削刀片径向位置的方法，刀盘体的切削刀片具有一切削刃，一个后角切削侧后面，一个非切削刃侧后面，一个前角前侧面。

本发明包括提供一具有刀具主轴和一测量测头的装置，测量测头能沿着一定义为第一运动方向的测头偏置距移动，并能沿着一定义为第二运动方向的测头进/出进给。刀具安装于主轴上并且切削刀片的一表面是与测头偏置距移动方向平行定位的。然后探测表面并且记录下刀片表面的位置读数。

更具体地说，本发明提供一种校正切削工具的方法，这种切削工具包括多个可拆装的固定于刀盘体内的条状切削刀片，刀片包括一切削刃和一在一预定的后角上的切削侧表面。

本方法包括将切削工具安装在一具有测量测头和主轴的校正装置的主轴上，测量测头至少能沿着一定义为第一运动方向的测头偏置距移动，并能沿着一定义为第二运动方向测头进/出进给运动的测头。切削刀片的切削侧后角表面平行于测头偏置距移动方向定位。探测切削侧后角表面以预定切削侧的一个位置并记录下这个位置。将这个记录下的位置与预定的位置进行比较，并且(a)如果记录下的位置在所述预定位置的预设公差范围内，切削工具分度至另一切削刀片，否则，(b)如果记录的位置在预定位置的预设公差范围之外，通过一定量切削侧面重新设定在所述预定的公差范围内，轴向调节刀盘体内的切削刀片。

附图简介

图1说明现有技术中测量一端面铣刀上切削刀片径向位置的方法；

图2是沿着图1刀盘体表面所截取的一视图，它示出了与切削刀片切削刃接触的测头；

图3说明现有技术中测量一端面滚洗刀上切削刀片径向位置的方法；

图4说明现有技术中测量一端面滚洗刀上切削刀片径向位置的分度法和偏置法；

图5用图解法表示出应用于一端面铣刀上的本发明方法；

图6用图解法表示出应用于一端面滚洗刀上的本发明方法；

图7是说明图5或图6中切削刀片的一侧视图；

图8示意地说明实现本发明过程的发明装置；

图9是说明图5或6切削刀片和多根测头方位的一横截面图；

图10是示出通过本发明的方法测得的齿顶齿尖和径向偏差的图线。

较佳实施例的描述

下面将参考附图对本发明进行详细的说明。在所有的附图中，相同的部件用相同的标号表示。

图1说明一已知的用于径向校正一镶齿式端面铣刀过程。为了便于通过附图来讨论和说明，仅示出一个从刀盘体2前平面突出的切削刀片3，但是可以理解，为了实际的切削目的，将有多个条状切削刀片从刀盘体2的前平面突出。条状切削刀片3(见图2)包括背面4，前倾面6，切削侧后角表面8，非切削侧后角表面10和齿顶后角表面11。在前倾面6和切削侧表面8的相交处形成一切削刃12。切削刀片3位于一刀盘体槽14内，在槽内前表面16基本上位于刀盘体2的半径上。

刀盘体2安装于一刀具测量/检验机器的主轴上，如前述Gleason No.563检验机器。测量机器还包括一具有一测头端部球体22和一刀片限位块30的接触测头20。测头20可在包含刀具轴T的一轴平面24内朝着轴T或离开轴T运动。箭头26说明测头20朝向轴T的运动。

如前所述，使每个刀片的端点与刀片限位块30接触(图2)，轴向定位所有刀片使它们相对于刀盘体2都具有相同的高度。然后转动刀具使切削刀片3与测头球22靠近，通过手动方法，如测量机器上的一手轮，可以有效地实现转动。一旦切削刀片3与测头球2相靠近，测头沿着方向26朝着工具轴T向内运动，直到在某一点沿着切削刀片的高度与切削刀片接触。然后转动刀具2使测头球22朝着切削刃12相对地运动，从而测头20朝着箭头26相反方向运动。由于切削侧表面8的后角γ(是切削运动瞬时方向28和切削侧表面8之间的角)以及它相对于测头20的方位，当转动刀具时，测头20沿着方向26运动并且在切削刃12上到达它与工具轴T的最大距离，在图2中示出了这个位置。正是在这个位置上，记录下测头的位置，用来显示切削刀片3的径向位置。

在端面铣刀中，切削的瞬时方向28垂直于位于平面24内的刀具半径。由于切削方向28垂直于平面24，所以也垂直于测头进/出运动的方向26。因此用ψ表示的切削侧表面8和测头20间的角度等于90－γ。

注意在沿着切削刃12点上的测头20位置，并将它与一理想位置进行比较，如果实际的读数超出了预定的公差范围，就要计算一新的刀片位置。沿着适当的方向32重新将刀片限位块30设置在一新的位置上，并且使切削刃3与新设置的刀片限位块30接触。切削刃3根据它在刀盘体2内的初始位置向上或向下轴向运动使切削刃12朝着或离开工具轴T产生一径向移动。

对于相同的刀片重复同样的过程(即内刀片或外刀片)因此最终的结果是所有相同的刀片在切削过程中都具有基本相同的轨迹。但是，这个测量和校正过程非常费时，对于刀具的角度位置非常敏感，并且很大程度上还取决于操作者将测头20直接地、准确地定位于切削刃12上的技术。

图3说明现有技术中测量端面滚洗刀上切削刀片径向位置的方法，并且测量是在包含工具轴T的平面内，沿着测头运动方向26发生的。与端面铣刀不同，它的切削瞬时方向28与刀具半径(图1)垂直，一端面滚洗刀上任一时刻的切削方向28都与一起点在点38(半径36与刀具基圆34的切点)的摆线半径36垂直。这是因为刀盘体2内的刀片3的偏置距“a”(它几乎与刀盘体2内的刀片槽15的偏置距相同)。图3中切削刀片的位置实际上是对应于图1中切削角＝0时的角度位置。这个切削角的移动使切削刀片的切削侧后角表面8和前倾面6，与图1中端面铣刀结构相比，相对于测头运动方向26具有更大的角度，因此端面滚齿装置对于刀具角度位置的未对准以及切削刃12上测头球22的不准确放置更加敏感。

图4是用于测量端面滚洗刀上切削刀片径向位置的另一现有技术装置。在这个装置中测量/检验装置具有刀片分度和偏置能力。分度能力可用来控制刀盘体2的角度位置(在图4中＝0)，并且提供从一个刀片到下一个相同刀片的分度。这种类型的装置也提供了测头20沿着偏置方向“b”自由运动。

图4中的装置，一切削刀片被分度到一位置，在那里瞬时的切削方向28与包含在轴平面24内的刀具半径垂直，即一摆线半径36与平面24平行的位置。当切削刀片在这个位置上时，必须通过一偏置距“b”将测头20从位于轴平面24内(图3所示)的位置移到一新的位置上，以便沿着摆线半径运动，使它与切削刃12沿着它的高度在某一点接触。在这种情况下，对于刀具转动角的未对准和测头偏置距的敏感性与参考图1所作的讨论相似。

图5说明刀盘体2和测头20的一前视图，并且示出了用来确定从刀盘体2平面中突出的条状切削刀片3径向位置的本发明测量方法。发明人发现，超出现有技术方法所提供一刀片位置旋转增量范围的一个附加旋转增量可以基本消除测头球在一切削刀片切削刃上的不正确定位，以及由此得到的不正确读数。希望在一能够完成测头偏置，最好是能够完成刀片分度的装置上实现本发明的方法。

在图5中，转动刀具2，使切削刀片3位于一适当的位置，在那里切削侧后角表面8与测头偏置移动方向“b”平行。较可取的是，在这个位置上，切削侧后角表面8与轴平面24垂直，并与测头运动的进/出方向26垂直。这样的定位意味着测头球22可来回移动或沿着一与刀盘体2的表面等高的线(例如图7中的线25、27或29)在任一点上与侧表面8接触，而沿着进/出进给方向26的测头22的位置读数却没有变化。沿着切削侧表面8长度的等高线也可以被描述为是由垂直于工具轴T的径向平面与切削侧表面8的交线所形成的。

使用本发明装置，可以确定一切削刀片径向位置，迄今为止仅通过测头直接在切削侧后角表面8上的任何位置上与切削刃接触才能得到这个位置。而本发明的方法消除了与现有技术中必须将测头20直接与切削刃12接触(如图1所示)相关的误差，并且还提供了一完整的表面(切削侧后角表面8)，在这个表面上测头20可在任何点上与侧后角表面8接触。这个过程使得通过一更简单的过程可得到更准确更可靠的位置读数。

对于图5所示的端面铣刀，刀具2转动到一位置，在那里切削的瞬时方向28与包含刀具轴T的轴平面24垂直(如图1中所说明)。然后刀具再转动一角度为γ的增加量，这个角度γ是切削侧表面8相对于瞬时切削速度28的后角角度。增加的刀具转动使切削侧后角表面8的纵长方向(从切削刃12到背面4)与测头偏置移动方向“b”(和“c”)平行，并且较可取的是，垂直于进/出测头移动方向26(ψ＝90度)，在这个较佳位置上，测头进/出移动方向26和瞬时切削方向28间的角度不再如图1中所示那样等于90度而是等于χ＋γ或90°＋γ。

根据本发明的方法，测头20可以朝着偏置距方向(在进/出方向26上没有明显的移动)沿着切削侧表面8，从轴平面24到切削刃12移动一距离“b”，也可以沿着切削侧表面8朝着相反方向从轴平面24到切削刀片背面4移动一距离“c”，在那里测头球的位置由虚线22’表示。根据这样的布置，可在切削侧表面8离开切削刃12的任何距离上探测切削刀片，这样使本发明装置对于测头20在偏置距方向未对准的移动长度“b”+“c”不再敏感，从而提高了测量的精度。本发明的测量过程也消除了上述现有技术过程中所需的测头直接置于切削刃12上得到径向位置结果的必要性。

如图6所示，也可采用相同的方式将与本发明相同的过程应用于端面滚洗刀。端面滚洗刀转动到一位置，在那里瞬时切削方向28与轴平面4(图4)垂直，然后再转动一增加的转动增量，它使切削刀片到达如图6所示的位置，在那里切削侧后角表面8的纵长方向与测头偏置移动方向“b”平行，较可取的是，还垂直于进/出测头移动方向26。与图5中端面铣刀装置相同，这个附加的增量等于在切削侧后角表面8和瞬时切削方向28间测得的切削侧后角角度γ。

切削侧后角表面8可沿着与刀盘体2同一高度的，从切削刃12延伸(偏置距离“b”)到背面4上的一位置22’的线上(例如图7中的线25、27或29)并在任何点上与测头球22接触，并且测头20的进/出位置(方向26)将基本保持相同。因此对于图6中的端面滚洗刀，本发明的装置使得测头20对于朝着偏置距方向沿着偏置距移动长度“b”-“c”的未对准不是很敏感，因此提高了测量的准确性。本发明的测量过程也消除了采用图4中现有技术，将测头直接置于切削刃12上，以得到需上述现有技术过程测量的径向位置的必要性。

必须指出，虽然已通过将切削刀片转到一瞬时切削方向28与轴平面24垂直的位置，再通过一与瞬时切削方向相关的等于切削侧表面8的后角角度附加量转动切削刀片，说明了切削刀片的定位，但是不必，最好也不要在两增量间停止旋转时，在两个显著的增量间完成整个角度运动。相反较可取的是，通过一个使本发明装置的切削侧后角表面8与测头偏置距移动方向平行的运动，来完成从一片刀片向下一片刀片的分度。

图8说明实现上述用于端面铣刀和/或端面滚洗刀的本发明过程的一本发明校正/测量装置40。装置40包括一机器底座42，在它上面安装一工具主轴箱体，箱体内包括一绕着一工具轴T可转动的工具主轴46。通过一与防止间隙游移的螺杆蜗轮传动机械(未示)相连的直流伺服电动机48使工具主轴46转动。主轴的定位由一台与闭环型反馈系统的控制器连通的旋转编码器(未示)控制，例如一由Heidenhain公司制造的旋转编码器。手掌按钮位置50和80包括循环起动和紧急止动按钮以及用来旋转工具主轴46以达到安装(setup)和调节目的的电动手轮52。控制面板54包括一显示屏和一将信息输入机器控制器的键盘，这种控制器是能够多轴控制的任何控制器(如具有386SX-25mhz，CPU，CNC和PLC的PC机)。电子硬件设置于电源箱82内。

在机器底座42上还设置有至少一个(最好两个)接触型测量测头20(一个用于内侧刀片，另一个用于外侧刀片)，例如由Heidenhain公司制造的接触型测量测头指示出切削刀片的径向位置。另外，也可以使用非接触型测头。通过最好是由弹簧作用的向前运动以及由电或真空作用的退回运动使测头可缩回测头底座58。向前/缩回运动可由机器控制器控制。将测头20和测头座58设置在工作台60上并且如箭头62所示可作角度调节(旋转调节)。测头限位块的位置可由任何已知的装置示出，如一位于测头座58上的可读刻度盘(未示)或一将读数显示在刻度盘或显示屏上的电子刻度盘。

工作台60也包括一刀片限位块30和安装在它上面的底座66。刀片限位块30可沿着一轴Z1作线性运动，由一伺服电动机68产生这个运动，并由一线性编译器(未示)控制定位，例如由Heidenhain公司制造的与闭环型反馈系统连通的一线性编译器。刀片限位块30的表面基本上是平的，且较可取的是硬法合金组成。

工作台60可沿着柱70(Y-轴)作线性运动，以垂直确定测头20和刀片限位块30的位置。通过调节手柄72与一螺杆和螺母或齿轮齿条传动装置的工作，手动地操作工作台60沿着Y-轴的运动。柱70定位于一滑道74上并可在上面移动以沿着机器底座42的宽度(X-轴)定位测头(20)和刀片限位块30，通过调节手柄76与一螺杆和螺母或齿轮齿条传动装置的工作，手动地操作这个运动。在滑道78上定位滑道74以便测头20和刀片限位块30朝着或离开(Z2-轴)工具主轴46作向前/缩回运动，以提供刀具安装于工具主轴46或从工具主轴46上卸下所必须的间隙。手动地使滑道74朝着和离开刀具主轴46，运动使得滑道74在滑道78上沿着Z2方向运动，同时一限位块和锁紧机构(未示)用来在工具主轴箱体44附近可反复向前的工作位置上锁定滑道74的。另外，也可通过调节手柄与一导杆和螺母或齿轮齿条传动装置的作用，手动地实现滑道74沿着Z2-轴的运动。

较可取的是，工作台沿着Y-轴以及柱70沿着X-轴的定位，和滑道74沿着Z2-轴的定位，都由分别位于柱70和滑道74上的可读刻度盘监控。在另一实施例中，也可使用电子刻度盘来提供X、Y和/或Z轴的位置读数，并将读数显示在显示屏上，或者也可以使用编译器和伺服电动机作用闭环反馈系统的一部分来监控和控制沿着Y、X和/或Z2轴的元件位置。

在图8所示的机器上实现本发明过程，将一刀具安装到工具主轴46上，并且通过校正手轮52分度，使一切削刀片(如外侧刀片)到达如图5或6所示的一位置上，到达图5还是图6所示的位置则要取决于刀具是端面铣刀还是端面滚洗刀。通过沿着轴Z2使滑道74向前运动到达锁紧位置，以及分别沿着轴X和Y使刀片限位块30移到合适的位置上，刀片限位块30位于切削刀片的附近。然后沿着轴Z1将刀片限位块30设置于一基准位置，并且切削刀片朝着限位块30推动切削刀片，使它在刀盘体2内被夹住。通过按箭头62旋转并沿着方向26向前移动，与靠近于切削刃12的切削侧后角表面8接触，来设定适当的测头20，并且退回刀片限位块30。然后通过沿着Y-轴(见图5或图6偏置方向“b”)移动测头，使测头沿着切削侧表面与刀片等高地来回移动。如果在进/出进给方向26上测头位置读数发生变化，缩回测头，通过校正手轮52调节刀具2的旋转位置，并且重复探测。当沿着方向26的测头位置在横向偏置方向上没有明显变化时，就将主轴的旋转位置贮存起来作为基准角读数，设定测头的Y-轴位置作为一离开切削刃12的预定距离(即大约0.050英寸(1.27毫米))，并且在这个偏置距位置上被夹紧。现在已设置好切削刀片的控制位置。

另外，不把刀片限位块30设置在一预定的控制位置上，也可使刀片限位块30与一第一刀片接触，并且随后可将这个位置作为保持刀片的一控制位置。

可理解，通过按箭头62方向回转倾斜地设定测头20，可较佳地实现将测头设置于切削侧表面8，这样测头将基本上垂直于切削侧表面8的轮廓方向(压力角)定位，如图9中测头位置27’所示。当测头沿着测头运动的一个方向，接触单方向型测头时，这种特定的测头定位特别可取。图5或图6中的测头20是沿着方向26进/出运动的单方向型测头。随着这种运动，较可取的是，测头的定位垂直于侧后角表面8，因此这样的定位可取得非常准确的读数。通常通过手动完成这个定位。在这个定位中，测头可以沿着线27(图7)与任何一点接触，并且分别与切削侧表面8的纵长和轮廓方向保持垂直。

在使用能由多方向(即三维)运动来显示测头接触的探测时，较可取的是，使测头与刀具轴方位垂直定位。这种定位由图9中的25’表示。当它与接触线保持较佳垂直关系时(即径向定位)，由于测头将相对于刀盘体位于一径向平面内，所以按这种方式设置的一适当的多方向测头将提供一真实的径向读数。

但是，虽然上述单方向或多方向探测关系是较可取的，但是本发明并不要求在测头20和切削侧后角表面8之间的一垂直定位，或在进/出方向26和切削轴T之间的一垂直定位。测头20可以根据切削侧后角表面8的纵长方向和/或轮廓方向呈现任何角度关系，只要刀片切削侧后角表面的测头偏置运动方向，并且在刀盘体所有刀片的整个测量过程中保持特定的角度关系。不管测头20相对于侧后角表面8的角度定位，当后角表面与偏置运动方向“b”(和/或“c”)平行时，测头与沿着后角表面8等高线上的点接触，将发生测头20的进/出运动26。一旦刀盘体有角度地确定了位置，使得切削刀片侧后角表面8与偏置运动方向平行时，仅有的显著运动将是沿着偏置运动方向的运动，而测头20进/出运动26为零。

根据上述一维或多维探测，较可取的是，在测头20和切削侧后角表面8的角度关系使得测头进/出运动方向26与相应等高的接触线垂直。在图8和图9所示的装置中，用于有角度地定位测头20的旋转运动62限定了一垂直于Y-轴运动(偏置运动)，同时也垂直于后角表面8的平面。因此，任何在这个平面内的一测头角度定位将使测头垂直于侧后角表面8上与它等高的接触线。在最佳实施例中，如上述图9中27’所示，一维测头20垂直侧后角表面8定位(即在纵向和轮廓方向上都垂直于侧后角表面8)。

然后，将刀具分度使它位于下一个上述已存贮的旋转位置内的相同刀片上，并且刀片靠着刀片限位块30，这样就被再次设置在基准止动位置。切削刀片夹紧刀盘体，并且在上述刀片的相同等高位置和角度位置探测切削侧后角表面8以确定径向位置。这个测量结果包括部件变形位移(转矩)以及由刀盘体公差、刀片坯料公差和刀片研磨公差(刃磨)引起的切削刀片位移。

为了实现测头垂直于后角表面8的轮廓方向(图9中的27’)的较佳定位位置，如果径向读数超出一基准刀片的预定公差，根据下列方程计算出刀片限位块30的一修正位置：

ΔH＝ΔM/sinα

其中ΔH＝刀片高度的差值

    ΔM＝测头尺寸与基准刀片的差值

    α＝刀片压力角

为了实现测头垂直刀具轴T(图9中的25’)的较佳定位位置，如果径向读数超出基准刀片的预定公差，根据下列方程计算出刀片限位块30的一修正位置：

ΔH＝ΔM/tanα

其中ΔH＝刀片高度的差值

    ΔM＝测头尺寸与基准刀片的差值

    α＝刀片压力角

为了实现测头不在上述较佳定位位置上的定位(如图9中的29’)，如果径向读数超出基准刀片的预定公差，可根据下列方程计算出刀片限位块30的一修正位置： $\mathrm{\ΔH}=\frac{\mathrm{\ΔM}\×\cos \mathrm{\β}}{\sin \mathrm{\α}}$

其中ΔH＝刀片高度的差值

    ΔM＝测头尺寸与基准刀片的差值

    α＝刀片压力角

    β＝测头进给方向和一垂直与刀片轮廓的线之间的夹角(即图9中29’和27’间的夹角)。

未夹紧切削刀片，刀片限位块30朝着修正的方向运动，并且将切削刀片推向重新定位的刀片限位块(切削刀片的轴向运动到达一新的刀片高度)以使切削刀片的径向位置到达基准刀片的径向位置。新计算的位置考虑了上述因刀盘体内切削刀片转矩而引起的各种误差和偏差因素。然后在新的位置上夹紧切削刀片，并使刀具偏转到下一个相似的刀片。重复这个过程使在刀盘体内所有相同刀片具有存贮于计算机内的每个刀片的径向和轴向位置。如果将另一种类型的切削刀片(即内侧刀片)定位于刀盘体内，上述建立一基准刀片的过程和测量/调节其它相同刀片也可以用于这个刀片设定。

较可取的是，刀片限位块30的重新定位包括将刀片限位块回撤0.2英寸(5.08毫米)再移动到计算的位置上。这个过程消除了任何因间隙，蠕动以及如果直接从起始位置到计算位置时可能影响刀片限位块位置的迟滞现象。

在某些情况下，修正的刀片限位块可以超出轴向刀片运动的允许量。例如，实现一修正径向位置的切削刀片的运动可能导致刀片的齿顶超过根据刀片限位块30基准位置的公差，从而切削时引起不令人满意的齿顶偏差。在这种情况下，控制器可以将刀片限位块定位的变化量限定在允许的轴向刀片运动量内，或者控制器可以停止测量/校正过程，并向操作者发出刀具在可接受的公差范围之外的信号。

完成测量和校正过程后，可以显示和或/打印有关任何或所有刀片重新定位的信息。例如，可以计算和显示一外刀片造成刀具径向偏差总量的50％，并且控制器可建议改变具体的刀片。如果，例如当新的刀片插入后仍存在相同的偏差量，就可能显示一刀盘体本身有缺陷的信息来警告操作者。如果希望，所有切削刀片所测量到的半径和齿顶偏差都可以图形的形式显示或打印出来，如图10所示表示一刀具具有十七个内切削刀片和十七个外切削刀片。

也可采用其他方法利用本发明的方法和装置来检查刀盘体。例如可使用本发明的方法作为一仅用于测量的程序以确定一刀盘体内的刀片位置并提供诸如齿顶和/或径向偏差之类的结果。这个仅用来测量的程序发现，可使用任何刀具，但具体可使用切削刀片与刀盘体结合成一体并从中突出，并且切削刀片不可能轴向定位的整体型刀具。本发明的装置也可用来作为一刀片几何形状(诸如切削刃压力角)的检验设备。如图9所示，测头可沿着它的高度与切削侧表面任何位置接触。这使得诸如沿表面8在点25’和29’这两点位置上的探测足以确定刀片的压力角，然后这个压力角可与一理想压力角数值进行比较，或与刀具内其他刀片的压力角进行比较。

本发明装置也可在切削刃边缘或非切削刃和背面进行测量以作为一分别检验切削侧后角表面和间隙侧后角表面的后角的设备。虽然已根据切削侧后角表面8描述了本发明，但是可应用相同的过程来确定间隙侧后角表面10和/或前倾面6的位置。例如，沿着两个或多个在切削侧后角表面8上的等高线和沿着在前倾角表面6上等高线的探测，可使各自的切削侧后角和前表面位置一致。使用这个信息，可决定切削刃12的位置。

本发明提供了一比现有技术更稳定的测量环境。在现有技术中，因为测头球的表面必须与切削刀片的切削刀片接触，所以测量条件非常不稳定。因此，采用本发明方法非常稳定的表面-与表面接触条件来代替现有技术不稳定的表面-与-边缘条件。通过这个发明方法，也可大大降低了刀盘体角度位置对于不对准灵敏度。

本发明校正和测量过程和装置允许比现有技术更快地组装一刀盘体，并且切削刀片的校正也有达到现有技术的方法所不能达到精度。与过去的方法相比，为了实现一精确的校正刀盘体，与现有的方法相比本发明对操作者技术的依赖性较低。

虽然已参考较佳实施例说明了本发明，但是可以理解本发明并不局限于这个具体的例子。对于本领域的技术人员，本发明还包括未脱离下列权利要求的精神和范围的修改。

Claims (11)

1.一种校正切削工具的方法，这种切削工具包括多个可装拆并固定于刀盘体内的条状切削刀片，所述刀片包括一切削刃和一在一位于后角上的切削侧后角表面，所述方法包括：

提供一包括一切削工具主轴和一可沿着一第一方向作偏置运动并可沿着一第二方向作进/出进给运动的测量测头的校正装置，

将所述切削工具安装于所述主轴上，

根据所述切削刀片的所述切削侧后角表面确定所述测头的位置，因此所述切削侧后角表面基本上与所述沿第一方向的偏置运动平行，

探测所述切削侧后角表面以提供一位置读数，

记录下所述位置读数，

将所述记录下的位置与一预定位置进行比较，并且

(a)如果所述记录下的位置在所述预定位置的预设公差范围内，

将所述切削工具的分度到另一切削刀片，

否则

(b)如果所记录的位置在所述预定位置的预设公差范围之外，

通过对所述刀盘内的刀片进行一定量的轴向调节，以使切削侧面达到预定公差范围内。

2.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测头是一接触型测头。

3.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测头的所述定位包括确定所述测头进/出进给运动垂直于所述切削侧后角表面的纵向方位。

4.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测头的所述定位包括确定所述测头进/出进给运动垂直于所述切削侧后角表面的轮廓方向。

5.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测头的进/出进给运动是垂直于所述第一方向的。

6.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主轴可分度。

7.一种用来径向校正包含能可装拆的安装于刀盘体内的条状切削刀片的切削刀具的装置，所述装置包括：

一机器底座，

一安装在所述机器底座上的工具支座，所述工具支座包括一可围绕着一工具轴分度的一工具主轴，

一安装在所述机器底座上的测头支架，所述测头支架可根据所述工具支座沿着三个相互直交的轴定位，

安装在所述测头支架上的至少一个测头，所述至少一个测头可在所述测头支架上有角度地定位，并且可沿着一第一方向移动以限定测头偏置，并且沿着一第二方向移动以限定进/出进给运动，

一安装在所述测头支架上的刀片限位块，所述刀片限位块可沿着一轴线移近和移离所述工具支座运动。

8.一种径向校正切削工具的方法，这种切削工具包括可装卸的位于刀盘体内的条状切削刀片，所述刀片包括一切削刃和一在一后角方位上的切削侧后角表面，所述方法包括：

提供一包括一测量测头和一切削工具主轴的校正装置，

将所述切削工具安装于所述主轴上，

根据所述切削刀片的所述切削侧表面确定所述测头的位置，因此所述测头靠近于所述切削侧表面，所述的确定位置包括通过一使所述切削刀片相靠近所述测头定位的数量来分度所述刀具的位置，通过等于所述预定后角量的一附加量来附加的分度所述刀具的位置，使所述测头垂直于所述切削侧后角表面纵长方向定位。

探测所述切削侧后角表面以确定一位置读数，

记录下所述位置读数，

将所述记录下的位置与一预定位置进行比较，并且

(a)如果所述记录下的位置在所述预定位置的预设公差范围内，

将所述切削工具分度到另一切削刀片，

否则

(b)如果所记录的位置在所述预定位置的预设公差范围之外，

通过对所述刀盘的刀片进行一定量的轴向调节，以使切削侧面达到预定公差范围内。

9.一种确定从一刀盘体的一表面突出的一条状切削刀片至少一个表面位置的方法，所述至少一个切削刀片具有一切削刀片，一在一第一后角处方位的切削侧后角表面，一在一第二后角方位的非切削刃后角表面，和一在前角方位的一前倾表面，所述方法包括：

提供一包括一刀具主轴和一能沿着第一方向运动以限定测头偏置运动的测量测头，

将所述刀盘体安装在所述主轴上，

根据所述切削刀片的一表面确定所述测头的位置，因此所述表面基本与所述第一方向平行，

探测所述表面以确定一位置读数，

记录下所述表面的位置。

10.一种如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述表面包括一切削侧后角表面。

11.一种如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述刀盘体和所述至少一个切削刀片包括一整体型刀具。

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