一种高度可调装置及采用其的数控刀具效验器与使用方法与流程

本发明涉及一种高度可调装置及数控刀具效验器，特别是一种高度可调装置及采用其的数控刀具效验器与使用方法，属于机加工技术领域。

背景技术：

采用数控机床，特别是数控铣床进行零件的机加工作业时，零件设置有加工原点，若加工原点对应的刀具的坐标位置、程序或刀具规格样式发生错误时，将严重影响零件产品加工质量，特别是不允许任何补焊的贵重材料制成的零件，甚至导致零件报废，造成巨大的经济损失。

为了杜绝上述情况的发生，并保证零件机加工质量，通常在机加工作业前，首先要采用如图6和图7所示的校验块6对拟采用的刀具坐标与规格进行校验工序，其中，校验块6为圆柱状结构，校验块6底面设置有用于安装固定校验块的螺纹杆65；校验块6的水平顶面为第一校验面61、圆周侧面为第二校验面62、圆周侧面与顶面交汇处倒角形成的圆锥面为第三校验面63。进行刀具校验工序时，刀具底面水平走刀对第一校验面61进行走刀试切，以验证刀具的高度坐标是否正确；刀具侧面环绕走刀对第二校验面62进行走刀试切，以验证装夹的刀具的直径是否正确；刀具底面环绕走刀对第三校验面63进行走刀试切，以验证装夹的刀具（牛鼻刀）圆角的大小是否正确；由于使用的校验块6规格尺寸是预先设计好的，为已知的，故而得以验证了程序的正确性。

由于零件样式各异，加工原点的坐标也不同，故校验块的坐标不固定也不统一。要保证校验工序精准可靠，首先就必须保证校验块的设置的位置准确可靠。

通常，每次校验块的安装都要设计制作新工装夹具才能满足需求，而工装的制作需要经过下料、打孔、铰孔、攻丝、加工垫块、工装夹具的安装与拆卸等繁琐的工序，费时费力，并严重影响零件的加工进度；并且这些工装因为校验块设置的坐标不同也就不能通用，便造成了材料的浪费。故设计一种便于快速安装定位校验块且通用的数控刀具效验器迫在眉睫。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种高度可调装置及采用其的数控刀具效验器与使用方法，本发明结构简单，操作方便，实用可靠，通过高度可调装置多级调高，能够快速定位校验块的高度，同时，结合磁力座的设计，便于调节校验块的水平位置，能够实现快速调节定位校验块的坐标位置，以便进行刀具校验作业。特别是，高度可调装置能够重复利用，操作及使用方法极为简便，极大的节约了校验块的定位安装时间，省时省力。

本发明采用的技术方案如下：

一种高度可调装置，其特征在于：包括底座，所述底座上套装有第一调节筒，所述第一调节筒上套装有第二调节筒，且第二调节筒可相对于底座作往复运动。

采用上述技术方案时，调节第二调节筒的高度有如下三种方式：第一种方式为，第一调节筒在底座内作往复运动；第二种方式为，第二调节筒在第一调节筒内作往复运动；第三种方式为，第一种方式与第二种方式相结合，该三种方式都能够实现调节第二调节筒的高度，即实现第二调节筒相对于底座作往复运动。

本发明的一种高度可调装置，所述第一调节筒插入底座内，且第一调节筒可在底座内作往复运动，所述底座侧壁穿入有用于顶紧第一调节筒的第一紧钉螺杆。松开第一紧钉螺杆，即可移动第一调节筒，使第一调节筒在底座内作往复运动，当第一调节筒移动到所需位置时，拧紧第一紧钉螺杆，使第一紧钉螺杆顶紧第一调节筒，实现调节高度的目的。

进一步的，所述第一调节筒侧壁上设置有用于带动第一调节筒作往复运动的提手。便于移动第一调节筒。

本发明的一种高度可调装置，所述第二调节筒插入第一调节筒内，且第二调节筒可在第一调节筒内作往复运动，所述第一调节筒侧壁穿入有用于顶紧第二调节筒的第二紧钉螺杆。原理与上述第一紧钉螺杆设计的技术方案相同，不再赘述。

进一步的，所述底座上开设有用于容纳提手以及第二紧钉螺杆的u形槽。本设计避免了本发明过于臃肿，使本发明更加紧凑美观，当第一调节筒向底座内的最底端运动时，得益于u形槽的设计，避免提手以及第二紧钉螺杆与底座发生干涉的情况。

本发明的一种高度可调装置，所述底座下端装配有可通过磁力吸紧磁性材料的开关式磁力座。例如，本发明安放于磁性材料制成的平台上时。打开磁力座的开关，使本发明通过磁力吸紧牢固的固定于该平台上；关闭磁力座的开关，磁力随即消失，使本发明可以从该平台上取下；以便于固定与挪移本发明，便于调节本发明在该台上的水平位置，操作方便，实用可靠。

进一步的，所述底座侧壁上设置有连接板，磁力座装配于连接板底部。优选的，连接板与磁力座都有2个，对称的分布于底座侧壁上。

本发明的一种高度可调装置，还包括增高垫，所述底座装配于增高垫上。需要时，通过增高垫增加本发明的高度。

进一步的，所述增高垫包括底板和顶板，所述底板和顶板之间通过至少1个支撑杆相连，所述底座装配于顶板上。明显的，结合磁力座的设计时，至少顶板为磁性材料制成，比如碳素钢或低合金钢制成。

进一步的，所述支撑杆为伸缩式结构。使增高垫的高度可调，使本发明实用性更强，便于发明的推广应用。

一种数控刀具效验器，包括上述的高度可调装置，还包括用于校验数控加工刀具的校验块，所述校验块装配于第二调节筒上。具体的，所述校验块为圆柱状结构，校验块的顶面为第一校验面、圆周侧面为第二校验面、圆周侧面与顶面交汇处倒角形成的圆锥面为第三校验面；所述校验块底部设置有螺纹杆，校验块通过螺纹杆采用螺纹连接方式装配于第二调节筒上。

进一步的，所述校验块的顶面中心开设有用于定位校验块的定位孔。定位孔的设计便于精准定位校验块的位置。优选的，定位孔为盲孔。

一种上述数控刀具效验器的使用方法，包括以下步骤：

步骤1、将设置有加工原点的待加工零件装夹于数控机床的工作台上；

步骤2、将销棒装夹于数控机床主轴的刀柄上，通过销棒定位加工原点坐标为（x0，y0，z0），即销棒底面中心的定位坐标为（x0，y0，z0）；

步骤3、水平移动主轴到准备安装效验器的指定位置，竖直向下移动主轴使销棒底面中心的定位坐标为（x1，y1，z0-h），其中h为校验块定位孔的深度；

步骤4、将效验器安放于位于销棒下方的工作台上，通过高度可调装置调节校验块的水平位置与竖直位置，直至校验块的定位孔底面中心与销棒底面中心重合，此时定位孔底面中心的定位坐标为（x1，y1，z0-h），校验块顶面中心的定位坐标为（x1，y1，z0）；

步骤5、将效验器牢固的固定于工作台上。

进一步的，步骤1中，数控机床为数控铣床。

进一步的，步骤4和步骤5中，效验器包括磁力座、不包括增高垫时，磁力座吸紧于工作台上，以使效验器牢固的固定于工作台上；效验器包括磁力座、还包括增高垫时，增高垫装夹于工作台上，磁力座吸紧于增高垫上，以使效验器牢固的固定于工作台上。

进一步的，进行刀具校验作业时，在步骤5后，还包括以下步骤：

步骤6、将销棒从刀柄上拆下，将刀具装夹于刀柄上，并使刀具底部中心的定位坐标为（x1，y1，z0）；

步骤7、通过数控机床刀具走刀试切校验刀具的坐标与规格。

进一步的，在步骤7中，刀具底面水平走刀对第一校验面进行走刀试切，以验证刀具的高度坐标z0是否正确；若第一校验面被切削，则刀具的高度坐标z0过低，即刀具的高度坐标z0设置有误，需重新设置再次校验。

刀具侧面环绕走刀对第二校验面进行走刀试切，以验证装夹的刀具的直径是否正确；若第二校验面被切削，则刀具的直径过大，即装夹的刀具的直径有误，需重新核对选择刀具直径再次校验。

刀具底面环绕走刀对第三校验面进行走刀试切，以验证装夹的刀具（牛鼻刀）圆角的大小是否正确；若第三校验面被切削，则刀具的圆角过小，即装夹的刀具的圆角有误，需重新核对选择刀具圆角再次校验。

由于使用的校验块规格尺寸是预先设计的定值制作的，校验块完好无损，即验证了程序的正确性。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明的一种高度可调装置及采用其的数控刀具效验器与使用方法，结构简单，操作方便，实用可靠，通过高度可调装置多级调高，能够快速定位校验块的高度，同时，结合磁力座的设计，便于调节校验块的水平位置，能够实现快速调节定位校验块的坐标位置，以便进行刀具校验作业。特别是，高度可调装置能够重复利用，操作及使用方法极为简便，极大的节约了校验块的定位安装时间，省时省力。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是高度可调装置的结构示意图；

图2是具有增高垫的高度可调装置的结构示意图；

图3是支撑杆为伸缩式结构的增高垫的结构示意图；

图4是数控刀具效验器使用时的装配示意图；

图5是具有增高垫的数控刀具效验器使用时的装配示意图；

图6是校验块的结构示意图；

图7是刀具走刀试切原理示意图。

图中标记：1-增高垫、11-底板、12-支撑杆、121-第一连杆、122-第二连杆、13-顶板、2-磁力座、3-底座、31-连接板、32-u形槽、33-第一紧钉螺杆、4-第一调节筒、41-提手、42-第二紧钉螺杆、5-第二调节筒、6-校验块、61-第一校验面、62-第二校验面、63-第三校验面、64-定位孔、65-螺纹杆、7-工作台、81-刀柄、82-销棒、83-刀具。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1至3所示，本实施例的一种高度可调装置，其特征在于：包括底座3，所述底座3上套装有第一调节筒4，所述第一调节筒4上套装有第二调节筒5，且第二调节筒5可相对于底座3作往复运动。

采用上述技术方案时，调节第二调节筒5的高度有如下三种方式：第一种方式为，第一调节筒4在底座3内作往复运动，此时第一调节筒4与第二调节筒5可以为一体结构。第二种方式为，第二调节筒5在第一调节筒4内作往复运动，此时，第一调节筒4与底座3可以为一体结构。第三种方式为，第一种方式与第二种方式相结合，该三种方式都能够实现调节第二调节筒5的高度，即实现第二调节筒5相对于底座3作往复运动。而第三种方式为最佳实施方式，能够实现多级调高，使本发明更为紧凑实用。

基于本实施例的进一步的优化,在另一实施例中，如图1所示，所述第一调节筒4插入底座3内，且第一调节筒4可在底座3内作往复运动，所述底座3侧壁穿入有用于顶紧第一调节筒的第一紧钉螺杆33。松开第一紧钉螺杆33，即可移动第一调节筒4，使第一调节筒4在底座3内作往复运动，当第一调节筒4移动到所需位置时，拧紧第一紧钉螺杆33，使第一紧钉螺杆33顶紧第一调节筒4，实现调节高度的目的。当然第一调节筒4与底座3也可以直接通过螺纹连接方式实现调节高度的目的，但是不利于第一调节筒4的固定。优选的，与第一紧钉螺杆33接触的第一调节筒4侧面部位设置有顶紧平面，第一调节筒4为圆柱结构时并不利于顶紧第一调节筒4，容易滑动，顶紧平面的设计很好的解决了这个问题。

进一步的，在另一实施例中，如图1所示，所述第一调节筒4侧壁上设置有用于带动第一调节筒作往复运动的提手41。便于移动第一调节筒4。

基于本实施例的进一步的优化,在另一实施例中，如图1所示，所述第二调节筒5插入第一调节筒4内，且第二调节筒5可在第一调节筒4内作往复运动，所述第一调节筒4侧壁穿入有用于顶紧第二调节筒的第二紧钉螺杆42。原理与上述第一紧钉螺杆33设计的技术方案相同，不再赘述。

进一步的，在另一实施例中，如图1所示，所述底座3上开设有用于容纳提手以及第二紧钉螺杆的u形槽32。本设计避免了本发明过于臃肿，使本发明更加紧凑美观，当第一调节筒4向底座3内的最底端运动时，得益于u形槽32的设计，避免提手以及第二紧钉螺杆与底座3发生干涉的情况。

基于上述各实施例的技术特征的组合，具体的，如图1所示，第二调节筒5为t形状结构，能够避免第二调节筒5完全落入第一调节筒4内，而导致第二调节筒5难以取出来。而得益提手41的设计，不惧第一调节筒4完全落入底座3内，通过提手41很方便的移动第一调节筒4。

基于本实施例的进一步的优化,在另一实施例中，如图1所示，所述底座3下端装配有可通过磁力吸紧磁性材料的开关式磁力座2。例如，本发明安放于磁性材料制成的平台上时。打开磁力座2的开关，使本发明通过磁力吸紧牢固的固定于该平台上；关闭磁力座2的开关，磁力随即消失，使本发明可以从该平台上取下；以便于固定与挪移本发明，便于调节本发明在该台上的水平位置，操作方便，实用可靠。

进一步的，在另一实施例中，如图1所示，所述底座3侧壁上设置有连接板31，磁力座2装配于连接板31底部。优选的，连接板31与磁力座2都有2个，对称的分布于底座3侧壁上。磁力座2通过螺栓装配于连接板31底部。

基于本实施例的进一步的优化,在另一实施例中，如图2和图3所示，还包括增高垫1，所述底座3装配于增高垫1上。需要时，通过增高垫1增加本发明的高度。

进一步的，在另一实施例中，如图2和图3所示，所述增高垫1包括底板11和顶板13，所述底板11和顶板13之间通过至少1个支撑杆12相连，所述底座3装配于顶板13上。具体的，在其中一实施例中，支撑杆12有4个，陈列分布于底板11和顶板13之间。明显的，结合磁力座2的设计时，至少顶板13为磁性材料制成，比如碳素钢或低合金钢制成。

进一步的，在另一实施例中，如图3所示，所述支撑杆12为伸缩式结构。使增高垫1的高度可调，使本发明实用性更强，便于发明的推广应用。具体的，支撑杆12包括与底板11连接的第一连杆121，和与顶板13连接的第二连杆122，第二连杆122套装于第一连杆121，并可在第二连杆122内作往复运动，第一连杆121侧壁上设置有可顶紧第二连杆122的螺栓。当然，也可以是，第一连杆121与顶板13连接，第二连杆122与底板11连接。

如图4至图7所示，本实施例的一种数控刀具效验器，包括上述的高度可调装置，还包括用于校验数控加工刀具的校验块6，所述校验块6装配于第二调节筒5上。具体的，所述校验块6为圆柱状结构，校验块6的顶面为第一校验面61、圆周侧面为第二校验面62、圆周侧面与顶面交汇处倒角形成的圆锥面为第三校验面63；所述校验块6底部设置有螺纹杆65，校验块6通过螺纹杆65采用螺纹连接方式装配于第二调节筒5上。

进一步的，在另一实施例中，如图6所示，所述校验块6的顶面中心开设有用于定位校验块的定位孔64。定位孔64的设计便于精准定位校验块6的位置。优选的，定位孔64为盲孔。

如图4至图7所示，本实施例的一种上述数控刀具效验器的使用方法，包括以下步骤：

步骤1、将设置有加工原点的待加工零件装夹于数控机床的工作台7上；

步骤2、将销棒82装夹于数控机床主轴的刀柄81上，通过销棒82定位加工原点坐标为（x0，y0，z0），即销棒底面中心的定位坐标为（x0，y0，z0）；

步骤3、水平移动主轴到准备安装效验器的指定位置，竖直向下移动主轴使销棒82底面中心的定位坐标变为（x1，y1，z0-h），其中h为校验块6的定位孔64的深度；

步骤4、将效验器安放于位于销棒82下方的工作台7上，通过高度可调装置调节校验块6的水平位置与竖直位置，直至校验块6的定位孔64底面中心与销棒82底面中心重合，此时定位孔64底面中心的定位坐标为（x1，y1，z0-h），校验块6顶面中心的定位坐标为（x1，y1，z0）；

步骤5、将效验器牢固的固定于工作台7上。

完成上述步骤，即准确可靠的完成了校验块安装定位作业。

进一步的，步骤1中，数控机床为数控铣床。

进一步的，步骤3中，根据实际需求，可以是以下三种情况：x1＝x0、y1≠y0，或x1≠x0、y1＝y0，或x1≠x0、y1≠y0。

进一步的，步骤4和步骤5中，在其中一实施例中，如图4所示，效验器包括磁力座（2）、不包括增高垫1，磁力座2吸紧于工作台7上，以使效验器牢固的固定于工作台7上；明显的工作台7为磁性材料制成。在另一实施例中，如图5所示，效验器包括磁力座2、还包括增高垫1，增高垫1装夹于工作台7上，磁力座2吸紧于增高垫1上，以使效验器牢固的固定于工作台7上。

进一步的，进行刀具校验作业时，在步骤5后，还包括以下步骤：

步骤6、将销棒82从刀柄81上拆下，将刀具83装夹于刀柄81上，并使刀具83底部中心的定位坐标为（x1，y1，z0）；

步骤7、通过数控机床刀具83走刀试切校验刀具的坐标与规格。

进一步的，如图7所示，在步骤7中，刀具83底面水平走刀对第一校验面61进行走刀试切，以验证刀具的高度坐标z0是否正确；若第一校验面61被切削，则刀具83的高度坐标z0过低，即刀具83的高度坐标z0设置有误，需重新设置再次校验。需要补充说明的是，如果刀具83的高度坐标z0过高时，第一校验面61不会被切削，并不代表刀具83的高度坐标z0设置正确，但是这种情况下造成的后果，仅是零件切削尺寸未满足工艺要求，尚能重新切削加以弥补，不会造成零件的报废，将可能造成的损失降低到了最低。

刀具83侧面环绕走刀对第二校验面62进行走刀试切，以验证装夹的刀具的直径是否正确；若第二校验面62被切削，则刀具83的直径过大，即装夹的刀具83的直径有误，需重新核对选择刀具直径再次校验。也需要补充说明的是，如果选择刀具83的直径过小，第二校验面62也不会被切削，但是这种情况下造成的后果，仅是零件切削尺寸未满足工艺要求，尚能重新切削加以弥补，不会造成零件的报废，将可能造成的损失降低到了最低。

刀具83底面环绕走刀对第三校验面63进行走刀试切，以验证装夹的刀具（牛鼻刀）圆角的大小是否正确；若第三校验面63被切削，则刀具83的圆角过小，即装夹的刀具83的圆角有误，需重新核对选择刀具圆角再次校验。还需要补充说明的是，如果选择刀具83的圆角过大，第三校验面63也不会被切削，但是这种情况下造成的后果，仅是零件切削尺寸未满足工艺要求，尚能重新切削加以弥补，不会造成零件的报废，将可能造成的损失降低到了最低。

由于使用的校验块6规格尺寸是预先设计的定值制作的，校验块6完好无损，即验证了程序的正确性。

为了便于理解，通过数值来某一具体举例说明本发明的数控刀具效验器的使用方法，坐标的单位为mm，在其中一实施例中，包括以下步骤：

步骤1、将设置有加工原点的待加工零件装夹于数控机床的工作台7上；

步骤2、将销棒82装夹于数控机床主轴的刀柄81上，通过销棒82定位加工原点坐标为（100，100，150），即销棒底面中心的定位坐标为（100，100，150）；

步骤3、水平移动主轴到准备安装效验器的指定位置，竖直向下移动主轴使销棒82底面中心的定位坐标为（200，200，140），其中校验块6定位孔64的深度为10mm，即140=150-10；

步骤4、将效验器安放于位于销棒82下方的工作台7上，通过高度可调装置调节校验块6的水平位置与竖直位置，直至校验块6的定位孔64底面中心与销棒82底面中心重合，此时定位孔64底面中心的定位坐标为（200，200，140），校验块6顶面中心的定位坐标为（200、200、150）；

步骤5、将效验器牢固的固定于工作台7上；

步骤6、将销棒82从刀柄81上拆下，将刀具83装夹于刀柄81上，并使刀具83底部中心的定位坐标为（200，200，150）；

步骤7、通过数控机床刀具83走刀试切校验刀具的坐标与规格。而具体走刀试切校验刀具的过程不再赘述。

综上所述，采用本发明的一种高度可调装置及采用其的数控刀具效验器与使用方法，结构简单，操作方便，实用可靠，通过高度可调装置多级调高，能够快速定位校验块的高度，同时，结合磁力座的设计，便于调节校验块的水平位置，能够实现快速调节定位校验块的坐标位置，以便进行刀具校验作业。特别是，高度可调装置能够重复利用，操作及使用方法极为简便，极大的节约了校验块的定位安装时间，省时省力。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。