一種用于刀具磨損檢測的夾具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于刀具檢測設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種用于刀具檢測的夾具，特別適合于對碳纖維增強復(fù)合材料制孔加工刀具磨損檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，碳纖維增強復(fù)合材料因其輕質(zhì)、比強度高等優(yōu)點，在航空航天領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用于制造各種結(jié)構(gòu)件，因結(jié)構(gòu)件之間的裝配需要，必須通過機(jī)械加工制造大量高質(zhì)量的連接孔。但碳纖維具有極高的磨蝕性，加工中機(jī)械劃擦作用導(dǎo)致硬質(zhì)合金刀具中的Co粘結(jié)劑破損，硬質(zhì)合金晶粒外漏加劇了刀具本體被剝落的過程，最終在循環(huán)載荷作用下刀具快速磨損，具體表現(xiàn)為切削刃鈍化和后刀面磨損。刀刃鈍化導(dǎo)致刀具鋒銳度下降，不利于切斷纖維，制孔時易出現(xiàn)出口毛刺等缺陷；后刀面磨損使得后刀面與已加工表面間摩擦加劇，產(chǎn)熱更多，使碳纖維增強復(fù)合材料基體提前軟化導(dǎo)致纖維不易被切斷，此外后刀面磨損到一定程度后可引起加工過程振動。綜上所述，刀具磨損嚴(yán)重影響加工質(zhì)量，因而研究刀具磨損意義重大，刀具磨損檢測是刀具磨損研究中的重要環(huán)節(jié)，無論是接觸式還是非接觸式專業(yè)刀具磨損檢測方法均需要專用夾具來固定刀具，調(diào)整刀具到合適的觀測位置及角度，保證磨損檢測的準(zhǔn)確度和可重復(fù)性。
[0003]目前，國內(nèi)外針對刀具磨損檢測的夾具可調(diào)整的自由度少，大部分需要配合與夾具本身適配的專用設(shè)備進(jìn)行測量，通用性差。如奧地利Alicona公司生產(chǎn)的Rotat1n-Grip旋轉(zhuǎn)夾具，可用于刀具切削刃鈍化的檢測，該產(chǎn)品具有兩軸旋轉(zhuǎn)自由度，由于夾具尺寸原因，當(dāng)與該公司生產(chǎn)的IF-EDGEMASTER刀具檢測輪廓儀配合使用時，才可獲得檢測最優(yōu)效果。國內(nèi)發(fā)明專利CN201310180982.2中公開了“一種用于刀具磨損檢測的夾具”，這種夾具采用兩個移動裝置和兩個轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)的配合，對刀具的刀柄進(jìn)行可靠裝夾，實現(xiàn)對刀具的多方位觀測，保證測量的準(zhǔn)確性。但該夾具同樣受到軸向自由度的限制，無法實現(xiàn)三軸轉(zhuǎn)動的刀具磨損狀態(tài)全方位觀測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)難題是克服現(xiàn)有裝置通用性差、無法同時實現(xiàn)在平面內(nèi)平動和在三個軸方向旋轉(zhuǎn)、不能完成刀具磨損全方位檢測的缺陷，發(fā)明一種一種用于刀具磨損檢測的夾具。該裝置是通過手動方式實現(xiàn)位移工作臺在平面內(nèi)小范圍平移運動，通過三個轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)的配合，實現(xiàn)三個軸方向的旋轉(zhuǎn)運動，并采用刀具夾頭實現(xiàn)刀具精確定位、裝夾，為實現(xiàn)刀具磨損精確檢測提供了良好的測量裝置。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種用于刀具磨損檢測的夾具，其特征是，夾具由刀具裝夾組件、支架組件、轉(zhuǎn)臺組件和位移工作臺組件構(gòu)成；夾具采用刀具裝夾組件實現(xiàn)刀具精確定位、裝夾；夾具是通過手動方式實現(xiàn)位移工作臺在X、Y平面內(nèi)小范圍平移運動以及三個轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)在三個軸方向的轉(zhuǎn)動；
[0006]在所述的刀具裝夾組件中，底座I結(jié)構(gòu)為山形，底座I中心部有圓凸起，底座I左、右兩側(cè)壁上部分別加工有圓孔，左、右兩側(cè)壁頂部分別有環(huán)刻的底座左側(cè)角度刻度E、底座右側(cè)角度刻度F ;旋轉(zhuǎn)軸23通過兩個深溝球軸承24安裝在底座I中，左擋圈22安裝在旋轉(zhuǎn)軸23左面的深溝球軸承24左面，右擋圈25安裝在旋轉(zhuǎn)軸23右面的深溝球軸承24右面，并嵌入底座I中，分別對深溝球軸承24進(jìn)行限位；聯(lián)軸器27與旋轉(zhuǎn)軸23通過鍵26進(jìn)行連接裝配，聯(lián)軸器27與刀具轉(zhuǎn)盤4通過聯(lián)軸器螺栓28固定連接；夾頭6插入刀具轉(zhuǎn)盤4的錐孔B中，擋片7通過擋片螺栓5安裝在刀具轉(zhuǎn)盤4上，對夾頭6進(jìn)行限位緊固；刀具轉(zhuǎn)盤定位螺栓8擰入刀具轉(zhuǎn)盤4的螺紋孔內(nèi)，刀具轉(zhuǎn)盤4上刻有轉(zhuǎn)盤角度刻度定位標(biāo)記C，底座I中心部圓凸起外環(huán)刻有底座角度刻度D，轉(zhuǎn)盤定位螺栓8在底座I與刀具轉(zhuǎn)盤4之間起到定位的作用；
[0007]支架組件由左側(cè)銷軸2、右側(cè)銷軸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構(gòu)成；刀具裝夾組件通過左側(cè)銷軸2、右側(cè)銷軸9安裝在支架組件中支架11的軸孔內(nèi)，支架左定位螺栓3、支架右定位螺栓10擰入支架11的螺栓孔內(nèi)，用于固定刀具裝夾裝置的軸向旋轉(zhuǎn)位置，支架11兩側(cè)面頂部分別刻有支架左側(cè)角度刻度定位標(biāo)記G、支架右側(cè)角度刻度定位標(biāo)記H，配合底座I兩側(cè)環(huán)刻的底座左側(cè)角度刻度E、底座右側(cè)角度刻度F，實現(xiàn)角度刻度定位；支架11通過支架螺栓20固定在位移工作臺上位移板12上；
[0008]在位移工作臺組件中，工作臺上位移板12、工作臺下位移板17分別插入工作臺底座13對應(yīng)的溝槽中，手動推動工作臺上位移板12、工作臺下位移板17實現(xiàn)沿X、Y方向的直線運動；工作臺下定位螺栓14、工作臺上定位螺栓19分別擰入工作臺底座13對應(yīng)的螺栓孔內(nèi)，用于對工作臺上位移板12、工作臺下位移板17沿X、Y方向的位置進(jìn)行固定；
[0009]在轉(zhuǎn)臺組件中，轉(zhuǎn)臺上端蓋18通過轉(zhuǎn)臺螺栓21與工作臺下位移板17固定連接；轉(zhuǎn)臺深溝球軸承29裝入轉(zhuǎn)臺下端蓋16的中心孔中，轉(zhuǎn)臺上端蓋18通過轉(zhuǎn)臺深溝球軸承29與轉(zhuǎn)臺下端蓋16相裝配，轉(zhuǎn)臺上端蓋18刻有上端蓋角度刻度定位標(biāo)記J，轉(zhuǎn)臺下端蓋16環(huán)刻有轉(zhuǎn)臺角度刻度K，轉(zhuǎn)臺定位螺栓15抒入轉(zhuǎn)臺下端蓋16螺紋孔內(nèi)，用于對轉(zhuǎn)臺上端蓋18、轉(zhuǎn)臺下端蓋16的相對位置進(jìn)行固定；手動轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)臺上端蓋18實現(xiàn)夾具裝置繞Z軸旋轉(zhuǎn)。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:該發(fā)明是通過手動方式實現(xiàn)位移工作臺在X、Y平面內(nèi)小范圍平移運動以及三個轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)在三個軸方向的轉(zhuǎn)動，夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。用于對復(fù)合材料制孔加工刀具磨損情況進(jìn)行針對性測量，通過夾頭對刀具進(jìn)行裝夾，夾頭直接安裝在夾具上，避免了刀具反復(fù)拆卸；通過轉(zhuǎn)臺、支架裝置、刀具裝夾裝置可實現(xiàn)X、Y、Z三軸方向的旋轉(zhuǎn)自由度，可完成任意角度的擺動，通過位移工作臺輔助實現(xiàn)平面內(nèi)二維自由度，這些功能使該夾具能夠?qū)?fù)雜刀具結(jié)構(gòu)中的刀刃部位移動到觀測視場內(nèi)，從而幫助高質(zhì)量地完成磨損觀測任務(wù)。該夾具實現(xiàn)了刀具精確定位與裝夾，夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。
【附圖說明】
[0011]圖1是夾具軸側(cè)視圖，圖2是刀具裝夾組件中刻度表示圖，圖3是刀具裝夾組件剖視圖，圖4是轉(zhuǎn)臺組件安裝示意圖，圖5是轉(zhuǎn)臺組件局部剖視圖。
[0012]其中，I一底座，2—左側(cè)銷軸，3—支架左定位螺栓，4一刀具轉(zhuǎn)盤，5—擋片螺栓，6—夾頭，7—擋片，8—轉(zhuǎn)盤定位螺栓，9一右側(cè)銷軸，10—支架右定位螺栓，11 一支架，12—工作臺上位移板，13—工作臺底座，14 一工作臺下定位螺栓，15—轉(zhuǎn)臺定位螺栓，16—轉(zhuǎn)臺下端蓋，17一工作臺下位移板，18一轉(zhuǎn)臺上端蓋，19一工作臺上定位螺檢，20一支架螺檢，21—轉(zhuǎn)臺螺栓，22—左擋圈，23—裝置旋轉(zhuǎn)軸，24—深溝球軸承，25—右擋圈，26—鍵，27—聯(lián)軸器，28—聯(lián)軸器螺栓，29—轉(zhuǎn)臺深溝球軸承，B為刀具轉(zhuǎn)盤4的錐孔，C為轉(zhuǎn)盤角度刻度定位標(biāo)記，D為底座角度刻度，E為底座左側(cè)角度刻度，F(xiàn)為底座右側(cè)角度刻度，G支架左側(cè)角度刻度定位標(biāo)記，H為支架右側(cè)角度刻度定位標(biāo)記，J為上端蓋角度刻度定位標(biāo)記，K為轉(zhuǎn)臺角度刻度。
[0013]圖6后刀面磨損測試結(jié)果圖，圖7切削刃鈍化測試結(jié)果圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和技術(shù)方案詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實施。
[0015]實施例是通過手動