利用刀具检测仪检测金刚石滚轮

何立民++刘权++肖园

摘 要：我厂制造的金刚石滚轮目前采用电镀法加工，尺寸精度主要靠高精度刀具保证，加工后的金刚石滚轮无法检测。本试验采用刀具测量仪，利用刀具检测仪的测量仪扫描测量功能，实现了部分金刚石滚轮型面尺寸的检测功能。

关键词：金刚石滚轮；刀具检测仪；试验

中图分类号：TG87 文献标识码：A

0.引言

目前内镀法电镀的金刚石滚轮制造工艺是制造精密复杂型面滚轮的有效方法。它能将砂轮按所需要的形状修整成型，是目前蠕动磨削不可缺少的专用工具。由于工厂没有对成型金刚石滚轮的检测手段，产品是否合格只有通过用户反馈意见来判定。而检测型三坐标采用触头式检测，对外表面布满金刚石的产品容易损伤触头。工厂新引进的刀具检查仪，采用的是光线扫描的非接触式测量方法，理论上可实现对零件外轮廓的非接触式检测。

1.现状分析

金刚石滚轮的内镀法加工主要是通过样板刀加工阴模，对阴模内腔粘胶、上砂、电镀，将镀后阴模、芯轴用低熔点合金浇铸成一体，剥壳露出最外端金刚石层表面。由于金刚石滚轮外表面布满随机分布的金刚石，每一粒金刚石都相当一把刀，对接触式测量法来说无法进行检测，我们视样板刀合格就视为最终的金刚石滚轮合格。金刚石滚轮的尺寸精度、形位公差有的要求较高均在0.005㎜以内，某一环节有误，金刚石滚轮就不合格，且我们没有检测手段，只能以用户结论为准。

2.试验

2.1 检测设备：刀具测量仪

刀具测量仪是一台高精度刀具检测设备，它的主要特点是高精度非接触式测量，配备2台CCD相机，可同时从三个方向及0～90°任意角度测量对刀具进行测量。测量精度如下。

3个线性控制轴X、Y、Z的定位精度≤0.002㎜；

重复定位精度≤0.002㎜；

主轴同心度≤0.002㎜；

换径套更换精度≤0.001㎜；

旋转轴A轴（刀具安装轴）径跳≤0.002㎜；

旋转轴A轴（刀具安装轴）分辨率≤0.0025°；

线性测量重复精度≤0.002㎜；

任意刀具轮廓外形扫描并进行对比功能；

有测量各种轮廓刀具CAD轮廓分析的自动测量软件。

2.2 制作二類工装

根据刀具检查仪所具备的检测方法及检测手段，结合金刚石滚轮的形状结构特点，需要将金刚石滚轮安装在检测仪的主轴上。因刀具测量仪的标准内孔直径为ф32，而金刚石滚轮内孔直径为ф52，我们设计并制作了一个转换轴，利用转换轴安装金刚石滚轮，完成与刀具检测仪设备的连接。

2.3功能选择

选用80测量程序，对话框包括用于轮廓扫描的全部数据和选项。指定起始点和结束点，同时设置测量模式、聚焦和测量范围。操作步骤：

（1）开机进入程序。

（2）安装转换轴。

（3）装夹金刚石滚轮，并使用专用清洁橡皮将零件擦拭干净，保证被测表面无毛刺等污物。

（4）校准测头，保证机器精度。

（5）根据金刚石滚轮形状特征，选择程序编号为80的lasso测量程序。

（6）打开用于测量程序lasso刀具分析的测量程序对话框，设定需测量零件形状的起始点数值（Z ，X）及结束点数值（Z-，X-）所有点可用差分值或绝对值指定。此处还可以设置名义和实际尺寸模式。

（7）点击OK，返回上一界面，点击开始测量（F5）。机器开始对金刚石滚轮型面进行扫描。

（8）成功扫描轮廓后，通过编辑检测报告或图像区域的菜单栏调用，并开启lasso用户界面。对型面尺寸进行测量。

（9）将检测结果与设计尺寸进行对比分析。

3.4 成品滚轮型面检测

3.4.1 检测滚轮一

检测中发现，设计图中所给定的尺寸存在空间点，

而此检查仪只能扫描实际轮廓，对空间点无法检测，对

能测量的实际尺寸与设计尺寸进行对比，如图1所示。

理论：R1±0.01㎜ 实际： R0.992㎜。

理论：R0.89±0.01㎜ 实际：R0.885㎜。

理论： 120°±1′ 实际：120°3′。

理论：55° 实际：55°36″。

理论： 60° 实际：60°3′。

检测结果：120°、60°超差，其余合格。

3.4.2 检测滚轮二

对测量的实际尺寸与设计尺寸进行对比（如图2所示）：

理论：R0.5±0.04㎜（2处）实际：R0.512㎜、R0.485㎜。

理论：18±0.02㎜ 实际：18.016㎜。

理论：角度6°30′（2处） 实际：6°30′、6°30′36″。

理论：角度30°（2处） 实际： 29°56′24″、30°。

检测结果：所检尺寸全合格。

4.结果讨论与分析

4.1 经过上述几个实例的检测，证明对型面简单的金刚石滚轮可以进行检测。

4.2 对复杂的金刚石滚轮，因检测的尺寸不全面，对空间点给定的尺寸无法进行检测，但可将型线上的某一捌点作为原点，然后对型线上的全部捌点进行检测，按检测捌点的实际值进行绘图，与理论值再进行对比判定，确认是否合格；或者将型面上标注空间值无法检测的尺寸转换成滚轮型面上可测量尺寸。

结论

利用刀具检测仪测量金刚石滚轮，从对几种类型的金刚石滚轮型面检测数据来看，角度公差的检测数据与理论数据偏差较大，线性尺寸的检测数据相对准确，所以对于角度公差较大的金刚石滚轮可进行检测，对角度公差小或零件公差严格的金刚石滚轮，无法实现准确测量。

参考文献

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