專利名稱：高速加工刀柄多尺寸測量裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及機械工程技術領域，特指一種能同時測量高速加工刀柄的多個主要尺寸裝置。
背景技術：
高速加工工具系統是高速精密數控機床(加工中心)的重要組成部分，其結構特性、動態特性、動平衡穩定性等直接影響和制約著高速加工的質量和效率。
目前廣泛使用的高速加工刀柄采用了與主軸內孔錐面和端面同時貼緊的兩面定位結構，具有工作更可靠、定位精度和靜、動態剛度高，允許轉速高等優點，在高速加工得到最為廣泛的應用，使用范圍幾乎覆蓋所有刀具領域。
由于高速刀柄采用了錐面和端面同時定位的過定位結構，導致了其錐面以及相關的裝卸表面的加工精度要求很高，必須采用專用的測量裝置進行測量。目前高速加工刀柄主要尺寸的專用測量裝置有兩類，一類是用于檢測室的氣動測量儀，另一類是用于生產車間的千分表測量儀。
高速加工刀柄氣動測量儀測量精度高，但存在以下缺點 (1)需要單獨配壓力氣源，整體制造成本高。
(2)為了使氣源壓力穩定，儀器使用前的校準準備時間較長。
(3)目前的高速加工氣動測量儀每次只能測量單個尺寸，測量效率低。
高速加工刀柄千分表測量儀對使用環境的要求不高，制造成本也較低，但其測量精度偏低，容易造成產品等級誤判。發明內容
本發明的目的是設計一種能夠同時快速準確測量高速加工刀柄4個主要尺寸D1， D2，L5，L6的裝置，解決目前高速加工刀柄在生產和檢驗中存在的測量精度低，測量效率低的問題。
實現本發明目的技術方案為基于比較測量原理，采用高精度電感位移傳感器作為測量元件，將多個電感位移傳感器安裝在專用的測量基座中，通過誤差轉移和尺寸變換機構，實現多尺寸的快速、精確測量，并可以將測量導入計算機中，實現數字化測量。
本發明所述裝置是由底座、傳感器、大端直徑測量環，小端直徑測量，微調機構，支承片彈簧，斜面測量盤桿等主要零部件組成。通過電感傳感器、導線、數字式顯示儀、計算機以及專業軟件，可以將測量的數據通過導線與數字式顯示儀連接，由數字式顯示儀顯示測量的大小并直接判斷出是否符合要求。測量數據還可以由導線傳送至計算機進行儲存，作為質量分析的依據。
為了提高測量精度，本發明采取了兩個措施(1)采用2個分辨率達到0. 01微米的高精度電感位移傳感器，避免了因千分表因測量精度不夠產生產品等級誤判。千分表的實際測量誤差大約2微米，而高速加工大小端直徑的制造公差4飛微米，這容易造成產品的質量等級誤判。
(2)大小端直徑Dl和D2分布采用了兩個不同的直徑測量環。小端直徑測量環安裝在一個支承片彈簧上，保證小端直徑測量環4只能在直徑測量方向上移動，這樣轉移了因大端直徑D2的尺寸誤差而產生的小端直徑測量誤差，提高了測量精度。
小端直徑測量環內設有一個可調支承釘，其位置由校準量規確定，確保傳感器6 測量到的變化值就是大端直徑的變化值。
大端直徑測量環設有了 2個固定支撐釘、一個壓緊滑柱和一個傳感器B。2個固定支撐釘A起到了一個直角V型塊的作用，確保傳感器B測量到的變化值就是大端直徑的變化值。
為了提高測量效率，本發明采取了兩個措施(1)在測量裝置上安裝了 4個位移傳感器，使得高速加工刀柄的4個主要尺寸Dl、D2、 L5、L6同時測量成為可能。
(2)為了保證高速加工刀柄安裝后能夠同時準確的測量出夾緊斜面位置的尺寸 L5，本發明采用了尺寸變換機構。通過測量斜面滑動測量盤桿9的位置變化即可測量出夾緊斜面位置的尺寸L5。
尺寸變換機構包括回位彈簧、壓緊彈簧、夾緊斜面測量盤桿和支承架。高速加工刀柄的自重將壓下壓緊彈簧，迫使斜面測量盤桿在支承架中的導向孔內滑動，直到與夾緊斜面接觸，根據傳感器測量到的斜面測量盤桿的位置變化即可以得到夾緊斜面位置的尺寸 L5。現有的測量儀器在高速加工刀柄安裝后還需要通過人工操作才能完成夾緊斜面位置的尺寸L5的測量，測量效率低。
本發明與現有的高速加工刀柄測量裝置相比，具有以下優點(1)可以同時測量高速加工刀柄的主要4個參數，使用方便，測量效率高。
(2)采用高分辨率的電感測微儀(可達到0. 01微米)，測量精度高。
(3)測量數據通過數字式顯示儀顯示，避免了視覺產生的讀值誤差。
(4)測量數據可以傳送至計算機，便于測量數據保存和分析。


圖1為HSK刀柄主要測量尺寸。
圖2為本發明測量裝置的結構圖。
圖3為圖2的A-A剖面圖。
圖4為圖2的B-B剖面圖。
圖中，1傳感器A，2大端直徑測量環，3支承片彈簧，4小端直徑測量環，5傳感器B，6高速加工刀柄，7回位彈簧，8壓緊彈簧，9夾緊斜面測量盤桿，10支承架，11傳感器C，12傳感器D，13端蓋，14底座，15壓緊彈簧，16壓緊滑柱，17固定支承釘A，18固定支承釘B，19可調支承釘。
具體實施方式
本發明所述裝置是由底座14、傳感器Al、傳感器B5、傳感器C11、傳感器D12、大端直徑測量環2，小端直徑測量4，支承片彈簧3，夾緊斜面測量盤桿9等主要零部件組成。
以HSK63A型號的刀柄測量為例，由專業廠家生產的HSK63A的校準量規的4個尺寸分別為Dl=46. 537 ；D2=48. 010 ；L5=18. 13 ；L6=9. 94本發明可以同時對HSK63A刀柄的4個主要尺寸D1、D2、L5、L6進行測量并能夠傳送至計算機。
如圖2所示，本發明所述裝置是由底座14、傳感器Al、傳感器B5、傳感器C11、傳感器D12、大端直徑測量環2，小端直徑測量4，支承片彈簧3，夾緊斜面測量盤桿9等主要零部件組成。
大端直徑測量環內孔直徑比Dl大0. 5mm,內部設有2個相互垂直的螺紋孔，內裝2 個固定支撐釘；在其角平分線上設有一個螺紋孔，內裝一個螺釘、一個壓力彈簧和一個壓緊滑柱16 ；傳感器B5裝在與固定支撐釘A17共線的孔內。
小端直徑測量環內孔直徑比D2大0. 5mm，在與固定支撐釘A17同方向的位置開有螺紋孔，內部安裝一個可調支承釘19，其伸出位置由校準量規確定。傳感器D12裝在與固定支撐釘19共線的孔內。2個支承片彈簧3安裝在端蓋面上，小端直徑測量環安裝2個支承片彈簧3上，安裝時保證片彈簧的預緊力朝向傳感器19的測量點，擺動方向與固定支撐釘 19方向一致。
尺寸變換機構包括回位彈簧7、壓緊彈簧8、夾緊斜面測量盤桿9安裝在支承架10 的孔內，孔的長度大于夾緊斜面測量盤桿的軸徑。夾緊斜面測量盤桿9的上部小圓盤下安裝回位彈簧7、上部小圓盤上壓緊彈簧8。支承架10安裝在端蓋面上。傳感器Al安裝在蓋面上，穿過蓋面上孔與夾緊斜面測量盤桿9的大圓盤底面垂直接觸，測量斜面測量盤桿9的位置變化。
傳感器Cll安裝在蓋面上，穿過蓋面上孔與HSK刀柄6的裝卸面垂直接觸，測量裝卸面的位置變化。
傳感器Al用于測量尺寸L5，傳感器B5用于測量大端尺寸D2，傳感器Cll用于測量裝卸尺寸L6，傳感器D12用于測量小端尺寸Dl。
其具體實施過程及步驟如下 1、測量裝置的校準將HSK校準量規放入測量裝置的大小端直徑測量環內，由大端直徑測量環內的壓緊彈簧15和壓緊滑柱16推動HSK校準量規靠緊在兩個相相互垂直的固定支承釘A 17和固定支承釘B 18的表面上，完成HSK校準量規的裝夾。調整電感測微儀，是的每傳感器的輸出值都為0，完成測量裝置的校準。
在一批HSK刀柄的測量中，測量裝置的校準過程只要進行一次即可。
2、HSK刀柄的裝夾HSK刀柄的裝夾過程與HSK校準量規的裝夾相同 3、HSK刀柄主要參數的測量HSK刀柄的裝夾完成后，數字式顯示儀將立即同時顯示4個傳感器位置變動量以及4 個尺寸的測量值，并可以在顯示儀上直接顯示并判斷出是否滿足要求，最后將測得的數據傳送至計算機。例如傳感器Al測量到的變動量0. 045mm，傳感器B5測量到的變動量0. 0018mm，傳感器Cll 測量到的變動量-0. 022mm，傳感器D12測量到的變動量_0. 0035mm，對應的尺寸測量值分別為L5=18. 13+0. 045=18. 175mm ； D2=48. 010+0. 0018=48. 0118mm ； Dl=46. 537-0. 0035=46. 5335mm0
L6=9. 94-0. 022=9. 918mm ；這些測量數據可以通過數據線傳送到計算機中。
4、HSK刀柄的卸下可見本發明HSK刀柄測量裝置的測量過程簡單，測量精度高。
權利要求
1.高速加工刀柄多尺寸測量裝置，其特征在于，測量裝置內部安裝了尺寸變換機構、誤差轉移機構和4個電感位移傳感器，在高速加工刀柄一次安裝后能夠自動完成刀柄4個主要尺寸的高精度測量并且測量數據可以通過數據線傳送到計算機中；所述尺寸變換機構包括回位彈簧(7)、壓緊彈簧(8)、夾緊斜面測量盤桿(9)和支承架(10);所述支承架(10)安裝在端蓋(13)上，夾緊斜面測量盤桿(9)安裝在支承架(10)的孔內，孔的長度大于夾緊斜面測量盤桿的軸徑，夾緊斜面測量盤桿(9)在支承架(10)上的導向孔中上下滑動；夾緊斜面測量盤桿(9)的上部小圓盤下安裝回位彈簧(7)、上部小圓盤上壓緊彈簧(8)向上的滑動由受壓的回位彈簧(7)驅動，向下的滑動由刀柄重力通過壓緊彈簧(8)驅動；支承架(10)安裝在端蓋面上；傳感器A(I)安裝在蓋面上，穿過蓋面上孔與夾緊斜面測量盤桿(9)的大圓盤底面垂直接觸，測量斜面測量盤桿(9)的位置變化；傳感器C(11)安裝在端蓋13上，穿過端蓋(13)上孔與HSK刀柄(6)的裝卸面垂直接觸，所述誤差轉移機構由支撐片彈簧(3 (、小端直徑測量環(4)和可調支承釘(19)組成；小端直徑測量環(4)安裝在2個等高的支撐片彈簧(3)，支撐片彈簧(3)安裝在端蓋(13)上； 可調支承釘B19安裝在小直徑測量環4的螺紋孔內，孔的軸線與傳感器D (12)軸線重合； 測量椎體大端直徑Dl和小端直徑D2的傳感器A (5)和傳感器D (12)分別安裝在固定的大端直徑測量環(2)和浮動的小端直徑測量環(4)上；大端直徑測量環(2)內部設有2 個相互垂直的螺紋孔，內裝2個固定支撐釘；在2個固定支撐釘形成的直角角平分線上設有一個螺紋孔，內裝一個螺釘、一個壓力彈簧和一個壓緊滑柱(16);傳感器B5裝在與固定支撐釘A (17)共線的孔內；小端直徑測量環(2)內部與固定支撐釘A (17)同方向的位置開有螺紋孔，內部安裝一個可調支承釘B (19)，傳感器D (12)的安裝孔與固定支撐釘B (19) 共線的孔內。
全文摘要
本發明是一種用于高速加工刀柄主要參數的測量裝置，采用高精度電感位移傳感器作為測量元件，將多個電感位移傳感器安裝在專用的測量基座中，通過誤差轉移和尺寸變換機構，實現多尺寸的快速、精確測量。通過電感傳感器、導線、數字式顯示儀、計算機以及專業軟件，可以將測量的數據通過導線與數字式顯示儀連接，由數字式顯示儀顯示測量的大小并直接判斷出是否符合要求。測量數據還可以由導線傳送至計算機進行儲存，作為質量分析的依據。本發明具有精度精度高，速度快，使用方便，制造成本低等諸多優點。
文檔編號G01B7/12GK102494600SQ201110366950
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月18日 優先權日2011年11月18日
發明者王樹林, 王貴成, 郁君劍 申請人:江蘇大學