新型对刀仪的设计

　　自从进入工业时代以来，对于机械加工来讲，对刀一直都是研究的问题，不论是普通车床，还是数控车床，如何才能快速准确的完成对刀，缩短加工前的准备时间，对加工效率的影响是非常大的。通过设计一种简单，经济，高效的对刀仪，来解决对刀难的问题。基于对刀仪的硬件结构的基本介绍，分析对刀仪的工作原理，最后阐述对刀仪的使用与维护。

　　车床是加工回转类零件的主要设备。一般的车床，其中包括数控车床都不具备专用的对刀设备的,在实际操作上基本都是通过试切对刀法、等高块对刀法、尾座顶尖对刀法等方法来对刀。这些方法能够大概地确定刀具在机床坐标系中的初始位置,也就是实现所谓的：对中操作,以此来获取起刀点在机床轴线的等高值。

　　在传统的机械加工中，工件的装夹、拆卸，刀具的装夹，对刀的调整占用很大一部分时间，而且对刀的准确性也不高，导致加工精度没法提高，甚至有的还需要采用试切法来确定是否对刀准确。因此一个简单，快捷的对刀仪对于提高加工效率有很大的意义。

　　对刀仪的硬件结构

　　在实际的车床加工过程中,对刀是不可缺少的一个重要环节。如果对刀不准确,将会对车床加工零件的精度产生很大影响。但是，传统的对刀方式存在效率低、精度低等问题。本文基于新型车刀高度方向对刀仪进行设计,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。本文对一种新型对刀仪的设计，是采用圆盘刻度对准，计算对刀高度的方法来快速进行车刀对刀。在机床上针对对刀结果直接进行检测与调整。此新型对刀仪使用方便快捷，操作方法简单实用，经济适用性强。可以缩短加工辅助时间，提高加工效率。

　　本次设计的新型对刀仪是由1个可调节圆盘刻度器、水平横梁、高度方向检测台、1个硬度高、耐磨性强的高精度探测对刀探针、1个传递对刀信号的微型传感器及固定立柱、底座组成。对刀探针是用来与刀具接触，把作用力的大小通过传感器传递给微型计算器，通过计算显示刀具的高低位置。最终将此数值反馈给可调节的圆盘刻度器，通过调节圆盘刻度器从而调节刀具使其达到精确要求，提高加工精度。

　　对刀仪的可调节圆盘刻度器是通过接收传感器信号来调节刀具高度，通过内外两圈18级刻度圈来调节刀具的高低，水平横梁是用来连接圆盘刻度器和高精度探测针的，因为需要高精度的对刀，故水平横梁要具备高的强度。高度方向检测台用来安装高精度探针，检测车刀高度。为了避免影响探针检测精度，检测台必须有很高的平面度，用来连接固定横梁和检测探针。高硬度、高耐磨性的探针用来探测刀具。微型传感器用来将检测信号转化为显示数值。固定立柱用来连接底座和圆盘刻度器，固定圆盘刻度器的垂直位置。底座有固定螺纹孔，用来将对刀仪固定在机床上。

　　当安装的车刀刀尖高于工件中心时，工作平面Pse、工作基面Pre发生改变。背平面内，车刀的工作前角增大，后角减小。这种情况对加工的影响是反之，如果刀尖低于工件中心，则车刀的工作后角增大，前角减小，镗内孔时装刀的高低对工作角度的影响与外圆正好相反。此对刀仪是采用传感器检测及圆盘刻度器调节原理，来进行快速对刀的一种方法，与横梁相连接高度方向检测台上安装的高精度探测针头，在检测时与车刀刀尖接触，通过传感器将探测信息反馈给圆盘刻度器进行调节，通过调节圆盘刻度器确定车刀在高度方向的正确位置。对刀仪是一种检测刀尖高低的装置。

　　对刀仪的工作原理

　　对刀仪工作原理对刀仪的核心部件是由一个高精度的开关(测头)，一个高硬度、高耐磨的硬质合四面体(对刀探针)和一个信号传输接口器组成(其他件略)。四面体探针是用于与刀具进行接触,并通过安装在其下的挠性支撑杆,把力传至高精度开关;开关所发出的通、断信号,通过信号传输接口器,传输到数控系统中进行刀具方向识别、运算、补偿、存取等。数控机床的工作原理决定，当机床返回各自运动轴的机械参考点后，建立起来的是机床坐标系。该参考点一旦建立,相对机床零点而言,在机床坐标系各轴上的各个运动方向就有了数值上的实际意义。

　　对刀仪的使用与维护

　　在工件的加工过程中，工件装卸、刀具调整等辅助时间，占加工周期中相当大的比例，对刀仪其中刀具的调整既费时费力，又不易准确，最后还需要试切。统计资料表明，一个工件的加工，纯机动时间大约只占总时间的55%，装夹和对刀等辅助时间占45%。因此，对刀仪便显示出极大的优越性。

　　对刀仪使用的基本原理是通过传感器程序来控制开关信号，通过观察开关信号来控制刀具在Z轴方向上是否需要继续移动。当运动停止，再继续通过监测台上的探测针进行检测，检测后继续调节。此新型对刀仪的检测装置主要包括高精度探测针头及信号转换装置，高精度探测头安装在检测台上。将检测针头安装在平台上以后需要对检测针头进行调节，保证探测针头的平行度和水平方向上的直线度及垂直方向上的直线度，用量块进行测量调整。

　　由悬挂系统与下层桥架的装配关系(见图4),为使桥架移动时因轨道不平导致耳板销轴与轴壳孔不同心度较大时仍能正常工作,耳板通过关节轴承与销轴连接,因轴承主要承受径向载荷,故选用向心关节轴承.

　　结语

　　本文主要针对车刀高度方向对刀仪的设计，在传统的机械加工中，车削的应用非常广泛，车削中单刃车刀从旋转的工件上去除材料，形成回转体表面，轴运动使工件旋转，刀具沿旋转工件轴线平行方向的缓慢移动。那么，在车削前车刀高度方向上的对刀成了问题的关键，车刀刀尖在高度方向上的对刀误差，对后期加工精度的影响，现代传统的对刀方法，试切法和调整法存在的问题是效率低，速度较慢。本文利用一种传感器的对中原理，设计了一种新型对刀仪，该对刀仪的优势在于对刀准确，效率高，对刀速度快，操作简单。