PDF《作品名称：你对准了吗？新一代多功能刀具校正器！》

二、研究目的 我们最初想的是制作出一个可广泛使用的刀具校正器,设计上的目标为:

(一)、可应用於 CNC 车床上校刀(刀具形状补正)

(二)、可应用於 M/C 数控铣床上之 Z 轴刀长校刀(G43) 在后来的设计过程中,发现这个系统也可以应用在传统车床上,车刀高度的 对正中心,所以也将本系统是否适用於传统车床上校刀列为研究目的.

三、研究过程

(一)、研究可能的设计方式 翻开数值控制的课本,发现目前有电子式及量表式 Z 轴校正器,依照传统 的想法,机械式有坚固、寿命长之优点.经过讨论后发现由於现在科技的发展, 电子式的设计也能有非常久的寿命.但是考量本身的专业技术能力及学校资源, 最后决定以机械式的设计为开始,实际制作出一组校刀系统.

3 机械式机构设计是我们的基本构想,开始设计时就想要如何去做,有哪些限 制?而且设计的方向必须要能以目前的技术完成零件加工.

(二)、设计 观察了市售机械式的 Z 轴校正器,发现其构造非常简单,利用量表来读出 长度变化,学校中量表取得容易,所以开始思考如何将量表及一些配件组配在一 起.在研究老师校刀的过程中,发现车床校刀较为复杂,有外径车刀的 X 轴及 Z 轴位置的校刀(图1,录自数值控制实习 II,杨玉清),及内径刀的 X 轴及 Z 轴位 置校刀.我们设计的校正器,其机构必须能将上述的校刀动作完成.再来的思考 方向为车床上校刀时如何固定校正器.以下是我们的设计过程及设计的结果. 1.如何将校正器固定在车床工件上 圆柱物体的挟持方式有如筒夹、三爪夹头等方式挟持,有一个原则就是对正 中心,因此在设计挟持具时需考虑各种直径之圆柱挟持,如果利用筒夹时其行程 较少,当工件圆柱尺寸变化较大时,就无法挟持.所以我们想以三爪夹头方式, 作为固定之用.为了使挟持围更大,挟持部分可分解出来,可设计两组夹爪以 利不同之工件.而其测试头则可作为 z 轴校正器使用.如下图

2 及图

3 所示. 图

1、CNC 车床刀具校刀示意图

4 图

2、挟持件设计构造 图

3、 挟持设计立体剖面图

5 2.测头机构设计 本系统结构设计示意图如下图 4,Z 轴测头为尖端

45 度之锥度设计,可以 使X轴外测杆产生等距离之动作.归零钮之动作为一定位装置,在零件加工过 程中,使归零钮动作后,再利用固定螺丝来固定 X 轴测头,这样就可以加工测 头之外侧为一圆弧,加工完成后使 X 轴外测头之归零位置刚好在直径 55.00mm 处.同样内测杆亦需加工内侧使其成为一圆弧面,而且刚好在归零 30.00mm 的 位置上.同样地为使量测精度提高,Z 轴部分亦须作系统精度加工,归零钮动作 后将 Z 轴测头压紧 X 轴测杆之内

45 度接触线上,固定后研磨端面至底部为 55.00mm 之高度即可,当归零杆放后即可量测 Z 轴高度. 3.整体架构设计 测试头设计主要以量表为读出装置,设计机构使 X 轴及 Z 轴之动作能带动 变化值.在X轴的测头设计上主要为一直径 12mm 的圆杆, 置放 Z 将此钮按下时,X 轴外测杆的位置即为直径 55.00mm 处,同样内测杆为 30.00mm 处,及Z轴为 时可将指示量表表面刻度作归零之旋转,完成归零动作.此测 试头 同一量表读出长度 於直径方向,如图

5 中X轴外测杆.在X轴测杆的另外一侧为一指示量表, 可测量测杆的位置变化量.在内径刀的校刀则由图