[发明专利]一种微径金刚石球头铣刀竖直偏置校正方法

权利要求书

1.一种微径金刚石球头铣刀竖直偏置校正方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：方形对刀件的粗加工，将毛坯件安装于机床的C轴上，然后在机床的铣削轴上安装硬质合金端铣刀，通过平面端铣的方式将毛坯加工制成截面为正方形的方形对刀件；

步骤二：刀具水平偏置的粗略校正，分别测量方形对刀块两对相对面之间的距离，将测量结果取平均值得到方形对刀块的截面边长a，在机床铣削轴上安装微径金刚石球头铣刀，利用表面试切的方法确定刀心的X轴位置，并对刀具水平偏置进行粗略校正；

步骤三：刀具竖直偏置的粗略校正，将刀具移动至Y轴的中心点，在机床系统中设定Y轴的中心点为零；

步骤四：方形对刀块的两轴联动超精密铣削加工，固定机床Y轴，编制利用X轴、C轴两轴联动实现方形对刀块超精密铣削加工的数控程序，对方形对刀块进行多次铣削加工直至方形对刀块四个平面均被完全切到为止；

步骤五：方形对刀块任意一个端面上下边沿X轴方向差值的试切标定，控制C轴转动至两轴联动铣削方形对刀块时的编程零位，移动X轴以使刀具逐渐靠近方形对刀块的端面，往复移动Y轴，并通过X轴多次进给以试切方形对刀块端面，确定方形对刀块端面上下边沿X轴方向的差值εx；

步骤六：刀具Y向偏置方向及偏置量的计算，根据步骤五试切得到的方形对刀块端面上下边沿X轴方向差值εx，确定刀具Y轴向偏置的方向并计算Y轴向偏置量δ；

步骤七：刀具Y向偏置量的校正，根据步骤六中计算得到的Y轴向偏置量δ调整刀具位置使刀具回转轴线与C轴轴线平齐，并将该刀具位置设定Y坐标为零；

步骤八：刀具Y向偏置量校正后的验证，重复步骤四中的过程对方形对刀块进行两轴联动超精密铣削加工，然后继续进行步骤五和步骤六中的过程，若刀具Y轴向偏置量小于设定值，则校正完成，否则重复步骤四、步骤五和步骤六的过程对刀具Y轴向偏置进行进一步校正。

2.根据权利要求1所述的一种微径金刚石球头铣刀竖直偏置校正方法，其特征在于：步骤一中，方形对刀块的有效长度为8-10mm，方形对刀块的截面边长为5-6mm。

3.根据权利要求1所述的一种微径金刚石球头铣刀竖直偏置校正方法，其特征在于：步骤二中利用表面试切的方法确定刀心X轴位置的具体过程如下：将工件任意一端面摆动至与微径金刚石球头铣刀回转轴线垂直，并在工件端面上涂上油墨，移动机床的X轴，使微径金刚石球头铣刀接近工件表面后，保持机床的Y轴上下往复运动，移动机床的X轴直至铣刀在工件表面加工出细痕，根据方形对刀块的截面边长a及刀具回转半径r，确定刀具在机床坐标系下的X坐标为a/2+r，并在机床系统中进行记录。

4.根据权利要求3所述的一种微径金刚石球头铣刀竖直偏置校正方法，其特征在于：铣刀的转速为20000-30000r/min，以单次0.2μm的进给移动X轴直至铣刀在工件表面加工出细痕。

5.根据权利要求1所述的一种微径金刚石球头铣刀竖直偏置校正方法，其特征在于：步骤三中的Y轴的中心点通过如下具体过程获得：利用微径金刚石球头铣刀侧刃分别试切方形对刀块的上下两相对平面，记录两位置对应的竖直方向坐标Y1和Y2，计算得到Y轴的中心点坐标为(Y1+Y2)/2。

6.根据权利要求1所述的一种微径金刚石球头铣刀竖直偏置校正方法，其特征在于：步骤四中，编制利用X轴、C两轴联动实现对方形对刀块超精密铣削加工的数控程序的具体过程如下：将需要加工的方形对刀块端面按角度θ划分，在0-360°范围内，每0.05-0.1°取一个划分点，设走刀控制点对应的角度为θi，则对每一角度可计算铣刀刀心点X轴向的位置为：

X＝(a+2r)/(2cosθi)

其中，a为方形对刀块的截面边长，r为铣刀的回转半径。

7.根据权利要求6所述的一种微径金刚石球头铣刀竖直偏置校正方法，其特征在于：步骤四中，对方形对刀块的加工距离为3-4mm，每层切削深度为5-10μm，走刀步距为5-8μm。