CN114289744B - 一种立式车床的对刀方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种立式车床的对刀方法，立式车床具有主轴、水平方向导轨和连接于所述水平方向导轨的刀架，所述刀架上设置能沿垂直方向移动的加工刀具，所述对刀方法包括步骤：步骤S1、确定车床初始角度与对刀件的角度关系；步骤S2、将所述角度关系转移至主轴参考基准件；步骤S3、测量安装在主轴的台面上的工件的基准面与参考基准件的基准面的角度关系，得出其修正角度；步骤S4、将所述修正角度输入到立式车床的加工程序。本申请的立式车床的对刀方法适应于加工非回转对称的工件，解决非回转对称面形加工工件的角向对刀定位问题。该方法简单可行，易于实现，成本低廉，能满足高精度加工要求。

Description

一种立式车床的对刀方法

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种立式车床的对刀方法。

背景技术

离轴抛物面属自由曲面的一种，离轴抛物面镜在太赫兹和红外波段具有广泛的应用前景，对离轴抛物面的加工，可运用坐标变换使其几何中心与全局坐标系的原点重合并使基准面水平，因此对离轴抛物面的加工可转换为对非回转对称的面形的加工。

立式车床属于大型机械设备，用于加工径向尺寸大而轴向尺寸相对较小，形状复杂的大型、重型工件，如各种盘、轮和套类工件的圆柱面、端面等。目前立式车床的传统对刀方法是对前后和左右方向进行对刀即可，但这种对刀方法只适用于加工回转对称的工件，而对于非回转对称的工件，只进行前后和左右方向的对刀是无法实现加工的(由于加工面形的非对称性)，因此迫切需要有一种新的对刀方法来解决非回转对称面形工件的加工。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供立式车床的对刀方法，以解决非回转对称面形工件的角向对刀定位问题。该方法简单可行，易于实现，成本低廉，能满足高精度加工要求。

为实现上述发明目的，本申请提供如下技术方案：

本申请提供一种立式车床的对刀方法，立式车床具有主轴、水平方向导轨和连接于所述水平方向导轨的刀架，所述刀架上设置能沿垂直方向移动的加工刀具，所述对刀方法包括如下步骤：

步骤S1、确定车床初始角度与对刀件的角度关系；

步骤S2、将所述角度关系转移至主轴参考基准件的台面上的参考基准件上；

步骤S3、测量安装在主轴的台面上的工件的基准面与参考基准件的基准面的角度关系，得出其修正角度；

步骤S4、将所述修正角度输入到立式车床的加工程序。

可选的，在主轴外圆的外径切向上设置霍尔传感器；

步骤S1包括：在主轴的中心安装一个对刀件，在立式车床上通过加工程序输入一个初始角，立式车床在对刀件上加工一个倾斜平面，测量倾斜平面、对刀件的侧平面以及霍尔传感器检测的角度关系。

可选的，所述对刀件为长方体或正方体结构。

可选的，步骤S2包括：在主轴上根据对刀件的位置设置参考基准件的位置，使得参考基准件的位置和所述对刀件的位置相匹配。

可选的，所述在主轴上根据对刀件的位置设置参考基准件的位置包括：在主轴外侧对边位置安装两个长方形的参考基准件，调节两个长方形的参考基准件的角度，使得参考基准件的基准面和所述对刀件的侧平面相平行。

可选的，在步骤S2和步骤S3之间中还包括拆除对刀件的步骤。

可选的，步骤S3包括如下步骤：

步骤S31、在主轴的回转中心安装待加工的工件，根据参考基准件找正该工件的位置；

步骤S32、测量工件和参考基准件的位置关系；

步骤S33、根据所述位置关系计算修正角度。

可选的，步骤S32包括：

步骤S321、在刀架位置安装千分表，使得千分表的表针与工件的基准面接触，通过调整工件的安装位置，确定千分表示值在刀架移动过程中不变；

步骤S322、调整千分表，使其表针与参考基准件的基准面接触，确定千分表示值在刀架移动过程中的变化量。

可选的，步骤S33中通过如下公式计算修正角度：

θ＝arctan(δ/L)；

其中，δ为千分表的示值变化量，L为刀架移动的距离，θ为修正角度。

可选的，对刀方法还包括步骤S5：检查工件角度误差，并将角度误差作为负反馈写入程序的初始角度，进行迭代，直至满足精度要求。

通过采用上述技术方案，使得本发明具有以下有益效果：

本申请的立式车床的对刀方法适应于加工非回转对称的工件，解决非回转对称面形加工工件的角向对刀定位问题。该方法简单可行，易于实现，成本低廉，能满足高精度加工要求。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本申请的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1为本申请实施例中确定对刀件、霍尔传感器以及初始角度的关系的示意图；

图2为本申请实施例中建立对刀件和参考基准件的角度关系，并将其转移到参考基准件上的示意图；

图3为本申请实施例中测量工件基准面与参考基准件的角度关系的示意图。

图中，100、立式车床；1、底座；2、主轴；3、参考基准件；4、千分表；5、水平方向导轨；6、加工刀具；7、对刀件；8、工件。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1至图3所示，本申请实施例提供一种立式车床100的对刀方法，该立式车床100具有底座1、主轴2、水平方向导轨5和连接于所述水平方向导轨5的刀架，所述刀架上设置能沿垂直方向移动的加工刀具6。主轴2可转动地连接于底座1，底座1内设置驱动主轴2旋转的驱动机构，主轴2顶部连接有台面。待加工的工件8固定于该台面上。主轴2可以沿垂直方向延伸。需要注意的是，本申请的立式车床100可以为立式车床Nanosys1000。

本申请实施例提供的对刀方法包括如下步骤：

步骤S1、参见图1所示，确定车床初始角度与对刀件7的角度关系；

步骤S2、参见图2所示，将所述角度关系转移至主轴的台面上的参考基准件3上；

步骤S3、参见图3所示，测量安装在主轴2的台面上的工件8的基准面与参考基准件3的基准面的角度关系，得出其修正角度；

步骤S4、将所述修正角度输入到立式车床100的加工程序。

本申请的立式车床100的对刀方法适应于加工非回转对称的工件8，解决非回转对称面形加工工件8的角向对刀定位问题。该方法简单可行，易于实现，成本低廉，能满足高精度加工要求。

立式车床100在主轴2外圆的外径切向上设置霍尔传感器。霍尔传感器能够检测主轴的旋转角度。

参见图1所示，步骤S1包括：在主轴2的中心安装一个对刀件7，在立式车床100上通过加工程序输入一个初始角，立式车床100在对刀件7上加工一个倾斜平面，测量倾斜平面、对刀件7的侧平面以及霍尔传感器检测的角度关系。

其中，所述对刀件7为长方体或正方体结构。对刀件7选用了长方体或正方体具有四个规整平直的侧面，方便定位，并转移对刀件7的角度关系。

参见图2所示，步骤S2包括：在主轴2上根据对刀件7的位置设置参考基准件3的位置，使得参考基准件3的位置和所述对刀件7的位置相匹配。

具体的，所述在主轴2上根据对刀件7的位置设置参考基准件3的位置包括：在主轴2外侧对边位置安装两个长方形的参考基准件3，调节两个长方形的参考基准件3的角度，使得参考基准件3的基准面和所述对刀件7的侧平面相平行。其中，当对刀件7为长方体或正方体时，其具有四个侧平面，相对的两个侧平面相平行，该两个长方形的参考基准件3具有参考基准面，使得参考基准件3的参考基准面和所述对刀件7的一侧平面相平行即可。待加工的工件则位于该两个长方形的参考基准件3之间。

在步骤S2和步骤S3之间中还包括拆除对刀件7的步骤，以避让待加工的工件8，方便工件8的安装定位。

可选的，步骤S3包括如下步骤：

步骤S31、在主轴2的回转中心安装待加工的工件8，根据参考基准件3找正该工件8的位置；

步骤S32、测量工件8和参考基准件3的位置关系；

步骤S33、根据所述位置关系计算修正角度。

可选的，步骤S32包括：

步骤S321、在刀架位置安装千分表4，使得千分表4的表针与工件8的基准面接触，通过调整工件8的安装位置，确定千分表4示值在刀架移动过程中不变；其中，工件8的基准面接触可以为工件8的一个侧端面。

步骤S322、调整千分表4，使其表针与参考基准件3的基准面接触，确定千分表示值在刀架移动过程中的变化量。

可选的，步骤S33中通过如下公式计算修正角度：

θ＝arctan(δ/L)；

其中，δ为千分表4的示值变化量，L为刀架移动的距离，θ为修正角度。

该对刀方法还包括步骤S5：检查工件8角度误差，并将角度误差作为负反馈写入程序的初始角度，进行迭代，直至满足精度要求。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (9)

1.一种立式车床的对刀方法，立式车床具有主轴、水平方向导轨和连接于所述水平方向导轨的刀架，所述刀架上设置能沿垂直方向移动的加工刀具，其特征在于，所述对刀方法包括如下步骤：

步骤S1、确定车床初始角度与对刀件的角度关系；

步骤S2、将所述角度关系转移至主轴参考基准件的台面上的参考基准件上；

步骤S3、测量安装在主轴的台面上的工件的基准面与参考基准件的基准面的角度关系，得出其修正角度；

步骤S4、将所述修正角度输入到立式车床的加工程序；

其中，在主轴外圆的外径切向上设置霍尔传感器；

步骤S1包括：在主轴的中心安装一个对刀件，在立式车床上通过加工程序输入一个初始角，立式车床在对刀件上加工一个倾斜平面，测量倾斜平面、对刀件的侧平面以及霍尔传感器检测的角度关系。

2.根据权利要求1所述的立式车床的对刀方法，其特征在于，所述对刀件为长方体或正方体结构。

3.根据权利要求1所述的立式车床的对刀方法，其特征在于，步骤S2包括：在主轴上根据对刀件的位置设置参考基准件的位置，使得参考基准件的位置和所述对刀件的位置相匹配。

4.根据权利要求3所述的立式车床的对刀方法，其特征在于，所述在主轴上根据对刀件的位置设置参考基准件的位置包括：在主轴外侧对边位置安装两个长方形的参考基准件，调节两个长方形的参考基准件的角度，使得参考基准件的基准面和所述对刀件的侧平面相平行。

5.根据权利要求1所述的立式车床的对刀方法，其特征在于，在步骤S2和步骤S3之间中还包括拆除对刀件的步骤。

6.根据权利要求1所述的立式车床的对刀方法，其特征在于，步骤S3包括如下步骤：

步骤S31、在主轴的回转中心安装待加工的工件，根据参考基准件找正该工件的位置；

步骤S32、测量工件和参考基准件的位置关系；

步骤S33、根据所述位置关系计算修正角度。

7.根据权利要求6所述的立式车床的对刀方法，其特征在于，步骤S32包括：

步骤S321、在刀架位置安装千分表，使得千分表的表针与工件的基准面接触，通过调整工件的安装位置，确定千分表示值在刀架移动过程中不变；

步骤S322、调整千分表，使其表针与参考基准件的基准面接触，确定千分表示值在刀架移动过程中的变化量。

8.根据权利要求7所述的立式车床的对刀方法，其特征在于，步骤S33中通过如下公式计算修正角度：

θ＝arctan(δ/L)；

其中，δ为千分表的示值变化量，L为刀架移动的距离，θ为修正角度。

9.根据权利要求1所述的立式车床的对刀方法，其特征在于，还包括步骤S5：检查工件角度误差，并将角度误差作为负反馈写入程序的初始角度，进行迭代，直至满足精度要求。

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