CN101947742B - 多硬度拼接材料高速铣削切削力测试装置 - Google Patents
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Abstract
一种多硬度拼接材料高速铣削切削力测试装置，包括高速数控铣削加工中心，高速数控铣削加工中心包括机架、主轴和铣刀，待加工工件包括左边试件、中间试件和右边试件，中间试件的硬度比左边试件和右边试件的硬度高，左边试件、中间试件和右边试件固定在连接板底座上，连接板底座安装在薄壁圆筒上，薄壁圆筒固定在数控加工中心的工件台上；应变传感器分别安装在的薄壁圆筒上与铣刀进给方向相同的一侧和与铣刀进给方向垂直方向的一侧；应变传感器与数据采集卡连接，数据采集卡与笔记本电脑连接。本发明能在一次铣削过程中记录并分析铣削不同硬度材料时的进给方向切削力和进给方向垂直方向的切削力状况。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种高速铣削切削力测试装置，特别是一种能在一次铣削过程中记录并分析铣削不同硬度材料时的进给方向切削力和垂直于进给方向的切削力状况，特别是记录分析从较低硬度材料向较高硬度材料过渡时和从较高硬度材料向较低硬度材料过渡时的切削力变化状况的测试装置。
背景技术
大型汽车覆盖件模具是汽车生产的关键工艺装备，其制造难度大、加工质量和精度要求高，凸、凹模和刃口部分结构复杂，自由型面上存在大量沟槽、转角、凸起、凹陷，多采用整体和镶块式淬硬钢铣削加工而成，其加工区域存在大比例的多种高硬度表面（硬度HRC50-65 ），为了保证模具型面的完整性和覆盖件成形质量，需要在同一台CNC 机床上和用同一把刀具完成，刀具使用寿命要求达到4-12小时以上。在高速铣削过程中，切削力不但影响着工件的表面成形质量，也影响着刀具的使用寿命，因此有必要对多硬度拼接材料的切削力进行测试研究，以优化铣削参数，减小铣削力对表面成形质量和刀具使用寿命的影响。而现有的切削力测试装置并不能满足实验测试多硬度拼接材料高速铣削切削力的要求，如中国专利CN 1727115A公开了一种蜂窝类柔性材料铣削力测定方法及其装置，该装置具有相连接的铣削力测定平台、数据采集卡，可以测定蜂窝类柔性材料在高速铣削过程中整体和局部所受到的铣削力大小，可以测定蜂窝类柔性材料在高速铣削过程中特定固持条件下，局部的最大变形量以及变形的区域分布，该装置只能测试特定的柔性材料，不能测试高硬度淬硬钢，不能满足本测试实验测试多硬度拼接材料切削力测试的要求。
发明内容
为了克服现有的切削力测量装置只能测试单一材料切削力测试的不足，本发明提供一种能在一次铣削过程中记录并分析铣削不同硬度材料时的进给方向切削力和进给方向垂直方向的切削力状况，特别是记录分析从较低硬度材料向较高硬度材料过渡时和从较高硬度材料向较低硬度材料过渡时的切削力变化状况的多硬度拼接材料高速铣削切削力测试装置。
为了解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种多硬度拼接材料高速铣削切削力测试装置，包括高速数控铣削加工中心，所述高速数控铣削加工中心包括机架、主轴和铣刀，所述主轴可转动地安装在机架上，所述铣刀安装在主轴下端，待加工工件位于所述铣刀的下方，所述待加工工件包括左边试件、中间试件和右边试件，所述中间试件的硬度比所述左边试件和右边试件的硬度高，所述的左边试件、中间试件和右边试件固定在连接板底座上，所述的连接板底座安装在薄壁圆筒上，所述的薄壁圆筒固定在数控加工中心的工件台上；应变传感器分别安装在所述的薄壁圆筒上与铣刀进给方向相同的一侧和与铣刀进给方向垂直的一侧；所述应变传感器与数据采集卡连接，所述数据采集卡与用以记录高速铣削过程切削力的状况的测试中心连接。
进一步，所述左边试件的硬度比所述右边试件的硬度高。
再进一步，所述的左边试件、中间试件和右边试件之间连接成一个整体，所述的连接板底座上有第一沉头孔，所述的第一沉头孔上安装用以固定所述的连接板底座和所述的左边试件、中间试件和右边试件的第一内六角圆柱头螺钉，所述的连接板底座上有第二沉头孔，所述的第二沉头孔上安装有的用以连接所述的连接板底座和所述的薄壁圆筒的第二内六角圆柱头螺钉。
本发明专利的有益效果主要表现在：能在一次铣削过程中记录并分析铣削不同硬度材料时的进给方向切削力和垂直于进给方向的切削力状况，特别是记录分析从较低硬度材料向较高硬度材料过渡时和从较高硬度材料向较低硬度材料过渡时的切削力变化状况，具有一定的可移植性。
附图说明
图1为本发明装置的示意图。
图2为工件装配图的剖视图。
图3为工件装配图的俯视图。
图4为应变传感器的安装示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
参照图1-4，一种多硬度拼接材料高速铣削切削力测试装置，包括高速数控铣削加工中心1，所述高速数控铣削加工中心1包括机架2、主轴3和铣刀4，所述主轴可转动地安装在机架上，所述铣刀安装在主轴下端，待加工工件位于所述铣刀的下方，所述待加工工件包括左边试件10、中间试件11和右边试件12，所述中间试件的硬度比所述左边试件和右边试件的硬度高，所述的左边试件10、中间试件11和右边试件12固定在连接板底座16上，所述的连接板底座16安装在薄壁圆筒17上，所述的薄壁圆筒17固定在数控加工中心的工件台7上；应变传感器6分别安装在所述的薄壁圆筒上与铣刀进给方向相同的一侧和与铣刀进给方向垂直的一侧；所述应变传感器6与数据采集卡8连接，所述数据采集卡8与用以记录高速铣削过程切削力的状况的测试中心9连接。
本实施例的多硬度拼接材料高速铣削切削力测试装置，包括数控加工中心1、工件部分5、传感器部分6、数据采集卡8和测试中心9，测试中心9为笔记本电脑，本实施例的笔记本电脑为移动工作站DELL M90；
所述的数控加工中心1为高速铣削加工中心；
所述的工件部分5包括左边试件10，中间试件11和右边试件12，所述的左边试件10，中间试件11和右边试件12之间用所述的六角螺母13和所述的六角头铰制孔用螺栓14连接成一个整体，所述的左边试件10，中间试件11和右边试件12安装在所述的连接板底座16上，所述的连接板底座16上有沉头孔，所述的沉头孔上安装所述的内六角圆柱头螺钉18用以固定所述的连接板底座16和所述的左边试件10，中间试件11和右边试件12，所述的连接板底座16安装在所述的薄壁圆筒17上，所述的连接板底座16上有沉头孔，所述的沉头孔上安装有所述的内六角圆柱头螺钉15用以连接所述的连接板底座16和所述的薄壁圆筒17，所述的薄壁圆筒17固定在所述的机床工件台7上；
所述的传感器部分6为美国PCB公司的740B02型应变传感器；所述的传感器6安装在所述的薄壁圆筒17上与铣刀进给方向相同的一侧和与铣刀进给方向垂直的一侧；
所述的数据采集卡型号为LMS SCADAIII 数据采集卡；
所述的移动工作站上安装有LMS test.lab软件。
本实施例的工作过程为：将所述的工件部分安装在机床工件台上，所述的传感器固定在薄壁圆筒上，所述的传感器的信号线连接到数据采集卡，所述的数据采集卡连接到移动工作站上，所述的移动工作站上运行LMS test.lab软件，调试设备，标定所述的传感器，在所述的高速加工中心上输入测试程序，运行所述的高速加工中心，用所述的LMS test.lab软件记录分析数据。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (3)
1.一种多硬度拼接材料高速铣削切削力测试装置，包括高速数控铣削加工中心，所述高速数控铣削加工中心包括机架、主轴和铣刀，所述主轴可转动地安装在机架上，所述铣刀安装在主轴下端，其特征在于：待加工工件位于所述铣刀的下方，所述待加工工件包括左边试件、中间试件和右边试件，所述中间试件的硬度比所述左边试件和右边试件的硬度高，所述的左边试件、中间试件和右边试件固定在连接板底座上，所述的连接板底座安装在薄壁圆筒上，所述的薄壁圆筒固定在数控铣削加工中心的工件台上；应变传感器分别安装在所述的薄壁圆筒上与铣刀进给方向相同的一侧和与铣刀进给方向垂直的一侧；所述应变传感器与数据采集卡连接，所述数据采集卡与用以记录高速铣削过程切削力的状况的测试中心连接。
2.如权利要求1所述的多硬度拼接材料高速铣削切削力测试装置，其特征在于：所述左边试件的硬度比所述右边试件的硬度高。
3.如权利要求1或2所述的多硬度拼接材料高速铣削切削力测试装置，其特征在于：所述的左边试件、中间试件和右边试件之间连接成一个整体，所述的连接板底座上有第一沉头孔，所述的第一沉头孔上安装用以固定所述的连接板底座和所述的左边试件、中间试件和右边试件的第一内六角圆柱头螺钉，所述的连接板底座上有第二沉头孔，所述的第二沉头孔上安装有用以连接所述的连接板底座和所述的薄壁圆筒的第二内六角圆柱头螺钉。
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