球头端铣刀球度的测量方法技术

一种测量切削直的圆头槽铣刀的球度的方法。在切削装置的横轨下方设置激光测量装置而使激光光轴“ａ”位于Ｘ轴方向上。一圆头槽铣刀Ｔ装到一主轴滑枕的主轴上，该滑枕可沿主轴头的Ｚ轴方向移动，该主轴头可在Ｙ轴方向上移动。在转动的同时，用激光束设定铣刀Ｔ的顶端。从该顶端移动刀具的一个半径所得位置而设定球心。对９０°内的每一任意角在该球的法线上滑动铣刀而测量切削面的半径，从各角度上的各半径得出铣刀Ｔ的球度。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测量圆头槽铣刀圆度的方法。在切削加工金属模具时，通常以使用圆头槽铣刀的切削方法形成自由曲面，因为在切削加工曲面时，切削点位于被切削面的法线上，因此普通尖头槽铣刀无法切削出曲面。在精加工中，特别要形成所需曲面，从而需要高精度圆头槽铣刀。如附图说明图11(a)所示，当用刀刃形状与球形相去甚远的圆头槽铣刀T切削一工件W的盘状圆弧时，无法把被切削面精加工成所需形状。其结果示出在图11(b)中。一般来说，圆头槽铣刀的球度取决于购买时的精度。在实际切削过程中，很难获得精确的圆度，因为精度受刀架偏移和主轴、刀刃的磨损之类普通因素的影响而降低。刀具制造商常常使用视觉装置一边转动刀具一边用装有投影仪的刀具显微镜确定精度。因此在由研磨刀刃和卸下刀具以便测量造成的误差上还得加上肉眼观察时的测量误差。一般刀具的使用精度约为0.1mm，高精度刀具的使用精度约为0.03mm。因此，在使用这些刀具进行切削加工时的总误差显然无法获得所需精度。通常，在使用圆头槽铣刀进行切削加工时，就切削加工斜率和刀具刚性而言，刀具的直径的范围根据切削形状约为50mm-3mm。在精加工时，原刀具离开切削线，造成局部下凹形。如上所述，在使用圆头槽铣刀进行高精度切削时，要求球面(切削面)的球度精确。新近开发出了测量刀刃球度的刀具检查装置。如图12所示，日本专利申请公告No.Hei.7-49955(1995)公开了一种刀具检查装置，包括其上水平固定一可转动的圆头槽铣刀T的一底座的工作台101和一测量该圆头槽铣刀的切削部的形状的测量探头102。测量探头102可水平地围绕枢轴103中心转动，也可水平靠近、离开枢轴103。装在工作台101上的圆头槽铣刀T可围绕与枢轴103成直角的X轴线转动。上述专利申请还公开了一种使用上述刀具检查装置测量圆头槽铣刀的方法。在该方法中，在准备过程中，测量探头102接触圆头槽铣刀T的顶端而计算从枢轴103中心到刀刃的顶端的距离。然后计算测量探头102所转动的角位和水平面。然后把测量探头102水平转动到与X轴线成直角的位置上，从而测量球的直径而得到其半径。根据所得结果，沿X轴线移动圆头槽铣刀而使枢轴位于离开圆头槽铣刀T的顶端一个半径的位置上。然后测量从圆头槽铣刀T到测量探头102的顶端的距离。但是，现有技术中的刀具检查的显微镜和上述专利申请所公开的刀具检查装置的显微镜都产生由检查装置造成的误差，从而无法获得圆度精度的实际值。对于刀具使用者来说，重要的是测量装到主轴上的刀具的圆度，一个严重问题是无法测量把主轴和刀架的偏移加到刀具本身的精度上所获得的最终圆度。为克服上述问题，本专利技术的一个方面是一种测量圆头槽铣刀的球度的方法，包括下列步骤把精确外径已知的一基准刀具装到一切削装置的主轴上，在转动主轴的同时相对移动一激光装置和该基准刀具，在激光光束与基准刀具的圆周时横交时测量该圆周的位置；从该圆周的位置得到基准刀具的转动中心；用圆头槽铣刀取代基准刀具而装到主轴上，在转动主轴的同时用激光测量装置测量转动中心上圆头槽铣刀顶端的位置；从该顶端位置得出圆头槽铣刀的球心；从球心画出许多穿过圆头槽铣刀的圆周切削面的测量线；在转动主轴的同时在测量线上相对移动圆头槽铣刀和激光测量装置，当激光光束与圆头槽铣刀的圆周切削面横交时测量切削面的位置；得出从切削面的位置到球心的实际半径；从实际半径与标称半径之差得出切削面的球度。本专利技术的测量方法还可包括相对移动激光测量装置和圆头槽铣刀而测量圆头槽铣刀的转动中心两侧面上的两点；从所测量的两点之间的距离得出转动中心的位置；测量圆头槽铣刀的顶端在转动中心上的位置从所测量的顶端位置得出球心；用激光光束测量切削面上的任意多个点；得出法线上从切削面的各点到球心的各实际半径；根据实际半径与标称半径之间的差得出切削面的球度。此外，按照本专利技术，可沿切削面上的法线相对移动激光测量装置和圆头槽铣刀而测量切削面上的任意点。此外，按照本专利技术，圆头槽铣刀法线上的实际半径可与标称半径重叠在阴极射线管之类显示器上。而且，本专利技术可视测量精度而设定圆头槽铣刀每转动一圈圆头槽铣刀与激光测量装置的相对位移。此外，按照本专利技术，激光测量装置可在圆头槽铣刀遮断激光光束或激光光束恢复传播时输出信号。按照该圆头槽铣刀球度测量方法，在把圆头槽铣刀装到主轴上转动的状态下即与进行切削加工同样的状态下测量球度。因此，可仅在更换刀具后或仅在精加工前进行测量，从而可选择使用球度在容许值内的圆头槽铣刀。这可把被加工面精加工到接近理想形状而无需在机加工后手工修整被加工面。此外，按照本专利技术，激光光束被打断或恢复传播时输出传感信号的激光测量装置设置在比方说机床工作台的角落处或横轨的端部而不妨碍正常工作。用一NC滑动装置在球面的法线上移动激光测量装置或圆头槽铣刀而由激光测量装置的传感信号测量实际半径。球度测量也可包括在自动切削程序中，从而实现自动测量。此外，按照本专利技术，每一测量角的实际半径可与标称半径重叠在阴极射线管显示器上，从而可在阴极射线管显示器上看到误差的趋势，从而方便地确定超过容许值的圆头槽铣刀是否仍可用于粗加工。此外，按照本专利技术，可根据测量精度自动设定转数与进刀速度之间的关系。这可按照测量精度选择最高效的测量，从而提高机床的工作效率。图1为装在一组合加工中心机床的横轨上的一激光测量装置和一主轴头的立体图。图2(a)和(b)说明本专利技术的一操作图2(a)为一基准刀具装在主轴上时的正视图；图2(b)为图2(a)的侧视图。图3(a)和(b)说明本专利技术的一操作图3(a)为用基准刀具检测刀具侧面的一位置时的正视图；图3(b)为图3(a)的侧视图。图4(a)和(b)说明本专利技术的一操作图4(a)为检测刀具顶端的位置时的正视图；图4(b)为刀刃的侧视图。图5说明本专利技术的一操作，即测量每一斜角下刀具的顶端球面。图6(a)和(b)说明本专利技术的一操作，即斜角为45°时的测量；图6(a)为正视图；图6(b)为刀刃的侧视图。图7(a)和(b)说明本专利技术的一操作，即斜角为90°时的测量；图7(a)为正视图；图7(b)为刀刃的侧视图。图8(a)-(g)示出各斜角下原点O与刀刃之间的关系图8(a)-(g)分别示出0°、15°、30°、45°、60°、75°和90°时的该关系。图9(a)和(b)示出所测得的圆头槽铣刀球度在阴极射线管上的显示；图9(a)为一精度表；图9(b)表示精度很低。图10为本专利技术的操作流程图。图11(a)和(b)示出现有技术的圆头槽铣刀的球度与被加工面之间的关系；图11(a)示出圆头槽铣刀切削圆弧面时的运动；图11(b)为被加工对象的局部放大图。图12为现有刀具检查装置的立体图。图1为装在一用作切削装置的门状组合加工中心机床的横轨上的一激光测量装置和一主轴头的立体图。如图1所示，一直立在一机床(未示出)旁的立柱把横轨1支撑成可在Z轴方向上运动。横轨1的正面在Y轴方向上有滑道，一主轴头2安装成可沿Y轴滑道运动。主轴头2上装有主轴滑枕3而可在Z轴方向上运动。主轴4用若干轴承可转动地装在主轴滑枕3上。用一夹头5把作为待测刀具的一圆头槽铣刀T可卸下地装到主轴4的顶部斜孔中。一激光测量装置6经一支架7装在横轨1底面上而位于Y轴方向的端部旁，从而X轴方向上有一激光光轴。激光测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量圆头槽铣刀球度的方法，其特征在于，包括下列步骤：把外径已知的一基准刀具装到一切削装置的主轴上，在转动主轴的同时相对移动一激光装置和该基准刀具，在激光光束与基准刀具的圆周横交时测量该圆周的位置；从该圆周的位置得出基准刀具的转动 中心；用圆头槽铣刀取代基准刀具而装到主轴上，在转动主轴的同时用激光测量装置测量转动中心上圆头槽铣刀顶端的位置；从该顶端位置得出圆头槽铣刀的球心；从球心画出许多穿过圆头槽铣刀的圆周切削面的测量线；在转动主轴的同时在测量线上相对 移动圆头槽铣刀和激光测量装置，当激光光束与圆头槽铣刀的圆周切削面横交时测量切削面的位置；得出从切削面的位置到球心的实际半径；以及从实际半径与标称半径之差得出切削面的球度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：若冈俊介，长谷部孝男，
申请(专利权)人：大隈公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]