一种自基准可拆卸式对刀显微镜及转接平移观测方法技术

技术编号:21452812 阅读:18 留言:0更新日期:2019-06-26 04:25
本发明专利技术属于精密加工与测量技术领域,公开了一种自基准可拆卸式对刀显微镜及转接平移观测方法。为解决现有技术难以满足砂轮轴截面廓形与齿槽廓形的精准对刀问题,提出了依据凸透镜的放大成像原理,在使用同倍率、同视场、同物距的对刀显微镜基础上,通过转接头自基准的安装方式,采用工字型梁转接平移的方法,结合装卸结构单点或两点的定位调整,克服了对刀显微镜的光学设计参数与内、外齿精准对刀的实际观测需求之间的矛盾,达到了砂轮轴截面廓形与齿槽廓形的精准对刀,实现了对刀显微镜结构上可拆卸和在空间紧凑的情况下易于安装调试。本发明专利技术具有结构简单紧凑、可拆卸、调节方便有效、观测误差源少等优点,具有良好的市场应用前景与推广价值。

【技术实现步骤摘要】
一种自基准可拆卸式对刀显微镜及转接平移观测方法
本专利技术属于精密加工与测量
,涉及一种自基准可拆卸式对刀显微镜及转接平移观测方法。
技术介绍
对刀即在工件坐标系中使刀具的刀位点位于起刀点(对刀点)上,使其在数控程序的控制下,由此刀具所切削出的加工表面相对于定位基准有正确的尺寸关系,从而保证零件的加工精度要求。在数控加工中,对刀的基本方法有试切法、对刀显微镜对刀、ATC对刀和自动对刀等。常用的对刀显微镜有直筒型、转角型。磨削是提高表面光洁度和精度的合适方法。为了改善表面质量和尺寸精度,磨削常被用作制造零件的最终工艺,其中数控成形磨齿机以其加工精度高、效率高、齿面修形灵活等优点成为目前齿轮加工中最受欢迎的精加工机床。成形法磨齿是基于砂轮和工件齿轮成线接触,它是将砂轮轴截面廓形修成与齿槽廓形一致(或接触线一致),依靠砂轮廓形来保证磨削齿形精度,因此,成形砂轮轴截面廓形与齿槽廓形对刀的好坏将直接影响到工件齿轮的加工精度,还会影响数控机床的操作。砂轮磨削组件作为成形磨齿机中较为重要的部件,其中在砂轮与工件齿轮磨削过程中,由于砂轮与工件齿轮呈线接触磨削时,对砂轮旋转主轴产生一定的冲击作用,引起砂轮旋转主轴几何偏心,导致砂轮磨削组件的振动,进而造成对砂轮动态磨削力的影响,从而产生较大的不确定的复映误差,将不利于齿面加工精度的提高,基于此,通过砂轮主轴回转运动采用柔性驱动方式,对内、外齿轮进行磨削加工将有益于改善此问题,但是,由于砂轮磨削组件中砂轮悬臂架结构的限制,且常用的对刀显微镜是通过其上固有的光轴与刀具的夹持端,采用圆柱母线进行夹持、定位,故不能满足在砂轮悬臂架结构条件下砂轮轴截面廓形与齿槽廓形精准的显微对刀需求;常用的对刀显微镜结构上不可拆卸,不能满足在结构紧凑情况下的安装调试;此外,常用的对刀显微镜还可以采用磁性表座夹持的方式进行工件对刀,此方法对工件观测基准面和对刀显微镜物镜系统基准面的平行对中比较困难;存在较大的视觉误差和安装定位误差;对结构适应性要求比较高且磁性表座难以在不导磁的结构上固定。
技术实现思路
为解决在成形磨齿条件下,针对砂轮磨削组件采用柔性驱动方式的情况,对内、外齿轮进行磨削加工过程中,现有技术难以满足砂轮轴截面廓形与齿槽廓形的精准对刀问题,本专利技术提出了依据凸透镜的放大成像原理,在使用同倍率、同视场、同物距的对刀显微镜基础上,通过砂轮悬臂架上表面自基准安装的方式以及对刀显微镜的结构优化设计,采用工字型梁转接平移的方法,结合物镜系统基于长圆孔B的导向性调节和依靠圆柱母线法的单点或两点的定位调节,克服了对刀显微镜的光学设计参数与内、外齿精准对刀的实际观测需求之间的矛盾,在拓展观测范围的同时达到了砂轮轴截面廓形与齿槽廓形的精准对刀,实现了对刀显微镜结构上可拆卸和在空间紧凑的情况下易于安装调试,满足了内、外齿磨削加工过程中随着砂轮径向磨损的动态变化对对刀显微镜视场精准平移的工况需求。具体技术方案如下:一种自基准可拆卸式对刀显微镜,包括:目镜系统、自基准转接头、套筒、一字螺钉、物镜系统、球头紧定螺钉。目镜系统与自基准转接头通过十字盘头螺栓连接,套筒经颈口V型凹槽,使用球头紧定螺钉与自基准转接头通过基孔制间隙配合,达到对称180°的两点定位调节的同时也可达到与母线配合的单点定位调节,套筒与物镜系统采用过渡配合经一字螺钉连接,借助套筒长圆孔B的导向作用,自基准转接头安装基准面与物镜系统观测平面始终保持平行,可实现装卸方便、易定位可调节以及竖直方向定距调焦的功能。目镜系统上设有目镜筒、十字分划板、调焦旋钮、转接板,其中十字分划板和调焦旋钮用于目镜系统的微调焦,转接板上设有四个光孔A,用于与自基准转接头中设有光孔B的端面同轴线连接。自基准转接头连接目镜筒与套筒的两端面上分别设有光孔B、光孔C,沿垂直于光孔B轴线方向的端面设有螺纹孔A,用于连接目镜筒;沿平行于光孔B轴线方向的上端面设有阶梯台面,用于避免空间结构紧凑的安装调试;长方体块的下底面与自基准转接头下底面共面,用作安装与观测的自基准面;长方体块的两侧设有长圆孔A,通过十字盘头螺栓连接,用于沿砂轮轴截面对称线方向和砂轮旋转主轴轴线方向的安装调整和平移观测;沿光孔C轴线方向的两侧面上均设有螺纹孔B,通过球头紧定螺钉,用于套筒沿圆柱端截面方向和圆柱轴线方向的紧定调节。套筒外圆柱面上沿圆周设有V型凹槽,通过球头紧定螺钉与光孔C配合,在结构上实现装卸功能,同时用于在对称180°的两点定位调节的同时也可达到与母线配合的单点定位调节;套筒圆柱面上设有长圆孔B,用于沿平行于光孔C轴线方向的竖直移动,实现辅助导向的作用。物镜系统圆柱面上设有螺纹孔C,基于套筒上的长圆孔B的导向作用,用于连接一字螺钉,实现物镜筒沿竖直方向的上、下移动,其中一字螺钉采用耐腐耐磨的铜材料。进一步地,上述自基准可拆卸式对刀显微镜还包括工字型转接梁;工字型转接梁上设有凹槽A、凹槽B,作为物镜筒随着自基准转接头上的长圆孔A沿砂轮轴截面对称线方向和砂轮旋转主轴轴线方向进行位置调节的移动通道;工字型转接梁端面上设有光孔D、螺纹孔D,分别用于外齿磨削时与砂轮悬臂架上表面连接和用于连接自基准转接头上的长方体块,通过转接平移观测方法,实现基于自基准面的精准对刀。进一步地,上述一种自基准可拆卸式对刀显微镜的转接平移观测方法,包括步骤如下:当内齿磨削精准对刀时,基于自基准面的安装,在砂轮内边缘竖直方向的下端设置白炽光源的条件下,通过自基准转接头中长方体块的下表面与砂轮悬臂架的上表面经十字盘头螺栓直接连接,先将,长方体块沿长圆孔A长轴方向的两外侧面作为沿砂轮轴截面对称线方向的参考面;再将,长方体块沿长圆孔A短轴方向的错动平移作为沿砂轮旋转主轴轴线方向的位置调整;最后,通过目镜系统观测砂轮轴截面廓形与齿槽廓形之间的光隙变化,在自基准面上,反向校核沿砂轮轴截面对称线方向和砂轮旋转主轴轴线方向的微调整,达到砂轮轴截面对称线与齿槽对称线的精准对刀;若对刀完成后,由于皮带轮、电机、皮带、砂轮悬臂架、工字型转接梁之间的空间紧凑,通过套筒与自基准转接头中的装卸结构,实现安装调试与可拆卸的功能;当外齿磨削精准对刀时,首先,通过工字型转接梁,将对刀显微镜的安装位置转移到砂轮的外边缘相对应的位置,并且在砂轮外边缘竖直方向的下端设置白炽光源;然后,将工字型转接梁的固有高度保证在物镜筒的有效行程范围内,通过物镜筒上一字螺钉沿长圆孔B长轴方向移动,实现在观测的竖直方向上的手动机械式补偿;最后,保证长方体块下表面与砂轮悬臂架上表面的平行度,减少或者避免了其它的安装定位误差和视觉误差。通过自基准转接头中长方体块的下表面与工字型转接梁的上表面经十字盘头螺栓直接连接,先将,长方体块沿长圆孔A长轴方向的两外侧面作为沿砂轮轴截面对称线方向的参考面;再将,长方体块沿长圆孔A短轴方向的错动平移作为沿砂轮旋转主轴轴线方向的位置调整;最后,通过目镜系统观测砂轮轴截面廓形与齿槽廓形之间的光隙变化,在自基准面上,反向校核沿砂轮轴截面对称线方向和砂轮旋转主轴轴线方向的微调整,达到砂轮轴截面对称线与齿槽对称线的精准对刀。本专利技术的有益效果在于,在成形磨齿条件下,针对砂轮磨削组件采用柔性驱动方式的情况,对内、外齿轮进行磨削加工过程中,现有技术难以满足砂轮轴本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种自基准可拆卸式对刀显微镜,其特征在于,包括:目镜系统(1)、自基准转接头(2)、套筒(3)、一字螺钉(4)、物镜系统(5)、球头紧定螺钉(6);目镜系统(1)与自基准转接头(2)通过十字盘头螺栓连接,套筒(3)经颈口V型凹槽(3‑1),使用球头紧定螺钉(6)与自基准转接头(2)通过基孔制间隙配合,套筒(3)与物镜系统(5)采用过渡配合经一字螺钉(4)连接,借助套筒(3)长圆孔B(3‑2)的导向作用,自基准转接头(2)安装基准面与物镜系统(1)观测平面始终保持平行;目镜系统(1)上设有目镜筒(1‑1)、十字分划板(1‑2)、调焦旋钮(1‑3)、转接板(1‑4),其中十字分划板(1‑2)和调焦旋钮(1‑3)用于目镜系统(1)的微调焦,转接板上设有光孔A(1‑5),用于与自基准转接头(2)中设有光孔B(2‑2)的端面同轴线连接;自基准转接头(2)连接目镜筒(1‑1)与套筒(3)的两端面上分别设有光孔B(2‑2)、光孔C(2‑3),沿垂直于光孔B(2‑2)轴线方向的端面设有螺纹孔A(2‑1),用于连接目镜筒(1‑1);沿平行于光孔B(2‑2)轴线方向的上端面设有阶梯台面(2‑7),用于避免空间结构紧凑的安装调试;长方体块(2‑6)的下底面与自基准转接头(2)下底面共面,用作安装与观测的自基准面;长方体块(2‑6)的两侧设有长圆孔A(2‑5),通过十字盘头螺栓连接,用于沿砂轮轴截面对称线方向和砂轮旋转主轴轴线方向的安装调整和平移观测;沿光孔C(2‑3)轴线方向的两侧面上均设有螺纹孔B(2‑4),通过球头紧定螺钉(6),用于套筒(3)沿圆柱端截面方向和圆柱轴线方向的紧定调节;套筒(3)外圆柱面上沿圆周设有V型凹槽(3‑1),通过球头紧定螺钉(6)与光孔C(2‑3)配合,在结构上实现装卸功能,同时用于在对称180°的两点定位调节的同时也可达到与母线配合的单点定位调节;套筒(3)圆柱面上设有长圆孔B(3‑2),用于沿平行于光孔C(2‑3)轴线方向的竖直移动,实现辅助导向的作用;物镜系统(5)圆柱面上设有螺纹孔C(5‑1),基于套筒(3)上的长圆孔B(3‑2)的导向作用,用于连接一字螺钉(4),实现物镜筒(5‑2)沿竖直方向的上、下移动。...

【技术特征摘要】
1.一种自基准可拆卸式对刀显微镜,其特征在于,包括:目镜系统(1)、自基准转接头(2)、套筒(3)、一字螺钉(4)、物镜系统(5)、球头紧定螺钉(6);目镜系统(1)与自基准转接头(2)通过十字盘头螺栓连接,套筒(3)经颈口V型凹槽(3-1),使用球头紧定螺钉(6)与自基准转接头(2)通过基孔制间隙配合,套筒(3)与物镜系统(5)采用过渡配合经一字螺钉(4)连接,借助套筒(3)长圆孔B(3-2)的导向作用,自基准转接头(2)安装基准面与物镜系统(1)观测平面始终保持平行;目镜系统(1)上设有目镜筒(1-1)、十字分划板(1-2)、调焦旋钮(1-3)、转接板(1-4),其中十字分划板(1-2)和调焦旋钮(1-3)用于目镜系统(1)的微调焦,转接板上设有光孔A(1-5),用于与自基准转接头(2)中设有光孔B(2-2)的端面同轴线连接;自基准转接头(2)连接目镜筒(1-1)与套筒(3)的两端面上分别设有光孔B(2-2)、光孔C(2-3),沿垂直于光孔B(2-2)轴线方向的端面设有螺纹孔A(2-1),用于连接目镜筒(1-1);沿平行于光孔B(2-2)轴线方向的上端面设有阶梯台面(2-7),用于避免空间结构紧凑的安装调试;长方体块(2-6)的下底面与自基准转接头(2)下底面共面,用作安装与观测的自基准面;长方体块(2-6)的两侧设有长圆孔A(2-5),通过十字盘头螺栓连接,用于沿砂轮轴截面对称线方向和砂轮旋转主轴轴线方向的安装调整和平移观测;沿光孔C(2-3)轴线方向的两侧面上均设有螺纹孔B(2-4),通过球头紧定螺钉(6),用于套筒(3)沿圆柱端截面方向和圆柱轴线方向的紧定调节;套筒(3)外圆柱面上沿圆周设有V型凹槽(3-1),通过球头紧定螺钉(6)与光孔C(2-3)配合,在结构上实现装卸功能,同时用于在对称180°的两点定位调节的同时也可达到与母线配合的单点定位调节;套筒(3)圆柱面上设有长圆孔B(3-2),用于沿平行于光孔C(2-3)轴线方向的竖直移动,实现辅助导向的作用;物镜系统(5)圆柱面上设有螺纹孔C(5-1),基于套筒(3)上的长圆孔B(3-2)的导向作用,用于连接一字螺钉(4),实现物镜筒(5-2)沿竖直方向的上、下移动。2.根据权利要求1所述的自基准可拆卸式对刀显微镜,其特征在于,还包括工字型转接梁(11);工字型转接梁(11)上设有凹槽A(11-2)、凹槽B(11-4),作为物镜筒(5-2)随着自基准转接头(2)上的长圆孔A(...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘辉凌四营王立鼎于振江王晓东
申请(专利权)人:大连理工大学
类型:发明
国别省市:辽宁,21

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