CN109129012A - 一种机床主轴与刀柄装配刚度测量系统 - Google Patents

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马驰
王时龙
肖雨亮
刘佳兰
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools

Abstract

本发明公开了一种机床主轴与刀柄装配刚度测量系统，包括螺柱、螺母和防松垫圈，用以调整待测件之间的接触应力；激励锤，用于待测件的激励加载；以及依次电连接的加速度传感器、电荷放大器、信号采集器、终端机，用于数据的采集与处理。本发明通过传感器与数据处理系统的能够准确测量机床主轴‑刀柄刚度；本发明通过旋转六角螺母调整主轴模块与刀柄模块的过盈量，实现对不同接触应力下的刚度的测量；本发明通过简单加工主轴模块的内锥孔和刀柄模块的外锥面，实现对不同接触状态的主轴‑刀柄刚度的测量。

Description

一种机床主轴与刀柄装配刚度测量系统
技术领域
本发明涉及刚度测量技术领域，具体涉及一种机床主轴与刀柄装配刚度测量系统。
背景技术
刚度是指材料或结构在受力时抵抗弹性变形的能力。刀柄是连接机床主轴与刀具的关键零件，刀柄与主轴的刚度是影响同心度和动平衡的重要因素。由于自身尺寸、材料、形状等因素已经确定，刀柄的刚度已经确定，而机床主轴与刀柄的装配刚度受到刀柄锥面与主轴内锥孔的接触率和接触状态等因素的影响是可变的。因此，机床主轴-刀柄之间的接触刚度是影响主轴切削性能的主要因素，机床主轴与刀柄的刚度的测量对提高机床的加工性能具有重要意义。
现有的机床主轴-刀柄刚度测量装置普遍有一定的局限性：不能测量不同接触状态下两锥面之间的刚度；不能测量不同接触应力状态下的刚度；普遍只能测量单一接触状态条件下的刚度，且一般用于测量系统的径向刚度。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种机床主轴与刀柄装配刚度测量系统，装置结构更简单、测量结果更准确，并能适用于不同接触应力、不同接触状态下的刚度测量。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明一种机床主轴与刀柄装配刚度测量系统，包括螺柱、螺母和防松垫圈，用以调整待测件之间的接触应力；激励锤，用于待测件的激励加载；以及依次电连接的加速度传感器、电荷放大器、信号采集器、终端机，用于数据的采集与处理。
进一步的，待测试件包括机床主轴模块与刀柄模块，机床轴模块与刀柄模块之间为楔形面过盈装配。
进一步的，螺柱的一端穿过机床主轴模块的中部光孔后与刀柄模块的中部螺纹孔螺纹连接。
进一步的，螺柱的另一端与螺母螺纹连接，螺母为六角螺母，放松垫圈套设在螺柱上并位于六角螺母与机床主轴模块之间。
进一步的，旋转六角螺母以使机床主轴模块与刀柄模块的过盈量可调。
进一步的，激励锤设于刀柄模块的一侧并与电荷放大器电连接，用于敲击刀柄模块，以施加激励。
进一步的，加速度传感器安装在刀柄模块上，并接线连接至电荷放大器、信号采集器、终端机。
进一步的，还包括柔性绳，柔性绳与机床主轴模块的上端连接，以将螺柱、六角螺母、防松垫圈、机床主轴模块、刀柄模块以及加速度传感器吊挂在柔性绳下方。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：
本发明通过传感器与数据处理系统的能够准确测量机床主轴-刀柄刚度；本发明通过旋转六角螺母调整主轴模块与刀柄模块的过盈量，实现对不同接触应力下的刚度的测量；本发明通过简单加工主轴模块的内锥孔和刀柄模块的外锥面，实现对不同接触状态的主轴-刀柄刚度的测量。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为机床主轴与刀柄装配刚度测量系统的示意图。。
图中，1为螺柱，2为六角螺母，3为防松垫圈，4为柔性绳，5为机床主轴模块，6为刀柄模块，7为激励锤，8为加速传感器，9为电荷放大器，10为信号采集器，11为终端机。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
参见图1，本实施例的机床主轴与刀柄装配刚度测量系统，包括：螺柱、螺母、防松垫圈、激励锤、加速度传感器、电荷放大器、信号采集器、终端机。
螺柱、螺母和防松垫圈，用以调整机床主轴模块与刀柄模块的接触应力。在本实施方式中，螺母为六角螺母。激励锤用于待测件的激励加载。加速度传感器、电荷放大器、信号采集器、终端机依次连接，用于数据的采集与处理。
待测试件包括机床主轴模块5与刀柄模块6，机床主轴模块5与刀柄模块6为楔形面过盈装配，即处于过盈配合状态。穿过机床主轴模块5中部光孔的螺柱1与刀柄模块6中部螺纹孔螺纹连接。螺柱1与六角螺母2螺纹连接，六角螺母2与机床主轴模块5通过防松垫圈3相接触。六角螺母2的旋转使得机床主轴模块5与刀柄模块6的过盈量可调。激励锤7用于敲击刀柄模块6，以施加激励。加速度传感器8安装在刀柄模块6上，并接线连接至电荷放大器9、信号采集器10、终端机11。的加速度传感器8、电荷放大器9、信号采集器10以及终端机11用于信号的收集与处理。测量系统还包括柔性绳4，柔性绳4与机床主轴模块5相连，以将螺柱1、六角螺母2、防松垫圈3、机床主轴模块5、刀柄模块6、加速度传感器8吊起。
本发明的工作原理如下：
如附图1所示，当柔性绳4将主轴模块5及刀柄系统6吊起后，系统在径向处于无约束状态，螺柱1与刀柄模块6螺纹连接，限制刀柄模块6的轴向自由度。使用激励锤7对刀柄模块6施加径向激励，主轴模块5与刀柄模块6在激励下产生刚度限制下的位移与加速度。加速度传感器8采集加速度信号并通过电荷放大器9、信号采集器10以及终端机11对加速度信号进行处理，同时对激励锤7的力信号进行采集。
在固定刀柄模块6时，通过旋转六角螺母2使得六角螺母2获得竖直方向的位移，带动主轴模块5在竖直方向移动，以调整主轴模块5与刀柄模块6接触锥面处过盈量，实现不同接触应力下的机床主轴-刀柄刚度的测量。
通过改变主轴模块5内锥面和/或刀柄模块6外锥面的表面质量，实现不同接触锥面接触状态下的机床主轴-刀柄刚度测量。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的保护范围当中。

Claims (8)

1.一种机床主轴与刀柄装配刚度测量系统，其特征在于，包括：
螺柱、螺母和防松垫圈，用以调整待测件之间的接触应力；
激励锤，用于待测件的激励加载；
以及依次电连接的加速度传感器、电荷放大器、信号采集器、终端机，用于数据的采集与处理。
2.根据权利要求1所述的一种机床主轴与刀柄装配刚度测量系统，其特征在于，所述待测试件包括机床主轴模块(5)与刀柄模块(6)，所述机床轴模块(5)与刀柄模块(6)之间为楔形面过盈装配。
3.根据权利要求2所述的一种机床主轴与刀柄装配刚度测量系统，其特征在于，所述螺柱(1)的一端穿过所述机床主轴模块(5)的中部光孔后与所述刀柄模块(6)的中部螺纹孔螺纹连接。
4.根据权利要求3所述的一种机床主轴与刀柄装配刚度测量系统，其特征在于，所述螺柱(1)的另一端与所述螺母螺纹连接，所述螺母为六角螺母（2），所述放松垫圈（3）套设在所述螺柱（1）上并位于所述六角螺母（2）与所述机床主轴模块（5）之间。
5.根据权利要求4所述的一种机床主轴与刀柄装配刚度测量系统，其特征在于，旋转所述六角螺母(2)以使所述机床主轴模块(5)与刀柄模块(6)的过盈量可调。
6.根据权利要求5所述的一种机床主轴与刀柄装配刚度测量系统，其特征在于，所述激励锤(7)设于所述刀柄模块（6）的一侧并与所述电荷放大器电连接，用于敲击刀柄模块(6)，以施加激励。
7.根据权利要求6所述的一种机床主轴与刀柄装配刚度测量系统，其特征在于，所述加速度传感器(8)安装在刀柄模块(6)上，并接线连接至电荷放大器(9)、信号采集器(10)、终端机(11)。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种机床主轴与刀柄装配刚度测量系统，其特征在于，还包括柔性绳(4)，所述柔性绳（4）与所述机床主轴模块(5)的上端连接，以将所述螺柱(1)、所述六角螺母(2)、所述防松垫圈(3)、所述机床主轴模块(5)、所述刀柄模块(6)以及所述加速度传感器(8)吊挂在所述柔性绳（4）下方。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101029856A (zh) * 2006-12-30 2007-09-05 北京航空航天大学 数控机床加工动力学特性测试分析系统
CN101865766A (zh) * 2010-06-30 2010-10-20 西安理工大学 一种模块化刀柄结合部静刚度试验装置
CN102292189A (zh) * 2009-05-28 2011-12-21 爱信艾达株式会社 工作机械中的主轴的动刚性测量装置及动刚性测量方法
CN103217308A (zh) * 2013-03-27 2013-07-24 清华大学 一种数控机床整机动刚度测试系统
CN103926066A (zh) * 2014-04-11 2014-07-16 北京工业大学 一种测量刀柄-主轴结合部静刚度的实验装置
CN104155091A (zh) * 2014-08-15 2014-11-19 西安交通大学 用于电主轴动静刚度非接触电磁加载测试的模拟刀具结构
CN107588918A (zh) * 2017-10-13 2018-01-16 北京工业大学 一种测试横梁拴接结合部动态特性的实验装置
DE102017000926A1 (de) * 2017-02-02 2018-08-02 Jörn GmbH Gerät mit wenigstens einem elastisch verformbaren Bauteil, insbesondere einem Gummi-Metall-Lager und mit einer Einrichtung zur Feststellung des Beginns einer verschleißbedingten Bauteil-Restnutzungsdauer, sowie Verfahren zur Bestimmung der Bauteil-Restnutzungsdauer

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101029856A (zh) * 2006-12-30 2007-09-05 北京航空航天大学 数控机床加工动力学特性测试分析系统
CN102292189A (zh) * 2009-05-28 2011-12-21 爱信艾达株式会社 工作机械中的主轴的动刚性测量装置及动刚性测量方法
CN101865766A (zh) * 2010-06-30 2010-10-20 西安理工大学 一种模块化刀柄结合部静刚度试验装置
CN103217308A (zh) * 2013-03-27 2013-07-24 清华大学 一种数控机床整机动刚度测试系统
CN103926066A (zh) * 2014-04-11 2014-07-16 北京工业大学 一种测量刀柄-主轴结合部静刚度的实验装置
CN104155091A (zh) * 2014-08-15 2014-11-19 西安交通大学 用于电主轴动静刚度非接触电磁加载测试的模拟刀具结构
DE102017000926A1 (de) * 2017-02-02 2018-08-02 Jörn GmbH Gerät mit wenigstens einem elastisch verformbaren Bauteil, insbesondere einem Gummi-Metall-Lager und mit einer Einrichtung zur Feststellung des Beginns einer verschleißbedingten Bauteil-Restnutzungsdauer, sowie Verfahren zur Bestimmung der Bauteil-Restnutzungsdauer
CN107588918A (zh) * 2017-10-13 2018-01-16 北京工业大学 一种测试横梁拴接结合部动态特性的实验装置

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