[0001] 本发明涉及数控加工技术领域，尤其涉及一种角度头校验工具及校验方法。

[0002] 在数控加工中，狭窄空间和特殊位置通常无法直接使用普通刀柄加工，角度头成了补充加工的重要工具。如公开号为CN108098417A的中国专利文献，公开了一种利用调整垫块装夹定位角度头工艺方法主要包括以下几个部分配合控制：机床主轴、调整垫块、标准定位块、定位栓、角度头、调整垫块螺钉、标准定位块定位销、标准定位块螺钉、校验条；解决角度头与机床快速定位与装夹，简化调整垫块结构，有利于将角度头标准定位块统一化管理。

[0003] 但目前角度头属特殊刀柄，当角度头精度不满足加工要求时，目前的刀具测量仪无法检测出角度头精度受损情况，存在刀具带故障运行风险。角度头在装入机床时，需要借助卡环固定角度头，由于角度头定位销的个体差异，当角度头安装后，会出现定位销与卡环干涉的可能，导致角度头上刀具位置产生偏移，但目前尚无方法可以检查角度头位置偏差，市场又无检测仪器可购买，存在较大风险。常有因角度头问题或使用不当导致的尺寸超差，因此，解决角度头的校验方法成了迫切问题。

[0041] 为使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

[0042] 因此，以下对在附图中提供的本发明的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0043] 实施例1

[0044] 本实施例公开一种角度头9校验工具及校验方法，作为本发明一种优选的实施方式，如图1所示，校验工具包括基体1和卡位调整机构。其中，基体1呈四棱柱结构，其底面1.4为矩形。基体1的内部，基于其轴心贯穿开设有螺栓适配孔5；基体1的底部，基于其轴心对称设置有两个楔形耳片2。卡位调整机构包括楔形螺母3和螺栓组件4；楔形螺母3处于两个楔形耳片2之间，并与两个楔形耳片2楔形配合；螺栓组件4从基体1顶部穿过螺栓适配孔5后，与楔形螺母3螺纹连接。

[0045] 基于上述校验工具的结构，角度头9的校验方法包括以下步骤：

[0046] S1，安装角度头9校验工具，包括将角度头9校验工具的两个楔形耳片2卡入机床工作台的楔形槽7.1内，通过调节卡位调整机构与两个楔形耳片2配合，将基体1贴合固定于机床工作台上，如图4所示。其原理为：通过旋转螺栓组件4，楔形螺母3沿螺栓组件4向上移动，逐渐将两个楔形耳片2向外挤压胀紧，被挤压胀紧的两个楔形耳片2卡紧机床工作台的楔形槽7.1，如此实现将基体1贴合固定于机床工作台上。

[0047] S2，建立基准，包括选择基体1的两个相交侧面分别作为基准面K11.2和基准面K21.3，以基体1顶面1.1的中心点为原点(x0，y0，z0)建立工件坐标系。

[0048] S3，安装角度头9，包括将装有刀具8的角度头9安装于机床主轴上，并记录刀具8安装参数，包括刀具8半径R，以及刀尖与机床主轴(中心轴)之间的距离L2，如图5所示。

[0049] S4，测量角度头9误差，包括操控机床主轴移动，使刀具8靠近基体1，然后在工件坐标系下，以基体1顶面1.1、基准面K11.2和基准面K21.3为测量基准，结合刀具8安装参数获取角度头9误差。

[0050] 由此，若测量出的角度头9误差超出允许范围，则立即停止使用该角度头9，避免后序加工影响产品制造精度。

[0051] 实施例2

[0052] 本实施例公开一种角度头9校验工具及校验方法，作为本发明一种优选的实施方式，即基于实施例1，其还包括调平单元，且调平单元包括若干在基体1侧面间隔布设的调平组件6；调平组件6包括调平耳片6.2和调平螺栓6.1，调平耳片6.2与基体1固定连接，调平螺栓6.1上开设有平行于基体1轴心的螺纹孔，调平螺栓6.1通过螺纹孔与调平耳片6.2活动连接。

[0053] 基于上述结构，校验工具的调平原理为：通过旋转调平螺栓6.1，使调平螺栓6.1底部与机床工作台表面接触而产生支撑，进而调节对应所在调平耳片6.2与机床工作台表面的间隙。在此基础上，由于调平耳片6.2与基体1为一体，改变调平耳片6.2与机床工作台表面的间隙，也就改变了基体1的局部高度。由此，多个调平组件6配合实现对基体1的多方位局部高度调节，以确保基体1顶面1.1的平面度。

[0054] 进一步的，调平耳片6.2的底面1.4与所述基体1的底面1.4处于同一平面，便于观察调平耳片6.2与机床工作台表面的间隙变化，对高精度调节基体1顶面1.1的平面度具有重要意义。

[0055] 实施例3

[0056] 本实施例公开一种角度头9校验工具及校验方法，作为本发明一种优选的实施方式，即基于实施例1或2，其卡位调整机构包括螺栓本体和垫片4.4；螺栓本体包括一体成型的螺帽4.2和螺杆4.1，螺帽4.2的顶部开设有多棱槽4.3。其多棱槽4.3的设置，便于配合外部辅助工具对螺栓本体进行旋转。

[0057] 由此，相应的，螺栓适配孔5包括用于供螺杆4.1穿过的穿杆孔5.1，穿杆孔5.1的顶部设置用于隐藏螺帽4.2的帽槽5.2。本技术方案中，基于帽槽5.2的设置，实现将螺帽4.2嵌入基体1中，方便了建立工件坐标系前的原点定位，也方便了各个基准的确定。

[0058] 实施例4

[0059] 本实施例公开一种角度头9校验工具及校验方法，作为本发明一种优选的实施方式，即基于实施例1、2或3中的校验工具，为减少后序误差，角度头9的校验方法包括基本的找正找直操作，即角度头9的校验方法包括以下步骤：

[0060] S1，安装角度头9校验工具，包括将角度头9校验工具的两个楔形耳片2卡入机床工作台的楔形槽7.1内，通过调节卡位调整机构与两个楔形耳片2配合，将基体1贴合固定于机床工作台上。

[0061] S2，建立基准，包括选择基体1的两个相交侧面分别作为基准面K11.2和基准面K21.3，以基体1顶面1.1的中心点为原点(x0，y0，z0)建立工件坐标系。

[0062] 进一步的，建立基准还包括基体1顶面1.1平面度找正，即在角度头9校验工具上设置调平单元，将基体1贴合固定于机床工作台后，利用调平单元对基体1进行调平操作，配合百分表找正基体1顶面1.1的平面度，由此确保后序Z向基准线/面在可控公差范围内。

[0063] 进一步的建立基准还包括建立工件坐标系之前，利用百分表对基准面K11.2、基准面K21.3和原点(x0，y0，z0)进行找正，由此确保后序X/Y向基准线/面在可控公差范围内。

[0064] S3，安装角度头9，包括将装有刀具8的角度头9安装于机床主轴上，并记录刀具8安装参数，包括刀具8半径R、刀尖与机床主轴距离L2。

[0065] 进一步的，安装角度头9还包括将角度头9安装于机床主轴上后，基于百分表对角度头9实施找直，并在完成找直后锁紧角度头9的定位机构。

[0066] S4，测量角度头9误差，包括操控机床主轴移动，使刀具8靠近基体1，然后在工件坐标系下，以基体1顶面1.1、基准面K11.2和基准面K21.3为测量基准，结合刀具8安装参数获取角度头9误差。

[0067] 实施例5

[0068] 本实施例公开一种角度头9校验工具及校验方法，作为本发明一种优选的实施方式，即基于实施例1、2、3或4，其步骤S4中，测量角度头9误差包括以下步骤：

[0069] S41，设定刀具8靠近基体1的允许距离范围N，记基准面K21.3与基体1顶面1.1相交线的长度为b、基准面K11.2与基体1顶面1.1相交线的长度为a。进一步的，距离范围N的取值为0.2～1.0mm。

[0070] S42，操控机床主轴移动，使刀具8弧面逐渐靠近基体1顶面1.1，直至刀具8弧面与基体1顶面1.1的垂直距离在允许距离范围N内，操控机床主轴停止移动。

[0071] S43，记录刀具8刀尖在工件坐标系下的坐标值(x1，y1，z1)，并用塞尺测量刀具8弧面与基体1顶面1.1之间的间隙H1。

[0072] S44，操控机床主轴移动，使刀具8弧面逐渐靠近基准面K11.2，直至刀具8弧面与基准面K11.2的垂直距离在允许距离范围N内，操控机床主轴停止移动。

[0073] S45，记录刀具8刀尖在工件坐标系下的坐标值(x2，y2，z2)，并用塞尺测量刀具8弧面与基准面K11.2之间的间隙H2。

[0074] S46，操控机床主轴移动，使刀具8刀尖逐渐靠近基准面K21.3，直至刀具8刀尖与基准面K21.3的垂直距离在允许距离范围N内，操控机床主轴停止移动。

[0075] S47，记录刀具8刀尖在工件坐标系下的坐标值(x3，y3，z3)，并用塞尺测量刀具8刀尖与基准面K21.3之间的间隙H3。

[0076] S48，计算角度头9分别在工件坐标系X轴向、Y轴向和Z轴向的误差；即X轴向误差Y轴向误差 Z轴向误差Dz＝z0‑(z1+R+H1)。

[0077] 由此，X轴向误差Dx、Y轴向误差Dy和Z轴向误差Dz中，任一方向的误差超出允许范围，则立即停止使用该角度头9，避免后序加工影响产品制造精度。