CN108279091B - 一种盘类工件不平衡量在线检测及校正实验装置 - Google Patents

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    • G01M1/16—Determining unbalance by oscillating or rotating the body to be tested

Abstract

本发明涉及一种盘类工件不平衡量在线检测及校正实验装置，整体装置由实验台、驱动系统、模拟主轴机构、工件模拟机构和主轴不平衡调节机构构成。实验装置可对主轴不平衡状态进行模拟，并对工件不平衡量进行模拟及在线校正。实验装置对盘类工件在实际数控机床上加工‑不平衡量在线检测‑不平衡量在线校正一体化工艺的设计具有一定的指导意义。

Description

一种盘类工件不平衡量在线检测及校正实验装置
技术领域
本发明涉及一种盘类工件不平衡量在线检测及校正实验装置，属于机械设计领域。
背景技术
盘类工件属于回转机构上常用的重要零部件，而盘类工件在加工完成后，通常需要进行不平衡检测与校正。目前，对于盘类工件不平衡量常用的检测与校正方法是：工件加工完成后，将工件从数控机床上取出，然后将工件安装到专用的动平衡机上进行不平衡量的检测与标定。当工件不平衡量超标时，将工件重新安装到数控机床上进行不平衡量的校正（常用去重的方法）。该方法的主要问题在于：需要专用的动平衡机，动平衡成本高；工件反复装卡，带来一定的安装误差；动平衡效率与精度较低。为解决以上问题，本发明模拟数控机床对盘类工件的加工过程，设计了一种盘类工件不平衡量在线检测与校正的实验装置。可对盘类工件在实际数控机床上加工-不平衡量在线检测-不平衡量在线校正一体化工艺的设计进行指导。
发明内容
本发明以数控机床为应用对象，开发了一种用于盘类工件不平衡量在线检测与校正的实验装置，可对机床主轴不平衡量的变化、盘类工件不平衡量变化及工件不平衡量的校正进行模拟实验。为实现上述目标，本发明采用以下技术方案：
盘类工件不平衡量在线检测与校正实验装置由实验台（3）、驱动系统、模拟主轴机构、工件模拟机构和主轴不平衡调节机构构成。
模拟主轴机构由模拟主轴（4）、主轴前支撑（14）、模拟主轴（4）主轴前支撑（14）、主轴后支撑（18）及三爪卡盘（6）构成。模拟主轴（4）的前轴颈通过两个角接触球轴承与主轴前支撑（14）连接，模拟主轴（4）后轴颈与主轴后支撑（18）通过一个向心球轴承连接。主轴前支撑（14）与主轴后支撑（18）分别通过沉头螺栓与工作台固定。三爪卡盘（6）与模拟主轴（4）的前端为锥形配合，并通过锁紧环（19）锁紧。
驱动系统由伺服电机（1）、电机支撑座（2）构成，伺服电机（1）通过沉头螺栓电机支撑座（2）固定连接。电机支撑座（2）通过沉头螺栓与实验台（3）固定连接。伺服电机（1）的输出轴与模拟主轴（4）的尾端为弹性连接。
主轴不平衡调节机构由调整环（5）、调整螺栓（15）、锁紧螺母（17）、调节螺母（16）、开口垫圈（20）构成。开口垫圈（20）卡套在模拟主轴（4）中间适当的位置，调整环（5）套在开口垫圈（20）的外部。调整环（5）的外缘带有四个均匀分布的径向螺纹通孔。四个调整螺栓（15）通过调整环（5）的螺纹孔将开口垫圈（20）紧压在模拟主轴（4）上。四个调整螺栓（15）分别通过相应的锁紧螺母（17）锁紧。每个调整螺栓（15）上分别安装两个调节螺母（16），调节螺母（16）可在调整螺栓（15）螺纹杆上任意位置固定。
工件模拟机构由工件本体（7）、工件不平衡模拟螺栓（9）、工件不平衡模拟螺栓锁紧螺母（10）、工件不平衡调节螺母（11）、工件不平衡校正螺栓（12）、工件不平衡校正螺栓锁紧螺母（13）、工件不平衡校正螺母（8）构成。工件本体（7）为三段圆柱形结构，不平衡量校正段（B）及不平衡量模拟段（C）的外缘各均匀加工四个径向螺纹孔。四个工件不平衡模拟螺栓（9）对称安装在不平衡量模拟段（C）的螺纹孔上，并分别通过工件不平衡模拟螺栓锁紧螺母（10）锁紧，四组工件不平衡调节螺母（11）分别安装在工件不平衡模拟螺栓（9）螺纹杆上的适当位置。四个工件不平衡校正螺栓（12）对称安装在不平衡量校正段（B）的螺纹孔上，并分别通过工件不平衡校正螺栓锁紧螺母（13）锁紧。四组工件不平衡校正螺母（8）分别安装在工件不平衡校正螺栓（12）螺纹杆上的适当位置。工件本体（7）的安装段（A）由三爪卡盘（6）夹持。
与现有技术相比较，本发明具有以下优点：
1、通过调整主轴不平衡调节机构在主轴上的位置，以及调节螺母距主轴中心线的径向距离，可对主轴系统的不平衡状态进行模拟和调节。
2、通过调整工件不平衡调节螺母距工件中心线的径向距离，可对工件的不平衡状态进行模拟。
3、通过调整工件不平衡校正螺母距工件中心线的径向距离，可对工件的不平衡状态进行校正，进而模拟盘类工件不平衡量的在机校正功能。
附图说明
图1 实验装置主视图
图2 模拟主轴示意图
图3 工件模拟机构示意图
图4 主轴不平衡调节机构示意图
图中：伺服电机（1），电机支撑座（2），实验台（3），模拟主轴（4），调整环（5），三爪卡盘（6），工件本体（7），工件不平衡校正螺母（8），工件不平衡模拟螺栓（9），工件不平衡模拟螺栓锁紧螺母（10），工件不平衡调节螺母（11），工件不平衡校正螺栓（12），工件不平衡校正螺栓锁紧螺母（13），主轴前支撑（14），调整螺栓（15），调节螺母（16），锁紧螺母（17），主轴后支撑（18），锁紧环（19），开口垫圈（20），安装段（A），不平衡量校正段（B），不平衡量模拟段（C）。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1至图4，本发明开发一种盘类工件不平衡量在线检测与校正实验装置，模拟盘类工件加工过程中不平衡量的在机测算及校正功能。为实现上述目标，本发明具体实施方式如下：
所述的盘类工件不平衡量在线检测与校正实验装置由实验台（3）、驱动系统、模拟主轴机构、工件模拟机构和主轴不平衡调节机构构成。
所述的模拟主轴机构由模拟主轴（4）、主轴前支撑（14）、模拟主轴（4）主轴前支撑（14）、主轴后支撑（18）及三爪卡盘（6）构成。模拟主轴（4）的前轴颈通过两个角接触球轴承与主轴前支撑（14）连接，模拟主轴（4）后轴颈与主轴后支撑（18）通过一个向心球轴承连接。主轴前支撑（14）与主轴后支撑（18）分别通过沉头螺栓与工作台固定。三爪卡盘（6）与模拟主轴（4）的前端为锥形配合，并通过锁紧环（19）锁紧。
所述的驱动系统由伺服电机（1）、电机支撑座（2）构成，伺服电机（1）通过沉头螺栓电机支撑座（2）固定连接。电机支撑座（2）通过沉头螺栓与实验台（3）固定连接。伺服电机（1）的输出轴与模拟主轴（4）的尾端为弹性连接。
所述的主轴不平衡调节机构由调整环（5）、调整螺栓（15）、锁紧螺母（17）、调节螺母（16）、开口垫圈（20）构成。开口垫圈（20）卡套在模拟主轴（4）中间适当的位置，调整环（5）套在开口垫圈（20）的外部。调整环（5）的外缘带有四个均匀分布的径向螺纹通孔。四个调整螺栓（15）通过调整环（5）的螺纹孔将开口垫圈（20）紧压在模拟主轴（4）上。四个调整螺栓（15）分别通过相应的锁紧螺母（17）锁紧。每个调整螺栓（15）上分别安装两个调节螺母（16），调节螺母（16）可在调整螺栓（15）螺纹杆上任意位置固定。
所述的工件模拟机构由工件本体（7）、工件不平衡模拟螺栓（9）、工件不平衡模拟螺栓锁紧螺母（10）、工件不平衡调节螺母（11）、工件不平衡校正螺栓（12）、工件不平衡校正螺栓锁紧螺母（13）、工件不平衡校正螺母（8）构成。工件本体（7）为三段圆柱形结构，不平衡量校正段（B）及不平衡量模拟段（C）的外缘各均匀加工四个径向螺纹孔。四个工件不平衡模拟螺栓（9）对称安装在不平衡量模拟段（C）的螺纹孔上，并分别通过工件不平衡模拟螺栓锁紧螺母（10）锁紧，四组工件不平衡调节螺母（11）分别安装在工件不平衡模拟螺栓（9）螺纹杆上的适当位置。四个工件不平衡校正螺栓（12）对称安装在不平衡量校正段（B）的螺纹孔上，并分别通过工件不平衡校正螺栓锁紧螺母（13）锁紧。四组工件不平衡校正螺母（8）分别安装在工件不平衡校正螺栓（12）螺纹杆上的适当位置。工件本体（7）的安装段（A）由三爪卡盘（6）夹持。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种用于盘类工件不平衡量在线检测及校正实验装置，其特征在于：整体装置由实验台、驱动系统、模拟主轴机构、工件模拟机构和主轴不平衡调节机构构成，并可对主轴不平衡状态进行模拟，对工件不平衡量进行模拟及在线校正；
模拟主轴机构由模拟主轴（4）、主轴前支撑（14）、主轴后支撑（18）及三爪卡盘（6）构成；模拟主轴（4）的前轴颈通过两个角接触球轴承与主轴前支撑（14）连接，模拟主轴（4）后轴颈与主轴后支撑（18）通过一个向心球轴承连接；主轴前支撑（14）与主轴后支撑（18）分别通过沉头螺栓与实验台（3）固定；三爪卡盘（6）与模拟主轴（4）的前端为锥形配合，并通过锁紧环（19）锁紧；
驱动系统由伺服电机（1）、电机支撑座（2）构成，伺服电机（1）通过沉头螺栓与电机支撑座（2）固定连接；电机支撑座（2）通过沉头螺栓与实验台（3）固定连接；伺服电机（1）的输出轴与模拟主轴（4）的尾端为弹性连接；
主轴不平衡调节机构由调整环（5）、调整螺栓（15）、锁紧螺母（17）、调节螺母（16）、开口垫圈（20）构成；开口垫圈（20）卡套在模拟主轴（4）中间适当的位置，调整环（5）套在开口垫圈（20）的外部；调整环（5）的外缘带有四个均匀分布的径向螺纹通孔；四个调整螺栓（15）通过调整环（5）的螺纹孔将开口垫圈（20）紧压在模拟主轴（4）上；四个调整螺栓（15）分别通过相应的锁紧螺母（17）锁紧；每个调整螺栓（15）上分别安装两个调节螺母（16），调节螺母（16）可在调整螺栓（15）螺纹杆上任意位置固定；
工件模拟机构由工件本体（7）、工件不平衡模拟螺栓（9）、工件不平衡模拟螺栓锁紧螺母（10）、工件不平衡调节螺母（11）、工件不平衡校正螺栓（12）、工件不平衡校正螺栓锁紧螺母（13）、工件不平衡校正螺母（8）构成；工件本体（7）为三段圆柱形结构，不平衡量校正段（B）及不平衡量模拟段（C）的外缘各均匀加工四个径向螺纹孔；四个工件不平衡模拟螺栓（9）对称安装在不平衡量模拟段（C）的螺纹孔上，并分别通过工件不平衡模拟螺栓锁紧螺母（10）锁紧，四组工件不平衡调节螺母（11）分别安装在工件不平衡模拟螺栓（9）螺纹杆上的适当位置；四个工件不平衡校正螺栓（12）对称安装在不平衡量校正段（B）的螺纹孔上，并分别通过工件不平衡校正螺栓锁紧螺母（13）锁紧；四组工件不平衡校正螺母（8）分别安装在工件不平衡校正螺栓（12）螺纹杆上的适当位置；工件本体（7）的安装段（A）由三爪卡盘（6）夹持。
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