一种用于刀具磨损检测的夹具制造技术

本发明专利技术一种用于刀具磨损检测的夹具属于刀具检测设备领域，涉及一种用于刀具检测的夹具，适合于对碳纤维增强复合材料制孔加工刀具磨损检测装置。夹具由刀具装夹组件、支架组件、转台组件和位移工作台组件构成；夹具采用刀具装夹组件实现刀具精确定位、装夹；夹具是通过手动方式实现位移工作台在X、Y平面内小范围平移运动以及三个转动机构在三个轴方向的转动。在刀具装夹组件中，底座结构为山形，底座中心部有圆凸起，底座左、右两侧壁上部分别加工有圆孔，左、右两侧壁顶部分别有环刻的底座左侧角度刻度和底座右侧角度刻度。本发明专利技术夹具结构简单，操作方便，为实现刀具磨损精确检测提供了良好的测量装置。

【技术实现步骤摘要】
一种用于刀具磨损检测的夹具
本专利技术属于刀具检测设备领域，涉及一种用于刀具检测的夹具，特别适合于对碳纤维增强复合材料制孔加工刀具磨损检测装置。
技术介绍
目前，碳纤维增强复合材料因其轻质、比强度高等优点，在航空航天领域中被广泛应用于制造各种结构件，因结构件之间的装配需要，必须通过机械加工制造大量高质量的连接孔。但碳纤维具有极高的磨蚀性，加工中机械划擦作用导致硬质合金刀具中的Co粘结剂破损，硬质合金晶粒外漏加剧了刀具本体被剥落的过程，最终在循环载荷作用下刀具快速磨损，具体表现为切削刃钝化和后刀面磨损。刀刃钝化导致刀具锋锐度下降，不利于切断纤维，制孔时易出现出口毛刺等缺陷；后刀面磨损使得后刀面与已加工表面间摩擦加剧，产热更多，使碳纤维增强复合材料基体提前软化导致纤维不易被切断，此外后刀面磨损到一定程度后可引起加工过程振动。综上所述，刀具磨损严重影响加工质量，因而研究刀具磨损意义重大，刀具磨损检测是刀具磨损研究中的重要环节，无论是接触式还是非接触式专业刀具磨损检测方法均需要专用夹具来固定刀具，调整刀具到合适的观测位置及角度，保证磨损检测的准确度和可重复性。目前，国内外针对刀具磨损检测的夹具可调整的自由度少，大部分需要配合与夹具本身适配的专用设备进行测量，通用性差。如奥地利Alicona公司生产的Rotation-Grip旋转夹具，可用于刀具切削刃钝化的检测，该产品具有两轴旋转自由度，由于夹具尺寸原因，当与该公司生产的IF-EDGEMASTER刀具检测轮廓仪配合使用时，才可获得检测最优效果。国内专利技术专利CN201310180982.2中公开了“一种用于刀具磨损检测的夹具”，这种夹具采用两个移动装置和两个转动机构的配合，对刀具的刀柄进行可靠装夹，实现对刀具的多方位观测，保证测量的准确性。但该夹具同样受到轴向自由度的限制，无法实现三轴转动的刀具磨损状态全方位观测。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术难题是克服现有装置通用性差、无法同时实现在平面内平动和在三个轴方向旋转、不能完成刀具磨损全方位检测的缺陷，专利技术一种一种用于刀具磨损检测的夹具。该装置是通过手动方式实现位移工作台在平面内小范围平移运动，通过三个转动机构的配合，实现三个轴方向的旋转运动，并采用刀具夹头实现刀具精确定位、装夹，为实现刀具磨损精确检测提供了良好的测量装置。本专利技术采用的技术方案是一种用于刀具磨损检测的夹具，其特征是，夹具由刀具装夹组件、支架组件、转台组件和位移工作台组件构成；夹具采用刀具装夹组件实现刀具精确定位、装夹；夹具是通过手动方式实现位移工作台在X、Y平面内小范围平移运动以及三个转动机构在三个轴方向的转动；在所述的刀具装夹组件中，底座1结构为山形，底座1中心部有圆凸起，底座1左、右两侧壁上部分别加工有圆孔，左、右两侧壁顶部分别有环刻的底座左侧角度刻度E、底座右侧角度刻度F；旋转轴23通过两个深沟球轴承24安装在底座1中，左挡圈22安装在旋转轴23左面的深沟球轴承24左面，右挡圈25安装在旋转轴23右面的深沟球轴承24右面，并嵌入底座1中，分别对深沟球轴承24进行限位；联轴器27与旋转轴23通过键26进行连接装配，联轴器27与刀具转盘4通过联轴器螺栓28固定连接；夹头6插入刀具转盘4的锥孔B中，挡片7通过挡片螺栓5安装在刀具转盘4上，对夹头6进行限位紧固；刀具转盘定位螺栓8拧入刀具转盘4的螺纹孔内，刀具转盘4上刻有转盘角度刻度定位标记C，底座1中心部圆凸起外环刻有底座角度刻度D，转盘定位螺栓8在底座1与刀具转盘4之间起到定位的作用；支架组件由左侧销轴2、右侧销轴9、支架11、支架左定位螺栓3、支架右定位螺栓10、支架螺栓20构成；刀具装夹组件通过左侧销轴2、右侧销轴9安装在支架组件中支架11的轴孔内，支架左定位螺栓3、支架右定位螺栓10拧入支架11的螺栓孔内，用于固定刀具装夹装置的轴向旋转位置，支架11两侧面顶部分别刻有支架左侧角度刻度定位标记G、支架右侧角度刻度定位标记H，配合底座1两侧环刻的底座左侧角度刻度E、底座右侧角度刻度F，实现角度刻度定位；支架11通过支架螺栓20固定在位移工作台上位移板12上；在位移工作台组件中，工作台上位移板12、工作台下位移板17分别插入工作台底座13对应的沟槽中，手动推动工作台上位移板12、工作台下位移板17实现沿X、Y方向的直线运动；工作台下定位螺栓14、工作台上定位螺栓19分别拧入工作台底座13对应的螺栓孔内，用于对工作台上位移板12、工作台下位移板17沿X、Y方向的位置进行固定；在转台组件中，转台上端盖18通过转台螺栓21与工作台下位移板17固定连接；转台深沟球轴承29装入转台下端盖16的中心孔中，转台上端盖18通过转台深沟球轴承29与转台下端盖16相装配，转台上端盖18刻有上端盖角度刻度定位标记J，转台下端盖16环刻有转台角度刻度K，转台定位螺栓15拧入转台下端盖16螺纹孔内，用于对转台上端盖18、转台下端盖16的相对位置进行固定；手动转动转台上端盖18实现夹具装置绕Z轴旋转。本专利技术的有益效果是：该专利技术是通过手动方式实现位移工作台在X、Y平面内小范围平移运动以及三个转动机构在三个轴方向的转动，夹具结构简单、操作方便。用于对复合材料制孔加工刀具磨损情况进行针对性测量，通过夹头对刀具进行装夹，夹头直接安装在夹具上，避免了刀具反复拆卸；通过转台、支架装置、刀具装夹装置可实现X、Y、Z三轴方向的旋转自由度，可完成任意角度的摆动，通过位移工作台辅助实现平面内二维自由度，这些功能使该夹具能够将复杂刀具结构中的刀刃部位移动到观测视场内，从而帮助高质量地完成磨损观测任务。该夹具实现了刀具精确定位与装夹，夹具结构简单，操作方便。附图说明图1是夹具轴侧视图，图2是刀具装夹组件中刻度表示图，图3是刀具装夹组件剖视图，图4是转台组件安装示意图，图5是转台组件局部剖视图。其中，1—底座，2—左侧销轴，3—支架左定位螺栓，4—刀具转盘，5—挡片螺栓，6—夹头，7—挡片，8—转盘定位螺栓，9—右侧销轴，10—支架右定位螺栓，11—支架，12—工作台上位移板，13—工作台底座，14—工作台下定位螺栓，15—转台定位螺栓，16—转台下端盖，17—工作台下位移板，18—转台上端盖，19—工作台上定位螺栓，20—支架螺栓，21—转台螺栓，22—左挡圈，23—装置旋转轴，24—深沟球轴承，25—右挡圈，26—键，27—联轴器，28—联轴器螺栓，29—转台深沟球轴承，B为刀具转盘4的锥孔，C为转盘角度刻度定位标记，D为底座角度刻度，E为底座左侧角度刻度，F为底座右侧角度刻度，G支架左侧角度刻度定位标记，H为支架右侧角度刻度定位标记，J为上端盖角度刻度定位标记，K为转台角度刻度。图6后刀面磨损测试结果图，图7切削刃钝化测试结果图。具体实施方式下面结合附图和技术方案详细说明本专利技术的具体实施。实施例是通过手动方式实现位移工作台在X、Y平面内小范围平移运动以及三个转动机构在三个轴方向的转动，并采用刀具夹头实现刀具精确定位、装夹。夹具的具体结构如图1所示，转台组件通过转台螺栓21安装在位移工作台组件中的工作台下位移板17下面，支架组件通过4个支架螺栓20安装在位移工作台组件中的工作台上位移板12上面，刀具装夹组件通过左、右侧销轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于刀具磨损检测的夹具，其特征是，夹具由刀具装夹组件、支架组件、转台组件和位移工作台组件构成；夹具采用刀具装夹组件实现刀具精确定位、装夹；夹具是通过手动方式实现位移工作台在X、Y平面内小范围平移运动以及三个转动机构在三个轴方向的转动；在所述的刀具装夹组件中，底座(1)结构为山形，底座(1)中心部有圆凸起，底座(1)左右两侧壁上部分别加工有圆孔，左、右两侧壁顶部分别有环刻的底座左侧角度刻度(E)、底座右侧角度刻度(F)；旋转轴(23)通过两个深沟球轴承(24)安装在底座(1)中，左挡圈(22)安装在旋转轴(23)左面的深沟球轴承(24)左面，右挡圈(25)安装在旋转轴(23)右面的深沟球轴承(24)右面，并嵌入底座(1)中，分别对深沟球轴承(24)进行限位；旋转轴(23)右端与联轴器(27)通过键(26)连接装配，联轴器(27)与刀具转盘(4)通过联轴器螺栓(28)固定连接；夹头(6)插入刀具转盘(4)的锥孔(B)中，挡片(7)通过挡片螺栓(5)安装在刀具转盘(4)上，对夹头(6)进行限位紧固；刀具转盘定位螺栓(8)拧入刀具转盘(4)的螺纹孔内，刀具转盘(4)上刻有转盘角度刻度定位标记(C)，底座(1)中心部圆凸起外环刻有底座角度刻度(D)，转盘定位螺栓(8)在底座(1)与刀具转盘(4)之间起到定位的作用；支架组件由左侧销轴(2)、右侧销轴(9)、支架(11)、支架左定位螺栓(3)、支架右定位螺栓(10)、支架螺栓(20)构成；刀具装夹组件通过左侧销轴(2)、右侧销轴(9)安装在支架组件中支架(11)的轴孔内，支架左定位螺栓(3)、支架右定位螺栓(10)拧入支架(11)的螺栓孔内，用于固定刀具装夹装置的轴向旋转位置，支架11两侧面顶部分别刻有支架左侧角度刻度定位标记(G)、支架右侧角度刻度定位标记(H)，配合底座(1)两侧环刻的底座左侧角度刻度(E)、底座右侧角度刻度(F)，实现角度刻度定位；支架(11)通过支架螺栓(20)固定在位移工作台上位移板(12)上；在位移工作台组件中，工作台上位移板(12)、工作台下位移板(17)分别插入工作台底座(13)对应的沟槽中，手动推动工作台上位移板(12)、工作台下位移板(17)实现沿X、Y方向的直线运动；工作台下定位螺栓(14)、工作台上定位螺栓(19)分别拧入工作台底座(13)对应的螺栓孔内，用于对工作台上位移板(12)、工作台下位移板(17)沿X、Y方向的位置进行固定；在转台组件中，转台上端盖(18)通过转台螺栓(21)与工作台下位移板(17)固定连接；转台深沟球轴承(29)装入转台下端盖(16)中，转台上端盖(18)通过转台深沟球轴承(29)与转台下端盖(16)相装配，转台上端盖(18)刻有上端盖角度刻度定位标记(J)，转台下端盖(17)环刻有转台角度刻度(K)，转台定位螺栓(15)拧入转台下端盖(16)螺纹孔内，用于对转台上端盖(18)、转台下端盖(16)的相对位置进行固定；手动转动转台上端盖(18)实现夹具装置绕Z轴旋转。...

【技术特征摘要】
1.一种用于刀具磨损检测的夹具，其特征是，夹具由刀具装夹组件、支架组件、转台组件和位移工作台组件构成；夹具采用刀具装夹组件实现刀具精确定位、装夹；夹具是通过手动方式实现位移工作台在X、Y平面内小范围平移运动以及三个转动机构在三个轴方向的转动；在所述的刀具装夹组件中，底座(1)结构为山形，底座(1)中心部有圆凸起，底座(1)左、右两侧壁上部分别加工有圆孔，左、右两侧壁顶部分别有环刻的底座左侧角度刻度(E)、底座右侧角度刻度(F)；旋转轴(23)通过两个深沟球轴承(24)安装在底座(1)中，左挡圈(22)安装在旋转轴(23)左面的深沟球轴承(24)左面，右挡圈(25)安装在旋转轴(23)右面的深沟球轴承(24)右面，并嵌入底座(1)中，分别对深沟球轴承(24)进行限位；旋转轴(23)右端与联轴器(27)通过键(26)连接装配，联轴器(27)与刀具转盘(4)通过联轴器螺栓(28)固定连接；夹头(6)插入刀具转盘(4)的锥孔(B)中，挡片(7)通过挡片螺栓(5)安装在刀具转盘(4)上，对夹头(6)进行限位紧固；刀具转盘定位螺栓(8)拧入刀具转盘(4)的螺纹孔内，刀具转盘(4)上刻有转盘角度刻度定位标记(C)，底座(1)中心部圆凸起外环刻有底座角度刻度(D)，转盘定位螺栓(8)在底座(1)与刀具转盘(4)之间起到定位的作用；支架组件由左侧销轴(2)、右侧销轴(9)、支架(11)、支架左定位螺栓(3)、支架右定位螺栓(10)、支架螺栓(20)构成；刀具装夹组...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾振元，钱宝伟，付饶，王福吉，何春伶，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21