专利名称：多自由度定位刀具角度测量显微镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械工具测量装置，特别适用于金属或木工圆盘刀具角度测量。
现有技术目前，机械刀具角度测量主要使用万能工具显微镜或投影仪，万能工具显微镜是由机身、纵向导轨及行走机构、横向导轨及行走机构、垂直向导轨及升降机构、刀具安装台的绕横向轴旋转机构、绕纵向轴旋转机构、绕垂直向旋转机构以及显微镜组成。这三个平动机构、三个旋转机构共有六个自由度，这六个自由度可以附着在刀具安装台上，也可以附着在显微镜上，设置具有互换性，只需满足六个自由度便可。其纵向行程为0-200mm，横向行程为0-100mm，它对木工圆盘刀具这种大直径的刀具仅能采用传统的从单一方向进行角度测量的方法。大型投影仪也同样存在只能从单一方向进行测量，而且测量精度不高。从单一方向测量就是将锯片水平放置，从锯身侧面上进行局部刀具角度，即锯齿的齿前角、齿后角和齿楔角，这与国际标准ISO3002-I-82(切削和磨削的基本参量。第一部分切削刀具有效部分的几何参数一般术语，基本系统，刀具和工作角度。断屑槽。)和我国标准GB/T12204-90(金属刀具基本术语)、GB/T14897-94(木工刀具基本术语)等标准中规定的刀具静止参考系与各个基准面，即基面Pr，切削平面Ps，正交平面Po和法平面Pn上对圆盘刀具的主切削刃或副切削刃上选定点的各个刀具角度进行测量存在较大差异，因木工圆盘刀具最大特点之一是多齿刀头，而且每齿通常有四个刀面，即齿前面、齿后面和两个侧面，齿尖的正交平面基准面并不都与锯身侧面平行。
为了能够按国际标准和中国标准来测量圆盘刀具，也为了操作简便，我们设计了第七个自由度，能使刀具绕纵向作整体空间位移旋转，即在刀具安装台上固定一个纵向芯轴，用一个“L”形支架套合在芯轴上，而“L”形支架另一边伸出刀具安装台外沿并且安装一个横向芯轴，将圆盘刀固定在横向芯轴上，则刀具就可以随着“L”形支架作空间旋转，方便多角度测量，操作简捷。但又带来一个新问题，刀具安装在纵向芯轴或“L”形支架的横向芯轴上进行测量过程中，均难以准确进行基准定位，从而使测量工作无法进行。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种方便精确定位的多自由度定位刀具角度测量显微镜。
本发明的方案是在纵向芯轴突出刀具安装台外沿的台阶轴上钻有与横向导轨平行的台阶孔，小孔朝向显微镜一端安装有分划玻璃块，分划玻璃块表面上有“田”字形刻线，“田”字形刻线所在平面与横向导轨垂直，“田”字形刻线为互相垂直的两组线段，每组均以中间一条为对称，两组三根平行线的间距均相等，中间横线与纵向芯轴的轴心线同处于一个水平面，台阶孔的大孔内安装有灯泡，在横向芯轴轴芯线上也钻有台阶孔，小孔朝向显微镜一端安装有分划玻璃块，分划玻璃块表面上有“丰”字形划线，“丰”字形划线平而与横向导轨垂直，三条水平划线互为平行且等距离，其间距与“田”字形分划玻璃板上刻线的间距相等，竖划线与三条水平划线垂直，横向芯轴的轴芯线过竖划线与中间横线的交点并垂直于“丰”字形划线平面，台阶孔的大孔内安装有灯泡。
本发明的优点在于多设置的“L”形支架使安装在其横向芯轴上的刀具可绕纵向芯轴作空间整体位移旋转，也就是能将圆盘刀具无论是主切削刃还是副切削刃选定点的刀具静止参考系进行旋转和定位，两个分划玻璃块的“田”字形和“丰”字形刻线能使各个测量基准面简捷地变换到垂直显微镜光学轴线上，并平行于测角目镜分划板平面，操作简便。多了一个自由度使被测刀具测量时能够进行空间旋转和定位状态下多方向进行角度测量，达到符合国际标准ISO3002-I-82和我国标准GB/T12204-90、GB/T14897-94要求，为制造商工艺定位提高质量，为使用者修磨刀具提供了质量保证。
附图1为本发明的结构主体示意图。
附图2为刀具安装台“L”形支架结构剖视图。
实施例本发明是由机身、纵向导轨及行走机构、横向导轨及行走机构、垂直向导轨及升降机构、显微镜、刀具安装台(1)组成。固定于导轨上方的刀具安装台(1)侧面上固定一个突出侧面的与纵向导轨平行的纵向芯轴(5)，另有一个两边互相垂直的“L”形支架(6)。“L”形支架(6)的横向边上有一圆孔活套在纵向芯轴(5)上，并用螺母压紧固定在纵向芯轴(5)上；“L”形支架(6)纵向边上有一圆孔，此圆孔中心线与支架横向边上孔轴心线互相垂直，且圆孔内固定一个横向芯轴(2)，横向芯轴(2)突出“L”形支架(6)纵向边呈台阶轴状，台阶轴端部套合着螺母。纵向芯轴(5)上钻有与横向导轨平行的台阶孔，台阶孔内安装着灯泡(7)和分划玻璃块(8)，在玻璃块表面上刻画有“田”字形条纹；横向芯轴(2)轴芯内钻有台阶孔，台阶孔内安装着灯泡(7)和分划玻璃块(4)，玻璃板上刻画有“丰”字形条纹。两个芯轴的分划玻璃块(8)上“田”字形与分划玻璃块(4)上“丰”字形条纹的中间横刻线处于一个平面内，且互相平行。“丰”字与“田”字刻线的设立，能为测量基准面快速并高精度定位。
测量时，圆盘刀可套合在横向芯轴(2)上，用夹持盘(3)及螺母固定，圆盘刀可作绕横向轴旋转测量；若把“L”形支架(6)旋转90度，则圆盘刀可绕垂直轴旋转测量；若把“L”形支架(6)放置任意一个角度，有利于测量多边角的角度时，则圆盘刀作空间整体位移旋转测量。若从纵向芯轴(5)上取下“L”形支架(6)，圆盘刀具直接将中心孔套合在纵向芯轴(5)上，则圆盘刀可作绕纵向轴旋转测量。
若在横向芯轴(2)或纵向芯轴(5)上固定其它刀具夹持器，则可对非具有圆心孔的刀具进行测量。
在测量之前首先用测角目镜(读数为0°和90°)上分划板刻线测量纵向芯轴的径部上“田”字分划板上的水平和垂直刻线是否能完全重合，若能完全重合则说明目镜安装正确，若不重合则应调整目镜安装角度或调整测量头0°位置。测量齿横刃法向前角γn，后角αn，楔角βn，根据以上三个角度定义，它们均应在齿横刃选定点的法向平面上测量。将安装工件部件升降导轨调整到纵向芯轴(5)轴线与显微镜轴线同一高度。即目镜分划板中心原点与纵向芯轴(5)径部“田”字分划板中心的十字线原点重合。此时将“L”形支架(6)安装在纵向芯轴(5)上，调整横向芯轴(2)，用显微镜目镜分划板上三条水平线及垂直线与装在横向芯轴(2)端部的分划玻璃板(4)上的“丰”字(或“田”字)达到完全重合。此时横向芯轴(2)轴线与显微镜光学轴线达到同轴。
锯片装在横向芯轴(2)上，并将齿横刃选定点旋转到与横向芯轴(2)轴线同一水平面上，并用目镜水平线判定。
将“L”形支架(6)绕纵向芯轴(5)旋转过刃倾角λ角度值，此时，齿横刃选定点处刀刃处于水平面上。
然后再将显微镜测量头旋转角度等于(Φr-90°)角度值，调整目镜位置，使目镜分划板中心与齿横刃选定点重合，此时齿横刃应垂直于目镜分划板。过中心点铅垂线即为该点刀具静止参考系的切削平面Ps，而水平线则是该点的基面Po与法向羡面Pn的交线。根据以上三个角度定义从目镜上分别测出齿横刃选定点法平面Pn的刀具角度法向前角γn，法向后角αn及法向楔角βn。
权利要求
1.多自由度定位刀具角度测量显微镜，包括机身、纵向导轨及行走机构、横向导轨及行走机构、垂直向导轨及升降机构、刀具安装台(1)，刀具安装台(1)上固定着纵向芯轴(5)，纵向芯轴(5)上套合着“L”形支架(6)，在纵向芯轴(5)突出刀具安装台(1)外沿的台阶轴上钻有与横向导轨平行的台阶孔，小孔朝向显微镜一端安装有分划玻璃块(8)，分划玻璃块(8)表面上有“田”字形刻线，“田”字形刻线所在平面与横向导轨垂直，“田”字形刻线为互相垂直的两组线段，每组均以中间一条为对称，两组三根平行线的间距均相等，中间横线与纵向芯轴(5)的轴心线同处于一个水平面，台阶孔的大孔内安装有灯泡(6)，在横向芯轴(2)轴芯线上也钻有台阶孔，小孔朝向显微镜一端安装有分划玻璃块(4)，分划玻璃块(4)表面上有“丰”字形划线，“丰”字形划线平面与横向导轨垂直，三条水平划线互为平行且等距离，其间距与“田”字形分划玻璃板上刻线的间距相等，竖划线与三条水平划线垂直，横向芯轴(2)的轴芯线过竖划线与中间横线的交点并垂直于“丰”字形划线平面，台阶孔的大孔内安装有灯泡(6)。
全文摘要
多自由度定位刀具角度测量显微镜，涉及机械工具测量装置，特别适用于木工圆盘刀具的角度测量。它是由机身、横向、纵向、垂直向导轨及行走升降机构、刀具安装台组成。刀具安装台纵向芯轴上活套着“L”形支架，支架另一边固定着横向芯轴，其特征在于纵横向芯轴上都开有台阶孔，孔内安装着灯泡及“田”字形、“丰”字形刻线的分划玻璃块，两刻线平面都与横向导轨垂直，所有刻线间等距离，垂直向、横向刻线都互为垂直，“田”字形中线与纵向芯轴轴心线处于同一水平面，横向芯轴轴芯线过“丰”字形中横线与竖划线的交点且垂直于“丰”字形划线平面。其优点在“L”形支架旋转测量时，能准确进行基准定位，测量快捷方便。
文档编号G01B11/26GK1566897SQ0314502
公开日2005年1月19日 申请日期2003年6月19日 优先权日2003年6月19日
发明者唐晓, 唐崇淹 申请人:唐晓, 唐崇淹
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