CN112405110B - 车刀切削刃与阀芯的夹角精密定位装置 - Google Patents

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Abstract

一种车刀切削刃与阀芯的夹角精密定位装置，其特征在于，包括：设置于机床床身上且依次连接的三维移动平台、手动旋转台、车刀夹持组件、光谱共聚焦位移传感器和单晶金刚石车刀，其中：待处理阀芯通过机床两顶尖固定设置于机床床身上并正对单晶金刚石车刀切削刃；本发明具有结构模块化、可重配性高、控制精度高等优点，能够大幅减少辅助工艺时间降低生产成本，提高产品合格率。

Description

车刀切削刃与阀芯的夹角精密定位装置
技术领域
本发明涉及的是一种高精度机械加工领域的技术，具体是一种车刀切削刃与阀芯的夹角精密定位装置。
背景技术
电液伺服阀是伺服控制执行系统的核心元件，它通过阀芯与阀套的配合将电信号转化并放大为液压信号，在航空航天等控制精度要求高的场合，阀芯工作棱边完整性要求极高，钝圆半径小于0.5μm，毛刺高度小于1μm。现有技术有通过专用磨床上装配去毛刺设备以进行阀芯工作棱边加工，但在去毛刺设备安装过程中金刚石车刀切削刃与阀芯母线存在的夹角问题并没有被考虑。初始安装时通过人工手动调试来保证切削刃与母线平行，该方法不仅费时费力，而且精度难以保证。角度偏差在零件加工过程中会对工作棱边钝圆半径产生严重影响，进而直接影响产品合格率，该工艺装置目前缺乏一套精准控制车刀与阀芯母线角度的装置。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种车刀切削刃与阀芯的夹角精密定位装置，具有结构模块化、可重配性高、控制精度高等优点，能够大幅减少辅助工艺时间降低生产成本，提高产品合格率。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种车刀切削刃与阀芯的夹角精密定位装置，包括：设置于机床床身上且依次连接的三维移动平台、手动旋转台、车刀夹持组件、光谱共聚焦位移传感器和单晶金刚石车刀，其中：待处理阀芯通过机床两顶尖固定设置于机床床身上并正对单晶金刚石车刀切削刃。
所述的三维移动平台包括：互相垂直的三个运动模组，其中：X轴运动模组底座固定在第一转接板上，Y轴运动模组固定在X轴运作模组上，Z轴升降台通过螺钉固定在Y轴运动模组上。
所述的车刀夹持组件包括：第二转接板、第三转接板、光谱共聚焦位移传感器底座、单晶金刚石车刀与光谱共聚焦位移传感器固定座和单晶金刚石车刀，其中：第二转接板与手动旋转平台相连，第三转接板通过螺栓螺母与第二转接板相连，第三转接板与光谱共聚焦位移传感器底座通过螺钉相连，单晶金刚石车刀与光谱共聚焦位移传感器固定座与光谱共聚焦位移传感器底座通过螺栓相连，单晶金刚石车刀与单晶金刚石车刀与光谱共聚焦位移传感器固定座通过螺钉相连。
技术效果
与现有技术相比，本发明改变了传统手工金刚石车刀切削刃角度设置问题，实现精度0.5°的精准控制金刚石车刀切削刃与阀芯夹角。
附图说明
图1为本发明正视图；
图2为本发明的侧视图；
图3为图1中A-A’ 面剖视图；
图4为金刚石车刀切削刃于阀芯母线夹角计算原理图；
图中：机床床身1、第一转接板2、X轴运动模组3、Y轴运动模组4、Z轴运动平台5、手动旋转台6、第二转接板7、螺钉8、第三转接板9、光谱共聚焦位移传感器10、单晶金刚石车刀11、活动顶尖12、光谱共聚焦位移传感器底座13、单晶金刚石车刀与光谱共聚焦位移传感器固定座14、电液伺服阀阀芯15、固定顶尖16。
具体实施方式 如图1和图2所示，为本实施例涉及一种车刀切削刃与阀芯的夹角精密定位装置，包括：依次设置于机床床身1上的第一转接板2、X轴运动模组3、Y轴运动模组4、Z轴运动平台5、手动旋转台6和第二转接板7，以及与第二转接板7相连的第三转接板9、光谱共聚焦位移传感器10和单晶金刚石车刀11，其中：第三转接板9依次与光谱共聚焦位移传感器底座13、单晶金刚石车刀与光谱共聚焦位移传感器固定座14依次固定连接，待处理的电液伺服阀阀芯15分别通过固定设置于机床床身1上的活动顶尖12和固定顶尖16实现定位。
本装置通过以下方式进行组装：第一转接块2通过下方卡紧结构安装在机床床身1上，X轴运动模组3通过螺钉固定在第一转接板2上，Y轴运动模组4通过螺栓螺母固定在X轴运动模组3上，Z轴升降台5通过螺钉固定在Y轴运动模组4上，手动旋转台6通过螺钉固定在Z轴升降台5上，第二转接板7通过螺钉8固定在手动旋转台6上，第三转接板9通过螺钉固定在第二转接板上7，光谱共聚焦位移传感器底座13通过螺钉固定在第三转接板9上，单晶金刚石车刀与光谱共聚焦位移传感器固定座14将光谱共聚焦位移传感器10夹持固定在光谱共聚焦位移传感器底座13上，单晶金刚石车刀11固定在单晶金刚石车刀与光谱共聚焦位移传感器固定座14上，将电液伺服阀阀芯15安装在活动顶尖12和固定顶尖16之间。
本实施例通过以下方式实现夹角精密定位：将伺服阀阀芯安装在两顶尖之后，移动升降台使将单晶金刚石车刀与阀芯母线等高，移动Y轴运动模组使金刚石车刀和光谱共聚焦传感器在两顶尖之间。然后移动X轴运动模组向前移动，观察并记录下X轴移动示数和光谱共聚焦位移传感器变化示数，因为光谱共聚焦位移传感器与金刚石车刀切削刃垂直，所以通过光谱位移传感器示数L1和直线运动模组移动距离L2可以计算出切削刃与伺服阀阀芯母线的角度。
如图3所示，当切削刃与母线平行时，光谱位移传感器距离L1和直线运动模组移动距离L2即为相同的一段距离。当切削刃与母线不平行时，L1和 L2则是不同的距离，夹角θ=arccos(L1/L2)，本装置使用的STIL CLMG-520-N1型号光谱共聚焦位移传感器，最大测量误差0.55μm，Miptek直线电机定位精度0.5μm，设定移动的距离12mm，则硬件本身最大误差θ=arccos(12/12.00055)=0.5°。因此单晶金刚石车刀切削刃与母线夹角可以实现0.5°的调节精度。
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。

Claims (2)

1.一种车刀切削刃与阀芯的夹角精密定位装置，其特征在于，包括：设置于机床床身上且依次连接的三维移动平台、手动旋转台、车刀夹持组件、光谱共聚焦位移传感器和单晶金刚石车刀，其中：待处理阀芯通过机床两顶尖固定设置于机床床身上并正对单晶金刚石车刀切削刃；
所述的三维移动平台包括：互相垂直的三个运动模组，其中：X轴运动模组底座固定在第一转接板上，Y轴运动模组固定在X轴运作模组上，Z轴升降台通过螺钉固定在Y轴运动模组上；
所述的夹角精密定位是指：通过移动升降台使将单晶金刚石车刀与阀芯母线等高、单晶金刚石车刀和光谱共聚焦传感器在两顶尖之间，通过移动X轴运动模组并记录下X轴运动模组移动距离和光谱共聚焦位移传感器变化示数，通过光谱共聚焦位移传感器变化示数L1和X轴运动模组移动距离L2计算出切削刃与伺服阀阀芯母线的夹角θ=arccos(L1/L2)。
2.根据权利要求1所述的车刀切削刃与阀芯的夹角精密定位装置，其特征是，所述的车刀夹持组件包括：第二转接板、第三转接板、光谱共聚焦位移传感器底座、单晶金刚石车刀与光谱共聚焦位移传感器固定座和单晶金刚石车刀，其中：第二转接板与手动旋转平台相连，第三转接板通过螺栓螺母与第二转接板相连，第三转接板与光谱共聚焦位移传感器底座通过螺钉相连，单晶金刚石车刀与光谱共聚焦位移传感器固定座与光谱共聚焦位移传感器底座通过螺栓相连，单晶金刚石车刀与单晶金刚石车刀与光谱共聚焦位移传感器固定座通过螺钉相连。
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