利用刀具檢測(cè)儀檢測(cè)金剛石滾輪

何立民++劉權(quán)++肖園

摘 要：我廠制造的金剛石滾輪目前采用電鍍法加工，尺寸精度主要靠高精度刀具保證，加工后的金剛石滾輪無(wú)法檢測(cè)。本試驗(yàn)采用刀具測(cè)量?jī)x，利用刀具檢測(cè)儀的測(cè)量?jī)x掃描測(cè)量功能，實(shí)現(xiàn)了部分金剛石滾輪型面尺寸的檢測(cè)功能。

關(guān)鍵詞：金剛石滾輪；刀具檢測(cè)儀；試驗(yàn)

中圖分類號(hào)：TG87 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0.引言

目前內(nèi)鍍法電鍍的金剛石滾輪制造工藝是制造精密復(fù)雜型面滾輪的有效方法。它能將砂輪按所需要的形狀修整成型，是目前蠕動(dòng)磨削不可缺少的專用工具。由于工廠沒(méi)有對(duì)成型金剛石滾輪的檢測(cè)手段，產(chǎn)品是否合格只有通過(guò)用戶反饋意見來(lái)判定。而檢測(cè)型三坐標(biāo)采用觸頭式檢測(cè)，對(duì)外表面布滿金剛石的產(chǎn)品容易損傷觸頭。工廠新引進(jìn)的刀具檢查儀，采用的是光線掃描的非接觸式測(cè)量方法，理論上可實(shí)現(xiàn)對(duì)零件外輪廓的非接觸式檢測(cè)。

1.現(xiàn)狀分析

金剛石滾輪的內(nèi)鍍法加工主要是通過(guò)樣板刀加工陰模，對(duì)陰模內(nèi)腔粘膠、上砂、電鍍，將鍍后陰模、芯軸用低熔點(diǎn)合金澆鑄成一體，剝殼露出最外端金剛石層表面。由于金剛石滾輪外表面布滿隨機(jī)分布的金剛石，每一粒金剛石都相當(dāng)一把刀，對(duì)接觸式測(cè)量法來(lái)說(shuō)無(wú)法進(jìn)行檢測(cè)，我們視樣板刀合格就視為最終的金剛石滾輪合格。金剛石滾輪的尺寸精度、形位公差有的要求較高均在0.005㎜以內(nèi)，某一環(huán)節(jié)有誤，金剛石滾輪就不合格，且我們沒(méi)有檢測(cè)手段，只能以用戶結(jié)論為準(zhǔn)。

2.試驗(yàn)

2.1 檢測(cè)設(shè)備：刀具測(cè)量?jī)x

刀具測(cè)量?jī)x是一臺(tái)高精度刀具檢測(cè)設(shè)備，它的主要特點(diǎn)是高精度非接觸式測(cè)量，配備2臺(tái)CCD相機(jī)，可同時(shí)從三個(gè)方向及0～90°任意角度測(cè)量對(duì)刀具進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量精度如下。

3個(gè)線性控制軸X、Y、Z的定位精度≤0.002㎜；

重復(fù)定位精度≤0.002㎜；

主軸同心度≤0.002㎜；

換徑套更換精度≤0.001㎜；

旋轉(zhuǎn)軸A軸（刀具安裝軸）徑跳≤0.002㎜；

旋轉(zhuǎn)軸A軸（刀具安裝軸）分辨率≤0.0025°；

線性測(cè)量重復(fù)精度≤0.002㎜；

任意刀具輪廓外形掃描并進(jìn)行對(duì)比功能；

有測(cè)量各種輪廓刀具CAD輪廓分析的自動(dòng)測(cè)量軟件。

2.2 制作二類工裝

根據(jù)刀具檢查儀所具備的檢測(cè)方法及檢測(cè)手段，結(jié)合金剛石滾輪的形狀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，需要將金剛石滾輪安裝在檢測(cè)儀的主軸上。因刀具測(cè)量?jī)x的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)孔直徑為ф32，而金剛石滾輪內(nèi)孔直徑為ф52，我們?cè)O(shè)計(jì)并制作了一個(gè)轉(zhuǎn)換軸，利用轉(zhuǎn)換軸安裝金剛石滾輪，完成與刀具檢測(cè)儀設(shè)備的連接。

2.3功能選擇

選用80測(cè)量程序，對(duì)話框包括用于輪廓掃描的全部數(shù)據(jù)和選項(xiàng)。指定起始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)，同時(shí)設(shè)置測(cè)量模式、聚焦和測(cè)量范圍。操作步驟：

（1）開機(jī)進(jìn)入程序。

（2）安裝轉(zhuǎn)換軸。

（3）裝夾金剛石滾輪，并使用專用清潔橡皮將零件擦拭干凈，保證被測(cè)表面無(wú)毛刺等污物。

（4）校準(zhǔn)測(cè)頭，保證機(jī)器精度。

（5）根據(jù)金剛石滾輪形狀特征，選擇程序編號(hào)為80的lasso測(cè)量程序。

（6）打開用于測(cè)量程序lasso刀具分析的測(cè)量程序?qū)υ捒?，設(shè)定需測(cè)量零件形狀的起始點(diǎn)數(shù)值（Z ，X）及結(jié)束點(diǎn)數(shù)值（Z-，X-）所有點(diǎn)可用差分值或絕對(duì)值指定。此處還可以設(shè)置名義和實(shí)際尺寸模式。

（7）點(diǎn)擊OK，返回上一界面，點(diǎn)擊開始測(cè)量（F5）。機(jī)器開始對(duì)金剛石滾輪型面進(jìn)行掃描。

（8）成功掃描輪廓后，通過(guò)編輯檢測(cè)報(bào)告或圖像區(qū)域的菜單欄調(diào)用，并開啟lasso用戶界面。對(duì)型面尺寸進(jìn)行測(cè)量。

（9）將檢測(cè)結(jié)果與設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行對(duì)比分析。

3.4 成品滾輪型面檢測(cè)

3.4.1 檢測(cè)滾輪一

檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)圖中所給定的尺寸存在空間點(diǎn)，

而此檢查儀只能掃描實(shí)際輪廓，對(duì)空間點(diǎn)無(wú)法檢測(cè)，對(duì)

能測(cè)量的實(shí)際尺寸與設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行對(duì)比，如圖1所示。

理論：R1±0.01㎜ 實(shí)際： R0.992㎜。

理論：R0.89±0.01㎜ 實(shí)際：R0.885㎜。

理論： 120°±1′ 實(shí)際：120°3′。

理論：55° 實(shí)際：55°36″。

理論： 60° 實(shí)際：60°3′。

檢測(cè)結(jié)果：120°、60°超差，其余合格。

3.4.2 檢測(cè)滾輪二

對(duì)測(cè)量的實(shí)際尺寸與設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行對(duì)比（如圖2所示）：

理論：R0.5±0.04㎜（2處）實(shí)際：R0.512㎜、R0.485㎜。

理論：18±0.02㎜ 實(shí)際：18.016㎜。

理論：角度6°30′（2處） 實(shí)際：6°30′、6°30′36″。

理論：角度30°（2處） 實(shí)際： 29°56′24″、30°。

檢測(cè)結(jié)果：所檢尺寸全合格。

4.結(jié)果討論與分析

4.1 經(jīng)過(guò)上述幾個(gè)實(shí)例的檢測(cè)，證明對(duì)型面簡(jiǎn)單的金剛石滾輪可以進(jìn)行檢測(cè)。

4.2 對(duì)復(fù)雜的金剛石滾輪，因檢測(cè)的尺寸不全面，對(duì)空間點(diǎn)給定的尺寸無(wú)法進(jìn)行檢測(cè)，但可將型線上的某一捌點(diǎn)作為原點(diǎn)，然后對(duì)型線上的全部捌點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，按檢測(cè)捌點(diǎn)的實(shí)際值進(jìn)行繪圖，與理論值再進(jìn)行對(duì)比判定，確認(rèn)是否合格；或者將型面上標(biāo)注空間值無(wú)法檢測(cè)的尺寸轉(zhuǎn)換成滾輪型面上可測(cè)量尺寸。

結(jié)論

利用刀具檢測(cè)儀測(cè)量金剛石滾輪，從對(duì)幾種類型的金剛石滾輪型面檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看，角度公差的檢測(cè)數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)偏差較大，線性尺寸的檢測(cè)數(shù)據(jù)相對(duì)準(zhǔn)確，所以對(duì)于角度公差較大的金剛石滾輪可進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)角度公差小或零件公差嚴(yán)格的金剛石滾輪，無(wú)法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量。

參考文獻(xiàn)

[1]雷杰，牛海軍，袁建新，等.圖像測(cè)量技術(shù)在金剛石滾輪輪廓曲面測(cè)量中的應(yīng)用[J].工具技術(shù)，2014， 48 （8）：147-148.

[2]王勇，薛偉，李漢中.金剛石滾輪的微機(jī)輔助測(cè)試系統(tǒng)[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，1988（4）：4-6.

[3]李桂明.直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副磨削砂輪的金剛石滾輪修整裝置[J].機(jī)械制造，1995（12）：26-27.endprint