CN102620921A - 可调拉刀力的双面锁紧刀柄-主轴动态性能实验装置 - Google Patents

可调拉刀力的双面锁紧刀柄-主轴动态性能实验装置 Download PDF

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蔡力钢
宋晓磊
赵永胜
刘志峰
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Beijing University of Technology
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Abstract

本发明提供可调拉刀力的双面锁紧刀柄-主轴动态性能实验装置，包括双面锁紧刀柄、主轴、拉杆、端盖、夹持套筒、应变螺栓。所述的双面锁紧刀柄和主轴为锥孔配合；端盖通过螺纹与主轴连接，并开有中孔；拉杆的一端经端盖的中孔伸进主轴内部，通过螺纹与双面锁紧刀柄连接；拉杆的另一端为方形头，恰好可以套进夹持套筒内部的方形孔；夹持套筒的一端顶在端盖上；应变螺栓从夹持套筒的另一端伸入，通过螺纹与拉杆的方形头连接；用工具固定夹持套筒，调节应变螺栓，通过拉杆传递拉力实现双面锁紧刀柄与主轴的锁紧配合，用于其动态性能的测试。本发明克服了在整体机床上测试的繁琐和不便，测试过程容易操作，安全可靠，且维护成本低。

Description

可调拉刀力的双面锁紧刀柄-主轴动态性能实验装置
技术领域
本发明涉及可调拉刀力的双面锁紧刀柄-主轴动态性能实验装置，属于机床动态性能测试的技术领域。
背景技术
高速精密机床普遍采用双面锁紧刀柄。双面锁紧刀柄-主轴系统是机床高速加工时振动最强烈的部分之一，是制约机床精度的关键部件。测试双面锁紧刀柄-主轴系统的动态性能，是主轴系统动力学设计和优化的基础。
目前双面锁紧刀柄-主轴动态性能测试通常在整体机床上完成。双面锁紧刀柄-主轴位于机床的内部中心位置，很难精确布置传感器，测试时力锤激励实施困难，并且还要防范复杂工作环境带来的安全问题，这都给双面锁紧刀柄-主轴动态性能测试带来不便。
发明内容
本发明的目的是提供可调拉刀力的双面锁紧刀柄-主轴动态性能实验装置，可以脱离机床整机进行试验，实施简单，应用范围广泛。
实现本发明目的的技术方案是：可调拉刀力的双面锁紧刀柄-主轴动态性能实验装置，包括双面锁紧刀柄、主轴、拉杆、端盖、夹持套筒、应变螺栓。
所述的双面锁紧刀柄和主轴的一端为锥孔配合；端盖通过螺纹与主轴的另一端连接，并开有中孔；拉杆的一端经端盖的中孔伸进主轴内部，通过螺纹与双面锁紧刀柄连接；拉杆的另一端为方形头，恰好可以套进夹持套筒内部的方形孔；夹持套筒的一端顶在端盖上；应变螺栓从夹持套筒的另一端伸入，通过螺纹与拉杆的方形头连接；应变螺栓接出有数据线，用于分析受力状态；用工具固定夹持套筒，调节应变螺栓，通过拉杆传递拉力实现双面锁紧刀柄与主轴的锁紧配合，用于其动态性能的测试。
本发明具有积极的效果：
(1)装置小巧，可以脱离机床整机进行试验，克服了在整体机床上测试的繁琐和不便。
(2)施加的拉刀力大小可以调节。
(3)双面锁紧刀柄可以装夹不同类型的刀具，测试范围广泛。
(4)测试过程容易操作，安全可靠。
(5)维护成本低。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例子并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明的安装示意图。
图2为本发明用于模态分析时的实施示意图。
图3为本发明用于模态分析时的数据示例图。
附图中的标号为：
双面锁紧刀柄1、主轴2、拉杆3、端盖4、夹持套筒5、应变螺栓6，应力仪7，计算机8，LMS振动测试仪9，敲击力锤10，传感器11。
具体实施方式
可调拉刀力的双面锁紧刀柄-主轴动态性能实验装置，其特征在于：包括双面锁紧刀柄1、主轴2、拉杆3、端盖4、夹持套筒5、应变螺栓6；双面锁紧刀柄1和主轴2的一端为锥孔配合；端盖4通过螺纹与主轴2的另一端连接，并开有中孔；拉杆3的一端经端盖4的中孔伸进主轴2内部，通过螺纹与双面锁紧刀柄1连接；拉杆3的另一端为方形头，套进夹持套筒5内部的方形孔；夹持套筒5的一端顶在端盖4上；应变螺栓6从夹持套筒5的另一端伸入，通过螺纹与拉杆3的方形头连接；应变螺栓6接出有数据引线。
参照图1和图2，可调拉刀力的双面锁紧刀柄-主轴动态性能实验装置在某确定拉刀力作用下的测试步骤如下：
1)将端盖4装配至主轴2的端部；
2)将双面锁紧刀柄1放进主轴2的锥孔内，把拉杆3的一端经端盖4的中孔伸进主轴2内部，拧紧拉杆3和双面锁紧刀柄1；
3)将包含双面锁紧刀柄1、主轴2、拉杆3和端盖4的系统水平悬挂；
4)将应变螺栓6的数据引线接入应力仪7，把应力仪7接入计算机8并调试；
5)将夹持套筒5套进拉杆3的方形端，用扳手固定夹持套筒5；把应变螺栓6伸入夹持套筒5并与拉杆3的方形头连接，用扳手拧紧应变螺栓6，直至计算机8的应力读数达到要求值；
6)将传感器11的引线和敲击力锤10的引线接入LMS振动测试仪9，并连接至计算机8，调试仪器；
7)在双面锁紧刀柄1的端部上方安装传感器11，用敲击力锤10在其端部下方实施激励，在计算机8的软件环境中采集数据。
8)在计算机8的软件环境中计算得到频响曲线，如图3所示；根据振动理论分析双面锁紧刀柄-主轴系统的固有频率和动力学参数。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益成果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.可调拉刀力的双面锁紧刀柄-主轴动态性能实验装置，其特征在于：包括双面锁紧刀柄(1)、主轴(2)、拉杆(3)、端盖(4)、夹持套筒(5)、应变螺栓(6)；双面锁紧刀柄(1)和主轴(2)的一端为锥孔配合；端盖(4)通过螺纹与主轴(2)的另一端连接，并开有中孔；拉杆(3)的一端经端盖(4)的中孔伸进主轴(2)内部，通过螺纹与双面锁紧刀柄(1)连接；拉杆(3)的另一端为方形头，套进夹持套筒(5)内部的方形孔；夹持套筒(5)的一端顶在端盖(4)上；应变螺栓(6)从夹持套筒(5)的另一端伸入，通过螺纹与拉杆(3)的方形头连接；应变螺栓(6)接出有数据引线。
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