CN105014106B - 一种测量车刀副后刀面与零件已加工表面摩擦特性的装置 - Google Patents
一种测量车刀副后刀面与零件已加工表面摩擦特性的装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105014106B CN105014106B CN201510468984.0A CN201510468984A CN105014106B CN 105014106 B CN105014106 B CN 105014106B CN 201510468984 A CN201510468984 A CN 201510468984A CN 105014106 B CN105014106 B CN 105014106B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- measuring unit
- unit
- fixed
- plate
- adjustment unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 42
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 37
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 19
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 18
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 16
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- 230000008450 motivation Effects 0.000 claims description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000017105 transposition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B25/00—Accessories or auxiliary equipment for turning-machines
- B23B25/06—Measuring, gauging, or adjusting equipment on turning-machines for setting-on, feeding, controlling, or monitoring the cutting tools or work
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B2270/00—Details of turning, boring or drilling machines, processes or tools not otherwise provided for
- B23B2270/48—Measuring or detecting
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
Abstract
一种副后刀面与零件已加工表面摩擦特性测量装置，包括固定于车床机架上的测量单元、挤压单元和调整单元；所述测量单元接触被测工件用于表面摩擦特性测量；所述挤压元件挤压测量元件用于调整测量单元与被测元件之间的压力；所述调整单元控制测量单元的空间位置和测量角度。
Description
技术领域
本发明涉及力学测量仪器设计制作领域，尤其涉及车削加工力学测量仪器设计制作领域中的一种测量车刀副后刀面与零件已加工表面摩擦特性的装置。
背景技术
“金属的车削加工过程中，除了切削力、切削温度等现象影响着切削加工过程外，摩擦对切削过程影响很大，譬如，刀具磨损、加工完了后零件的表面粗糙度等都与切削过程中的摩擦有关。在金属切削加工中，根据零件与刀具的相互作用过程，主要分为四个变形区，即剪切变形区，前刀面和切屑底部的摩擦区，已加工表面和刀具副后刀面的摩擦区，刀具主后刀面与过渡表面的摩擦区，而摩擦现象主要发生在四个变形区。其中剪切变形区属于内摩擦，而切屑底部与前刀面、刀具主后刀面与过渡表面、副后刀面与已加工表面属于滑动摩擦。发生在这些位置处的摩擦，会使切削力增大，切削温度升高，也会使切削过程变得不稳定。同时，由于切削温度、接触压力等的变化，也会导致表面间的摩擦特性发生变化。因此，研究不同表面的摩擦特性，能够深刻的认识切削过程。
其中刀具副后刀面与已加工表面的摩擦特性对切削过程的影响主要表现在：
1)影响零件的已加工表面的表面粗糙度。
2)影响来自于该变形区的摩擦力大小。
3)影响刀具副后刀面的磨损量。
发明内容
本发明的目的是设计一种测量车刀副后刀面与零件已加工表面摩擦特性的装置，可以有效的满足车刀副后刀面与零件已加工表面摩擦特性的测量以及试验。其具体的技术方案是：
一种副后刀面与零件已加工表面摩擦特性测量装置，包括测量单元、挤压单元和调整单元，所述测量单元、挤压单元和调整单元均固定于车床机架上；
所述测量单元接触被测工件用于表面摩擦特性测量；
所述挤压元件挤压测量元件用于调整测量单元与被测元件之间的压力；
所述调整单元控制测量单元的空间位置和测量角度；
所述测量单元包括测量探针、探针固定架、测力仪固定架、导向轴、导向轴固定支架、滑块和三维测力传感器构成，测量单元整体通过导向轴固定支架固定于测量单元底板上，导向轴固定支架通过螺栓与测量单元底板固定连接，所述导向轴固定架之间通过销钉固定导向轴，三维测力传感器固定于测力仪固定架之上，所述三维测力传感器与测量单元底板之间具有间隙不接触，测力仪固定架两侧的滑块套设于导向轴外部并能够沿导向轴滑动，三维测力传感器随滑块同方向同步滑动，所述测量探针的顶部圆球形探头一端直接接触被测工件表面，测量探针的尾部一端通过探针固定架与三维测力传感器抵靠，三维测力传感器实现测量功能；
所述挤压单元包括液压缸和液压缸固定板，所述液压缸通过液压缸固定板固定安装于测量单元底板上，液压缸的活塞轴抵住测力仪固定架，对测量单元提供压力，使测量探针能以一定的正压力与被测工件表面接触；
所述调整单元包括轴向转动调整单元、竖直方向移动调整单元和水平面二维移动调整单元；
所述水平面二维移动调整单元实现测量装置的水平面横向和纵向移动调整，包括横向滑动机构和纵向滑动机构，所述纵向滑动机构包括固定于车床刀架上的纵向导轨，纵向滑动板设于纵向导轨上，所述横向滑动机构包括设于纵向滑动板上的横向导轨，横向滑动板设于横向导轨上，所述横向滑动机构和纵向滑动机构均设有紧固旋钮，紧固旋钮可固定横向滑动机构和纵向滑动机构于一固定位置；
所述竖直方向移动调整单元实现测量装置的竖直方向移动调整，包括丝杠固定板、丝杠、丝杠旋钮、丝杠螺母、支撑板和轴承，丝杠固定板和横向滑动板固定连接，丝杠通过轴承分别与丝杠固定板和横向滑动板相连，丝杠螺母和支撑板固定安装，丝杠旋钮和丝杠固定连接，旋转丝杠旋钮时，支撑板上升或者下降；
所述车床轴向转动调整单元实现测量装置的轴向转动调整，包括步进电机、联轴器、减速箱和传动输出轴，步进电机固定安装于支撑板上，步进电机通过联轴器和减速箱输入轴相连接，减速箱固定安装于支撑板上，减速箱内部为蜗轮蜗杆减速机构，所述蜗轮蜗杆减速机构包括与减速箱输入轴相连的蜗杆，蜗杆与蜗轮的齿部连接，涡轮连接输出轴，输出轴与测量单元底板固定连接，蜗杆端部与减速箱通过轴承配合旋转固定，轴承外部设有轴承端盖封闭。
采用上述装置，可以精确的测试副后刀面与零件已加工表面摩擦特性，并且适合任意形状的刀具和不同的角度，能够准确的模拟现实生产中机件加工的现场条件，能更好的适应不同轴径、不同加工条件以及不同测量要求，自由调整探针探头与车刀的相对位置。
附图说明
图1是本发明整体图。
图2是本发明测量单元和挤压单元立体图。
图3是本发明测量单元和挤压单元侧视图。
图4是本发明调整单元整体示意图。
图5是本发明水平滑动机构立体图。
图6是本发明竖直方向移动调整单元结构立体图。
图1～图6附图标记说明如下：
1.测量探针
2.探针固定架
3.测力仪固定架
4.导向轴固定支架
5.三维测力传感器
6.滑块
7.导向轴
8.液压缸
9.液压缸固定板
10.测量单元底板
11.输出轴
12.减速箱
13.联轴器
14.步进电机
15.电机底座
16.轴承端盖
17.丝杠固定板
18.螺母
19.支撑板
20.丝杠
21.导向杆
22.丝杠旋钮
23.横向滑动板
24.纵向滑动板
25.蜗杆
26.轴承
27.轴承端盖
28.蜗轮
29.滑块紧固旋钮
30.轴承
31.销钉
具体实施方式
下面结合附图具体说明本发明内容：
如图1所示，本发明涉及一种副后刀面与零件已加工表面摩擦特性测量装置，包括包括测量单元、挤压单元和调整单元，所述测量单元、挤压单元和调整单元均固定于车床机架上，调整单元包括轴向转动调整单元、竖直方向移动调整单元和水平面二维移动调整单元；测量单元接触被测工件用于表面摩擦特性测量；挤压元件挤压测量元件用于调整测量单元与被测元件之间的压力；调整单元控制测量单元的空间位置和测量角度。其通过测量探针1与被测工件表面相接触。本发明装置测量单元和挤压单元同时固定安装于测量单元底板10上，其主要负责应力测量工作。测量单元底板10通过输出轴11与车床轴向转动调整单元相连，从而可以实现测量单元的机床轴向转动。轴向转动调整单元的减速箱12内部传动机构为蜗轮蜗杆机构，蜗轮蜗杆机构拥有机械自锁功能，可以实现测量单元机床轴向调整正确后的有效固定。轴向转动调整单元通过支撑板19与竖直方向移动调整单元连接，竖直方向移动调整单元为螺旋升降机构。竖直方向移动调整单元固定安装在水平面二维移动调整单元上。水平面二维移动调整单元是由水平面横向滑动机构和纵向滑动机构组成。
图2和图3是本发明挤压单元和测量单元的立体图和侧视图。测量探针1顶部圆球形探头直接接触被测工件已加工表面，尾部抵靠在三维测力传感器5上，测力仪固定架3将三维测力传感器5固定起来并且不与测量单元底板10接触，滑块6固定在测力仪固定架3上，导向轴7通过销钉31固定在导向轴固定支架4上，导向轴固定支架4通过螺栓连接固定在测量单元底板10上。滑块能在导向轴上滑动，从而使三维测力传感器5也能在该方向上滑动。液压缸8由液压缸固定板9固定在测量单元底板10上。液压缸8的活塞轴抵住测力仪固定架3，对三维测力传感器5提供压力，使探针1能接触到被测工件已加工表面。如图4所示本发明调整单元整体示意图，调节单元的功能是能调节测量装置使其能沿输出轴11旋转，沿z轴升降以及沿x、y轴平移，包括轴向转动调整单元、竖直方向移动调整单元和水平面二维移动调整单元。调节单元的作用是对测量装置的位置进行调节，从而使测量装置能更好的适应不同轴径、不同加工条件以及测量要求不同时，探针探头与车刀的相对位置。
整个测量装置由输出轴11与调节单元连接。减速箱12是蜗轮蜗杆传动。蜗杆25与步进电机14的轴通过联轴器13进行连接，步进电机14转动带动蜗杆转动从而使蜗轮28转动，实现对测量单元进行旋转调整。并且由于蜗轮蜗杆机械自锁功能，能对测量装置进行正确定位，不会发生回转。蜗杆轴部分与传动箱体通过轴承26配合，轴承26外部设有轴承端盖27。减速箱12和步进电机14均固定在支撑板19上。支撑板19通过丝杠螺母升降装置即竖直方向移动调整单元实现上下移动。
如图5所示本发明水平滑动机构立体图，纵向滑动板24下方的T型滑块配合在安装了T型导轨的底板上，纵向滑动板24能够沿导轨在加工工件轴向方向来回运动，并且纵向滑动板24上面也安装导轨(图5)，横向滑动板23配合安装在纵向滑动板24上方，能够沿导轨在加工工件径向方向来回运动，这样就实现了对装置进行x、y轴方向的位移调节。紧固旋钮29能使纵向滑动板24和横向滑动板23位置固定。在位置调节好之后，加工过程中，整个装置都随着车刀的进给而移动，始终与车刀保持相对固定位置。
如图6所示本发明竖直方向移动调整单元结构立体图，丝杠固定板17通过螺钉与侧板连接。丝杠固定板17和底板均有台阶孔，安装了轴承30与丝杠20的两端小段光轴配合，固定了其除旋转外的其他自由度。轴承由轴承端盖16通过螺钉连接固定在丝杠固定板17上。丝杠旋钮22与丝杠20通过销钉固定连接。旋转丝杠旋钮22时，丝杠20转动，在导向杆21的共同作用下，使螺母18带动支撑板19沿丝杠20上下运动，最终实现对测量单元进行z轴位移调整。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的范围内，可轻易想到的变化，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种副后刀面与零件已加工表面摩擦特性测量装置，其特征是包括测量单元、挤压单元和调整单元，所述测量单元、挤压单元和调整单元均固定于车床机架上；
所述测量单元接触被测工件用于表面摩擦特性测量；
所述挤压单元挤压测量元件用于调整测量单元与被测元件之间的压力；
所述调整单元控制测量单元的空间位置和测量角度；
所述测量单元包括测量探针、探针固定架、测力仪固定架、导向轴、导向轴固定支架、滑块和三维测力传感器构成，测量单元整体通过导向轴固定支架固定于测量单元底板上，导向轴固定支架通过螺栓与测量单元底板固定连接，所述导向轴固定支架之间通过销钉固定导向轴，三维测力传感器固定于测力仪固定架之上，所述三维测力传感器与测量单元底板之间具有间隙不接触，测力仪固定架两侧的滑块套设于导向轴外部并能够沿导向轴滑动，三维测力传感器随滑块同方向同步滑动，所述测量探针的顶部圆球形探头一端直接接触被测工件表面，测量探针的尾部一端通过探针固定架与三维测力传感器抵靠，三维测力传感器实现测量功能。
2.如权利要求1所述的一种副后刀面与零件已加工表面摩擦特性测量装置，其特征是所述挤压单元包括液压缸和液压缸固定板，所述液压缸通过液压缸固定板固定安装于测量单元底板上，液压缸的活塞轴抵住测力仪固定架，对测量单元提供压力，使测量探针能以一定的正压力与被测工件表面接触。
3.如权利要求2所述的一种副后刀面与零件已加工表面摩擦特性测量装置，其特征是所述调整单元包括轴向转动调整单元、竖直方向移动调整单元和水平面二维移动调整单元。
4.如权利要求3所述的一种副后刀面与零件已加工表面摩擦特性测量装置，其特征是所述水平面二维移动调整单元实现测量装置的水平面横向和纵向移动调整，包括横向滑动机构和纵向滑动机构，所述纵向滑动机构包括固定于车床刀架上的纵向导轨，纵向滑动板设于纵向导轨上，所述横向滑动机构包括设于纵向滑动板上的横向导轨，横向滑动板设于横向导轨上，所述横向滑动机构和纵向滑动机构均设有紧固旋钮，紧固旋钮可固定横向滑动机构和纵向滑动机构于一固定位置。
5.如权利要求3所述的一种副后刀面与零件已加工表面摩擦特性测量装置，其特征是所述竖直方向移动调整单元实现测量装置的竖直方向移动调整，包括丝杠固定板、丝杠、丝杠旋钮、丝杠螺母、支撑板和轴承，丝杠固定板和横向滑动板固定连接，丝杠通过轴承分别与丝杠固定板和横向滑动板相连，丝杠螺母和支撑板固定安装，丝杠旋钮和丝杠固定连接，旋转丝杠旋钮时，支撑板上升或者下降。
6.如权利要求3所述的一种副后刀面与零件已加工表面摩擦特性测量装置，其特征是所述车床轴向转动调整单元实现测量装置的轴向转动调整，包括步进电机、联轴器、减速箱和传动输出轴，步进电机固定安装于支撑板上，步进电机通过联轴器和减速箱输入轴相连接，减速箱固定安装于支撑板上，减速箱内部为蜗轮蜗杆减速机构，所述蜗轮蜗杆减速机构包括与减速箱输入轴相连的蜗杆，蜗杆与蜗轮的齿部连接，蜗轮连接输出轴，输出轴与测量单元底板固定连接，蜗杆端部与减速箱通过轴承配合旋转固定，轴承外部设有轴承端盖封闭。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510468984.0A CN105014106B (zh) | 2015-07-29 | 2015-07-29 | 一种测量车刀副后刀面与零件已加工表面摩擦特性的装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510468984.0A CN105014106B (zh) | 2015-07-29 | 2015-07-29 | 一种测量车刀副后刀面与零件已加工表面摩擦特性的装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105014106A CN105014106A (zh) | 2015-11-04 |
| CN105014106B true CN105014106B (zh) | 2018-03-23 |
Family
ID=54404608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510468984.0A Expired - Fee Related CN105014106B (zh) | 2015-07-29 | 2015-07-29 | 一种测量车刀副后刀面与零件已加工表面摩擦特性的装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105014106B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108152126A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-06-12 | 哈尔滨理工大学 | 一种可调节式高速摩擦磨损试验机用夹具 |
| CN112719015B (zh) * | 2020-12-14 | 2023-03-24 | 江西鼎力旋压装备有限公司 | 一种轮毂滚压机旋轮摆臂 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1243224C (zh) * | 2003-12-30 | 2006-02-22 | 上海交通大学 | 探针式组合压力传感器 |
| CN1246685C (zh) * | 2004-02-19 | 2006-03-22 | 上海交通大学 | 摩擦系数测量系统 |
| CN100552399C (zh) * | 2007-12-13 | 2009-10-21 | 西安理工大学 | 探测针式摩擦力传感器 |
| WO2011161697A1 (en) * | 2010-06-21 | 2011-12-29 | Indian Institute Of Science | Method and apparatus for assessing lubricity of cutting fluids |
| RO127849B1 (ro) * | 2010-12-10 | 2013-10-30 | Universitatea Tehnică ''gheorghe Asachi'' Din Iaşi | Microtribometru tip pin-disc |
-
2015
- 2015-07-29 CN CN201510468984.0A patent/CN105014106B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105014106A (zh) | 2015-11-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106525412B (zh) | 一种回转工作台部件综合性能检测平台及检测方法 | |
| CN103323175B (zh) | 多功能力加载装置及六维力传感器标定方法 | |
| CN110653627B (zh) | 用于复杂薄壁叶片类零件加工振动控制的专用柔性夹具 | |
| CN103712791B (zh) | 一种主轴轴向动刚度测试装置 | |
| CN106705869A (zh) | 一种非接触式轴承套圈外径测量装置 | |
| CN104880308B (zh) | 一种主轴轴向力等静压加载装置 | |
| CN104165604B (zh) | 一种单激光单psd储存式深孔直线度检测装置 | |
| CN105387820B (zh) | 圆周定位激光深孔直线度检测装置 | |
| CN106017959B (zh) | 基于电液伺服加载的丝杠导轨可靠性试验台 | |
| CN106767470A (zh) | 一种非接触式轴承套圈内径测量装置 | |
| CN203732260U (zh) | 一种液压锁紧轴套性能及可靠性试验平台 | |
| CN105067469B (zh) | 一种可调参数的直角与斜角切削试验装置的切削方法 | |
| CN105222690A (zh) | 空心车轴内孔同轴度检测装置 | |
| CN101972948A (zh) | 模拟工况载荷条件下机床主轴热误差试验装置 | |
| CN105014106B (zh) | 一种测量车刀副后刀面与零件已加工表面摩擦特性的装置 | |
| JP5537792B2 (ja) | 重量のある加工物用の測定装置およびかかる測定装置用の加工物受け具 | |
| CN105598837B (zh) | 基于实时在线力可测的智能磨抛夹具 | |
| CN105486258A (zh) | 车桥制动器检测装置 | |
| CA2805518A1 (en) | Calibration device for measurement gauges of the diameter and other geometrical characteristics of cylinders | |
| CN207180613U (zh) | 非接触式轴承套圈外径测量装置 | |
| CN102788550A (zh) | 多传感器形位误差可视化综合测量仪 | |
| CN117606773A (zh) | 测试复杂载荷下润滑结合面接触刚度及阻尼的装置和方法 | |
| CN102175119B (zh) | 一种用于光学元件检测的三轴旋转工作平台 | |
| CN207180615U (zh) | 非接触式轴承套圈内径测量装置 | |
| CN208721382U (zh) | 一种电主轴性能实验台 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Wang Jinfeng Inventor after: Cui Zhenyao Inventor before: Wang Jinfeng Inventor before: Zhao Ailin Inventor before: Zhao Xingchi Inventor before: Kang Wenli |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180323 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |