专利名称：刀具加工角度调节装置的制作方法
技术领域：
本专利涉及一种专门加工菲涅尔透镜模具的刀具加工角度调节装置，属于精密加工领域。
背景技术：
目前，菲涅尔透镜模具主要是在菲涅尔透镜模具加工专用机床上，将金刚石刀具装夹在机床的回转B轴机构上，由数控系统控制和伺服电机驱动，通过回转B轴改变刀具加工角度，利用超精密金刚石车削技术进行加工。菲涅尔透镜模具加工专用机床规格高，价格昂贵，在机床上进行实验研究的成本高昂；另外，由于菲涅尔透镜模具具有同心圆环式细齿沟槽表面，相邻环带的角度不同，加工过程中需要不断的改变刀具加工角度，并且对刀具加工角度的定位稳定性要求高，而普通数控机床上没有适合菲涅尔透镜模具加工所需的刀具加工角度调节装置。这些问题严重制约了高校、企业科研人员开展对菲涅尔透镜模具超精密加工工艺的优化研究。
发明内容
为了解决无法在普通数控机床上开展菲涅尔透镜模具加工实验研究的问题，本发明提供了一种刀具加工角度调节装置，结构简单，定位稳定性好，能应用于卧式数控机床上，大幅降低了开展实验研究的成本，方便了高校、企业科研人员对菲涅尔透镜模具超精密加工工艺的优化研究。本专利解决其技术问题所采用的技术方案是刀具加工角度调节装置，其包括有一扇形块13和一用于将刀具15固定在上述扇形块13上并使得刀具15的刀尖与扇形块13的圆心相重合的刀具压块14，扇形块13的底面上设置有圆弧形导轨；所述的圆弧形导轨的圆弧圆心与扇形块13的圆弧圆心重合；所述的调节装置还包括有一底板1，底板I上设置有圆弧导轨槽，所述扇形块13底面上的圆弧形导轨插入底板I上的圆弧形导轨槽中，扇形块13可在圆弧形导轨槽中滑动。所述底板I上设置有由左抱紧块2、右抱紧块4与丝杠3构成的抱紧机构，丝杠3的两端通过支撑块6固定在底板I上，丝杠3上对称分布两段旋向相反的螺纹，左抱紧块2与右抱紧块4分别通过螺纹副连接对称装配在丝杠3的左右两侧，每个抱紧块相对设置有与扇形块3的弧面曲率相同用于将扇形块13夹紧固定的弧面；丝杠3两侧支撑块6外端部攻有普通螺纹，紧固螺母8加弹簧垫片7后压在支撑块6上，用于丝杠螺旋副夹紧扇形块13后将丝杠3紧固于底座。扇形块13前弧面的对称中心处刻有中心线，并沿扇形块13前弧面在底板I上刻有用于扇形块转动角度的读取的角度值。所述支撑块6通过支撑块螺钉5紧固在底板两侧。所述扇形块13上方安装有上压板9，上压板9通过压板螺钉11与底板I连接。所述刀具压块14与扇形块13之间通过压块螺钉16固定。
所述刀具加工角度调节装置还包括有一个放置在刀具压块14和扇形块13之间用于与刀具I的支撑相平衡的补偿块17。本刀具加工角度调节装置的工作过程如下刀具15的刀尖与扇形块圆心对齐后，用压块螺钉16和刀具压块14将其装夹固定在扇形块13上。扇形块13底面的圆弧导轨与底板I圆弧导轨槽配合,通过扇形块13的滑动实现刀具15加工角度的变化；扇形块13的夹紧定位是通过抱紧机构和压板机构实现的；所述抱紧机构由一根丝杠和两个抱紧块组成；丝杠上对称分布两段旋向相反的螺纹，两个抱紧块通过螺纹副连接对称装配在丝杠上，每个抱紧块的弧面部分与扇形块的弧面曲率相同；丝杠两端与支撑块轴孔配合，支撑块通过螺钉紧固在底板两侧。在切削加工实验前，抱紧块与扇形块分开；将刀具调整到加工角度后，旋转丝杠，带动两个抱紧块同步对心运动，抱紧块弧面部分与扇形块弧面紧密接触，将扇形块夹紧。丝杠两侧端部攻的普通螺纹加弹簧垫圈后与紧固螺母配合，丝杠螺旋副夹紧扇形块后将丝杠紧固于底座。另外，为保证扇形块底面与底板表面接触良好，避免切削状态下扇形块轴向颤动，并防止抱紧块自由旋转，在扇形块上方安装一块压板构成压板机构，用螺栓与底座连接。本发明的有益效果是，刀尖始终保持在扇形块的回转中心上，使扇形块在弧形导轨上的转动角度与刀具的加工角度的改变量保持一致，实现了同步读取刀具加工角度改变量的目的；并且刀尖横向进给路线始终与模具模板水平直径线等距平行，可以简化加工工艺，方便菲涅尔透镜模具的等环距加工。抱紧机构的夹紧定位性能稳定，保证切削状态下刀具加工角度不变，且结构简单，操作简便，可以应用于通用的卧式数控机床，开展对菲涅尔透镜模具加工工艺的实验研究。
图I是刀具装夹后的刀具加工角度调节装置。图2是刀具加工角度调节装置三维视图。图I中I、底板，2、左抱紧块，3、丝杠，4、右抱紧块，5、支撑块螺钉，6、支撑块，7、弹簧垫片，8、紧固螺母，9、上压板，10、平垫圈，11、压板螺钉，12、底板导轨槽，13、扇形块，14、刀具压块，15、刀具，16、压块螺钉，17、补偿块。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。如图I和图2所示，本实施例中的装置的结构与发明内容一致。将两个抱紧块左抱紧块2与右抱紧块4对称装配到丝杠3上，再将丝杠3与支撑块6轴孔配合，再通过支撑块螺钉5连接在底板I上，使其轴向定位。将扇形块13与底板I的底板导轨槽12配合。四根压板螺钉11加平垫圈10后将上压板9与底板I连接，使其位于扇形块13上方，保证扇形块13和左抱紧块2及右抱紧块5垂直方向定位。将刀具15和补偿块17放置于扇形块13的对称面两侧，利用校准圆柱调整刀尖与扇形块13圆心对齐，旋转压块螺钉16使刀具压块14下压，将刀具15紧固在扇形块13上。滑动扇形块13将刀具15调整到加工角度，旋转四根压板螺钉11使上压板9下压，保证扇形块13底面与底板I上表面接触良好；然后旋转丝杠3带动左抱紧块2和右抱紧块5对心、运动，将扇形块13夹紧定位。若要改变切削加工时的刀具加工角度，则反向旋转丝杠3即可使左抱紧块2、右抱紧块5与扇形块13分开；松开压板螺钉11，滑动扇形块13将刀具15调整到加工要求的加工角度后，旋紧压 板螺钉11，再旋转丝杠3便可再次将扇形块13夹紧定位，然后旋进紧固螺母8，将丝杠3紧固在底座上。
权利要求
1.刀具加工角度调节装置，其特征在于其包括有一扇形块(13)和一用于将刀具(15)固定在上述扇形块(13)上并使得刀具(15)的刀尖与扇形块(13)的圆心相重合的刀具压块(14)，扇形块(13)的底面上设置有圆弧形导轨；所述的圆弧形导轨的圆弧圆心与扇形块(13)的圆弧圆心重合；所述的调节装置还包括有一底板(1)，底板(I)上设置有圆弧导轨槽，所述扇形块(13)底面上的圆弧形导轨插入底板(I)上的圆弧形导轨槽中，扇形块(13)可在圆弧形导槽中滑动； 所述底板(I)上设置有由左抱紧块(2)、右抱紧块(4)与丝杠(3)构成的抱紧机构，丝杠(3)的两端通过支撑块(6)固定在底板(I)上，丝杠(3)上对称分布两段旋向相反的螺纹，左抱紧块(2)与右抱紧块(4)分别通过螺纹副连接对称装配在丝杠(3)的左右两侧，每个抱紧块相对设置有与扇形块(3)的弧面曲率相同的用于将扇形块(13)夹紧固定的弧面。
2.根据权利要求I所述的刀具加工角度调节装置，其特征在于丝杠(3)两侧支撑块 (6)外端部攻有普通螺纹，紧固螺母(8)加弹簧垫片(7)后压在支撑块上，用于丝杠螺旋副夹紧扇形块后将丝杠(3)紧固于底板(I)上。
3.根据权利要求I所述的刀具加工角度调节装置，其特征在于扇形块(13)前弧面的对称中心处刻有中心线，并沿扇形块(13)前弧面在底板(I)上刻有用于扇形块转动角度的读取的角度值。
4.根据权利要求I所述的刀具加工角度调节装置，其特征在于所述支撑块(6)通过支撑块螺钉(5)紧固在底板两侧。
5.根据权利要求I所述的刀具加工角度调节装置，其特征在于所述扇形块(3)上方安装有上压板(9)，上压板(9)通过压板螺钉(11)与底板(I)连接。
6.根据权利要求I所述的刀具加工角度调节装置，其特征在于所述刀具压块(14)与扇形块(13)之间通过压块螺钉(16)固定。
7.根据权利要求I所述的刀具加工角度调节装置，其特征在于所述刀具加工角度调节装置还包括有一个放置在刀具压块(14)和扇形块(13)之间用于与刀具(15)的支撑相平衡的补偿块(17)。
全文摘要
刀具加工角度调节装置，属于精密加工领域。包括有一扇形块和一用于将刀具固定在上述扇形块上并使得刀具的刀尖与扇形块的圆心相重合的刀具压块，扇形块的底面上设置有圆弧形导轨；所述的圆弧形导轨的圆弧圆心与扇形块的圆弧圆心重合；所述的调节装置还包括有一底板，底板上设置有圆弧导轨槽，所述扇形块底面上的圆弧形导轨插入底板上的圆弧形导轨槽中；所述底板上设置有由左抱紧块、右抱紧块与丝杠构成的抱紧机构。本装置中刀尖始终保持在扇形块的回转中心上，使扇形块在弧形导轨上的转动角度与刀具的加工角度的改变量保持一致，实现了同步读取刀具加工角度改变量的目的。
文档编号B23Q15/26GK102672478SQ20121010750
公开日2012年9月19日 申请日期2012年4月12日 优先权日2012年4月12日
发明者关佳亮, 曹成国, 汪文昌, 陈志德 申请人:北京工业大学, 北京工研精机股份有限公司