车刀对刀仪设计

　　在车床加工过程中，对刀是必不可少的环节之一。对刀不准确，将会影响车床加工零件的精度，而传统对刀方式存在效率低、精度低等问题。本文利用水准器对中的原理，设计了一种新型对刀仪。该对刀仪具有效率高、成本低、操作方便等优点。

　　1、车刀对刀仪设计方案

　　本文设计的对刀仪主要通过液位的中性能量来完成对刀。从传统的点对点的“体验式”刀具设置到“科学式”刀具设置。该液位仪结构简单，响应灵敏。车刀对刀仪主要由校准架、心轴、水平仪等部件组成。其中，对刀仪的核心部件是校正架，校正架具有高硬度的测量面。在工作过程中，主要靠车刀面与车刀头的接触来反映车刀到车刀头的真实高度。表面的高硬度既保证了测量精度，又保证了对刀仪的使用寿命。定位架上安装有刻度水平仪。水平反映了刀尖的工作高度。当液位在零位时，整刀过程完成，使刀具的前、后两角的工作角度完全等于理论角度。

　　2、车刀对刀仪各部分的结构设计

　　当所述对刀工具用于工件加工前对刀时，为前刀架，可使用三爪卡盘夹紧主轴左端(见图2);若为后刀架，可用三爪卡盘夹紧主轴右端;测量时，校准齿条的测量面置于车刀刀尖上，通过增加或减少缓冲刀片来调节车刀高度时，校准齿条会绕主轴轴上下摆动。自从接触表面到参考平面的距离等于轴到参考平面的距离,当水平参考平面是水平(中间的泡沫刻度线),工具提示必须在同一水平面上的轴机床主轴(也就是说,工具提示和机床主轴的轴是一样的高度)。当水平泡与比例线之间存在一定的偏移距离时，根据比例线和气泡偏移方向可计算出机床刀尖与主轴中心线的差的高度。

　　对刀仪采用直接测量的校正架，具体结构如图4所示。其中必须保证水准仪的安装面与校准架上的测量面平行。此外，在对中架的内孔内装有精密轴承。对中架和精密轴承采用两个孔挡圈进行轴向定位，实现对中架的轴向定位功能简单方便。通过精密轴承和芯棒的活动连接,形成一个固定的轨道,调整框架的优点是,它可以旋转360°心轴,以确保设备不仅可以用于前端工具持有人也可以使用在后面和斜工具持有人以确保产品有广泛的实际应用。

　　装配过程中，应使主轴中心与滚动轴承重合，以保证校准架能绕主轴灵活旋转。使用时，主轴固定在车床主轴上或夹在尾座的钻夹头上;所述校正架的另一侧设有与所述刀尖接触的测量面。测量面必须与滚动轴承中心在同一参考平面上。满足上述条件后，对刀仪即可实现预定的功能。

　　由图2可以看出，车刀对刀仪主要由四部分组成，即刻度尺、刻度架、滚动轴承和芯轴。利用定心原理用刻度尺调平，当车刀尖高于车床主轴时，气泡将在轴方向附近偏移;当车刀尖低于车床主轴时，气泡将从轴方向偏移;当车刀刀尖高于车床主轴轴时，气泡会停留在刻度值的中间，这是理想的工作位置。对刀仪示意图，如图3所示。水准仪的精度选择直接影响到对刀仪的测量精度。叶尖到旋转中心的水平距离S和水平面的偏移格点N直接反映叶尖高度的偏移距离Zi。N是标高的偏移网格数;是标高的精度。S是尖端和旋转中心之间的水平距离。

　　工具仪器中的芯轴主要用于安装定位。要求硬度高，表面质量好，以保证耐磨性和定位精度。芯棒和轴承的轴向定位采用台阶一端和卡环另一端，保证芯棒和校正架的轴向位置。

　　对刀仪采用滚动轴承，质量要求较高。最好选用带防尘罩的高精度滚动轴承，以保证对刀仪的测量精度。滚动轴承将对中架与芯轴结合在一起，保证对中架绕芯轴转动灵活，对中架转动中心与芯轴同轴。

　　3、对刀仪的使用和维护

　　本文设计了一种测量刀尖高度和车床主轴中心高度的对刀仪。下面详细介绍了系统的结构设计，并给出了具体的实现实例。所设计的对刀仪轴测图如图2所示。

　　当工件加工需要换刀时，对刀仪仍然可以实现对刀功能，不需要拆卸工件即可完成对刀功能。以前刀架为例，只需将对刀仪主轴右端夹在钻卡盘中夹在尾座套筒中，即可实现对刀检测功能;对于后刀架，只需将对刀仪主轴左端夹在钻卡盘尾座套筒中。该对刀仪适用于普通车床和数控车床的各种对刀。也适用于前后刀架，特别适用于轴套零件的加工。

　　在日常使用中，对刀仪必须小心搬运，不得磕碰，以免液位计破损或校正架测量面产生毛刺，影响测量精度或正常使用。另外，对刀仪使用后，应及时加油，防止主轴测量面和校准架生锈。

　　4、结论

　　该对刀仪对刀过程简单，操作方便，精度高，经济性好，通用性强，特别对操作人员的技术要求低，适合初学者使用。此外，该对刀仪不仅可以用于工件加工前的对刀，还可以用于加工过程中换刀后的对刀。使用该对刀仪，可大大减少车削的辅助时间，大大提高劳动生产率和车削质量。