CN101947743A - 拉削力测试装置 - Google Patents

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王扬渝
张宪
赵章风
蒋建东
乔欣
杨文岗
汤永江
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Abstract

一种拉削力测试装置，包括工作台、底座和测力支座，所述底座固定安装在工作台上，所述底座上安装至少两根立柱，至少两根立柱的上端安装在所述测力支座上，所述测力支座上放置待加工工件，所述测力支座、底座和工作台均设有供拉刀穿过的通孔；至少一根立柱的外圆柱面上安装用以检测拉削力的应变传感器，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根据应变传感器的信号记录拉削力的变化并计算频谱特性的测试中心连接。本发明能在一次拉削过程中记录并分析拉削力的变化过程，以及每一个拉刀刀齿切削工件时的拉削力状况，并且能够分析拉削力的频谱特性的测试装置。

Description

拉削力测试装置
技术领域
本发明涉及一种拉削力测试装置。
背景技术
拉削力是研究拉削过程物理本质的基础。准确地确定拉削力，可以用来控制拉床或拉刀使它们在最佳的动力和切削条件下工作。拉削力又是设计机床、拉刀和夹具的必不可少的原始数据。拉削时的切削力由很多因素影响，如被加工材料的性质、刀刃的磨钝程度和冷却润滑的性质等，还有切削量、切削速度和拉刀刀齿的几何形状。现有的拉削力测试装置中，将应变片贴在拉刀上，采用电桥的单臂接法，此时应变片极易受到拉刀温度的变化的影响，而且电桥的单臂接法使应变片的灵敏度、非线性和温度误差都会受到影响，从而影响测试数据的准确性和精度。此法不能测试拉削力的频谱特性。
发明内容
为了克服现有的拉削力测量装置的精度不高和不能测试拉削力的频谱特性的不足，本发明提供一种拉削力测试装置，特别是一种能在一次拉削过程中记录并分析拉削力的变化过程，以及每一个拉刀刀齿切削工件时的拉削力状况，并且能够分析拉削力的频谱特性，从而确定影响拉削力变化的因素的测试装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种拉削力测试装置，包括工作台、底座和测力支座，所述底座固定安装在工作台上，所述底座上安装至少两根立柱，至少两根立柱的上端安装在所述测力支座上，所述测力支座上放置待加工工件，所述测力支座、底座和工作台均设有供拉刀穿过的通孔；至少一根立柱的外圆柱面上安装用以检测拉削力的应变传感器，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根据应变传感器的信号记录拉削力的变化并计算频谱特性的测试中心连接。
进一步，所述立柱有两根，两根立柱以所述拉刀的中心线为中心左右对称设置，两根立柱的外圆柱面上均安装应变传感器。
再进一步，所述立柱有四根，四根立柱以所述拉刀的中心线为中心呈正方形布置，其中两根立柱的外圆柱面上均安装应变传感器。
本发明的有益效果主要表现在：能在一次拉削过程中记录并分析拉削力的变化过程和拉削力的频谱特性，从而确定影响拉削力变化的外在因素和内在因素。
附图说明
图1为本发明装置的示意图。
图2为拉刀夹具剖视图。
图3为测力装置剖视图。
图4为测力立柱示意图。
图5为测力圆柱和测力支座的装配图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1~图5，一种拉削力测试装置，包括工作台12、底座10和测力支座7，所述底座10固定安装在工作台12上，所述底座10上安装至少两根立柱8，至少两根立柱8的上端安装在所述测力支座7上，所述测力支座7上放置待加工工件6，所述测力支座7、底座10和工作台12均设有供拉刀2穿过的通孔；至少一根立柱的外圆柱面上安装用以检测拉削力的应变传感器3，所述应变传感器3与数据采集卡4连接，所述数据采集卡4与用以根据应变传感器的信号记录拉削力的变化并计算频谱特性的测试中心5连接。
所述立柱8有两根，两根立柱以所述拉刀的中心线为中心左右对称设置，两根立柱的外圆柱面上均安装应变传感器。
所述立柱8有四根，四根立柱以所述拉刀的中心线为中心呈正方形布置，其中两根立柱的外圆柱面上均安装应变传感器。
当然，立柱8也可以选择三根，或者五根等；
本实施例适用于测试工件内孔拉削的拉削力的场合，例如附图3所示的内孔拉削过程，也能够适应于拉削各种截面形状的内键槽加工过程的拉削力的测量等。
本实施例的应变传感器采用测力传感器PCB704B02应变片，其粘贴在所述立柱表面的平面上。应变传感器3与基于LMS Test.Lab测试系统的LMS SCADAS III前端4连接，前端4与用以记录拉削过程拉削力的状况的测试中心5连接。
本实施例的一种拉削力测试装置，包括拉刀夹具1、拉刀2、待加工工件部分6、应变传感器3、数据采集卡4和测试中心5，本实施例的测试中心5为移动工作站DELL M90；
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。所述测力传感器PCB704B02应变片贴在所述圆柱形立柱8上，而且应变片主应变方向沿所述立柱纵向中心线，故粘贴时亦沿纵向中心线方向粘贴。
所述立柱8与底座10通过螺钉9螺纹紧固联接，所述底座和工作台之间通过螺纹紧固连接，所述立柱8作为测力敏感元件。所述测力支座7开有圆孔，待加工工件放置于测力支座7上，待加工工件6的内孔与测力支座上的内孔位于相同轴线上，拉刀2沿共同轴线自上向下运动，加工待加工工件6的内孔。
工作过程为：将所述的待加工工件安装在拉床工作台的测力支座上，所述的应变传感器3固定在立柱8上，所述的应变传感器3的信号线连接到数据采集卡4，所述的数据采集卡4连接到测试中心5上，所述的测试中心5上运行LMS test.lab软件，调试设备，标定所述的应变传感器3，在所述的拉床上输入加工指令，运行所述的拉床，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)

1.一种拉削力测试装置，其特征在于：所述拉削力测试装置包括工作台、底座和测力支座，所述底座固定安装在工作台上，所述底座上安装至少两根立柱，至少两根立柱的上端安装在所述测力支座上，所述测力支座上放置待加工工件，所述测力支座、底座和工作台均设有供拉刀穿过的通孔；至少一根立柱的外圆柱面上安装用以检测拉削力的应变传感器，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根据应变传感器的信号记录拉削力的变化并计算频谱特性的测试中心连接。
2.如权利要求1所述的拉削力测试装置，其特征在于：所述立柱有两根，两根立柱以所述拉刀的中心线为中心左右对称设置，两根立柱的外圆柱面上均安装应变传感器。
3.如权利要求1所述的拉削力测试装置，其特征在于：所述立柱有四根，四根立柱以所述拉刀的中心线为中心呈正方形布置，其中两根立柱的外圆柱面上均安装应变传感器。
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