CN115388289A - 一种切削颤振监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种切削颤振监测装置，包括机床主轴箱，机床主轴箱底部固定连接有切刀，安装机构，安装机构包括安装环，安装环套设于机床主轴箱外表面，安装环底部开设有安装槽，安装槽内部活动嵌设有安装滑块，安装滑块底部固定连接有安装管，安装座底部的摄像头方便对切刀的切削过程进行监控，摄像头转动在安装座底部，方便摄像头的水平角度调节，安装杆活动嵌设于安装管内部，通过安装杆和安装管的配合，方便对U型架的高度进行调节，提升其使用灵活性，安装管固定在安装滑块底部，安装滑块在安装槽内部移动时，可以通过安装管和安装杆带动U型架围绕安装环内部的机床主轴箱和切刀进行圆周运动，进一步提升摄像头的监控全面性。

Description

一种切削颤振监测装置

技术领域

本发明属于监测设备技术领域，具体为一种切削颤振监测装置。

背景技术

切削颤振是发生于刀具与工件之间剧烈的自激振动，由切削过程内部激发反馈引起，并在某些加工参数下总会发生，车削颤振会破坏工件和刀具之间的正常的运动轨迹，恶化加工表面的质量，使粗糙度增大，缩短刀具和机床的使用寿命，颤振严重时，甚至会使切削加工无法继续进行，颤振监测通过监测机床运行时切削系统的振动、切削力、电机电流、功率、声发射或噪声等信号，提取颤振特征实现对颤振的监测，是实施主动颤振控制的基础。

现有技术中，传统的监测方式是将监测装置安装在机床上，来对切削加工进行监测，但是由于传统的监测装置的位置时固定的，从而会使得其监测不够全面，导致监测装置检测效果不佳，同时，传统的监测装置不能根据不同类型的机床对其监测角度进行调节，导致其灵活性不佳，且在光线较差的时候，不能保证监测装置的监测效果。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种能够提高切削颤振监测效果，提高使用灵活性，同时方便在光线较差的时候使用的一种切削颤振监测装置。

本发明采用的技术方案如下：一种切削颤振监测装置，包括机床主轴箱，所述机床主轴箱底部固定连接有切刀；

安装机构，所述安装机构包括安装环，所述安装环套设于机床主轴箱外表面，所述安装环底部开设有安装槽，所述安装槽内部活动嵌设有安装滑块，所述安装滑块底部固定连接有安装管，所述安装管内部活动嵌设有安装杆；

监测机构，所述监测机构包括U型架，所述U型架固定连接于安装杆底部，所述U型架两侧内表壁之间转动连接有安装轴，所述安装轴外表面固定套设有安装座，所述安装座底部转动连接有摄像头，所述安装环一侧外表面固定连接有监测组件；以及

驱动机构，所述驱动机构设置于安装环上。

其中，所述安装环外表面螺纹连接有多个安装螺杆，每个所述安装螺杆的一端均固定连接有夹持板，每个所述夹持板一侧外表面均固定连接有防滑垫，每个所述安装螺杆的另一端均固定连接有转动把手。

其中，所述U型板底部固定连接有两个防护垫。

其中，所述安装管一侧外表面螺纹连接有多个紧固螺栓。

其中，所述监测组件包括固定块，所述固定块固定连接于安装环一侧外表面，所述固定块一侧外表面固定连接有第一安装套，所述第一安装套内表壁之间活动嵌设有垂直杆，所述垂直杆外表面固定套设有十字卡扣，所述十字卡扣内表壁之间固定嵌设有水平杆，所述水平杆外表面活动套设有第二安装套，所述第二安装套顶部固定连接有检测器。

其中，所述检测器顶部固定连接有多个超声波探头，所述检测器顶部固定连接有多个透明防护罩，且每个透明防护罩均套设于对应超声波探头外部。

其中，所述第一安装套和第二安装套外表面均螺纹连接有紧固螺栓。

其中，所述驱动机构包括环形齿板，所述环形齿板活动嵌设于安装槽内表壁之间，且环形齿板底部和安装滑块顶部固定连接，所述安装环一侧外表面固定连接有驱动电机，所述驱动电机的输出端固定连接有传动齿轮，所述传动齿轮和环形齿板啮合。

其中，所述安装槽一侧内表壁开设有限位槽，所述限位槽内部活动嵌设有环形限位板，所述调节块一侧外表面螺纹连接有紧固螺栓，所述环形限位板外表面和环形齿板内表壁固定连接。

其中，所述垂直杆外表面活动套设有调节块，所述调节块一侧外表面螺纹连接有紧固螺栓，所述调节块另一侧外表面固定连接有照明灯。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

（1）本发明中，安装座底部的摄像头方便对切刀的切削过程进行监控，摄像头转动在安装座底部，方便摄像头的水平角度调节，同时安装座通过安装轴转动连接在U型架上，方便带动安装座和底部的摄像头进行竖直方向转动，进一步提升摄像头的监控全面性，U型架固定在安装杆底部，安装杆活动嵌设于安装管内部，通过安装杆和安装管的配合，方便对U型架的高度进行调节，提升其使用灵活性，安装管固定在安装滑块底部，安装滑块在安装槽内部移动时，可以通过安装管和安装杆带动U型架围绕安装环内部的机床主轴箱和切刀进行圆周运动，进一步提升摄像头的监控全面性。

（2）本发明中，检测器顶部的超声波探头可以对切削的试件表面数据进行监测和收集，同时检测器和超声波探头通过线路连接外部数据分析器材，方便对超声波探头的数据进行分析，提升检测机构的使用效果，超声波探头外部设置透明防护罩，提升超声波探头的使用安全性，避免切削的碎屑造成其损伤，第一安装套通过固定块固定在安装环侧壁，方便根据机床主轴箱的移动进行相应运动，垂直杆在第一安装套内部滑动，可以对检测器和超声波探头的纵向位置进行调节，从而适应不同试件的加工监测，十字卡扣提高垂直杆和水平杆的连接稳定性，第二安装套在水平杆上滑动，可以对检测器和超声波探头的横向位置进行调节，提升检测器和超声波探头的监测全面性，通过调节块上的照明灯方便对切刀的位置进行照明，提升监测机构的监测效果。

（3）本发明中，驱动电机可以驱动传动齿轮进行转动，传动齿轮和环形齿板啮合，从而带动环形齿板在安装槽内部转动，通过安装槽侧壁的限位槽和环形限位板配合，提升环形齿板的转动稳定性，环形齿板和安装滑块连接，可以带动安装滑块进行移动，从而方便带动U型架以及摄像头围绕机床主轴箱和切刀进行转动，提升检测机构的使用便捷性。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的第二视角立体图；

图3为本发明中安装环的立体图；

图4为本发明图3中A处的放大图；

图5为本发明安装环的剖视图；

图6为本发明图5中B处的放大图；

图7为本发明中检测器的部分剖视图；

图8为本发明中U型板的剖视图。

图中标记：1、机床主轴箱；2、切刀；3、安装机构；301、安装环；302、安装滑块；303、安装管；304、安装杆；305、安装螺杆；306、夹持板；307、防滑垫；308、转动把手；309、防护垫；4、紧固螺栓；5、监测机构；501、U型架；502、安装轴；503、安装座；504、摄像头；6、监测组件；601、固定块；602、第一安装套；603、垂直杆；604、十字卡扣；605、水平杆；606、第二安装套；607、检测器；608、超声波探头；609、透明防护罩；7、驱动机构；701、环形齿板；702、驱动电机；703、传动齿轮；704、限位槽；705、环形限位板；8、调节块；9、照明灯。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

参照图1-6：一种切削颤振监测装置，包括机床主轴箱1，机床主轴箱1底部固定连接有切刀2，安装机构3，安装机构3包括安装环301，安装环301套设于机床主轴箱1外表面，安装环301底部开设有安装槽，安装槽内部活动嵌设有安装滑块302，安装滑块302底部固定连接有安装管303，安装管303内部活动嵌设有安装杆304，安装环301外表面螺纹连接有多个安装螺杆305，每个安装螺杆305的一端均固定连接有夹持板306，每个夹持板306一侧外表面均固定连接有防滑垫307，每个安装螺杆305的另一端均固定连接有转动把手308，U型板底部固定连接有两个防护垫309，安装管303一侧外表面螺纹连接有多个紧固螺栓4，安装环301套设于机床主轴箱1外部，方便在机床主轴箱1带动切刀2进行工作时，跟随机床主轴箱1移动，从而提升安装机构3的使用效果，安装滑块302在安装环301上的安装槽内部滑动，可以带动底部安装管303沿着安装槽进行运动，方便带动下方连接的监测机构5进行运动，提高监测效果，安装环301外壁的安装螺杆305转动，可以带动夹持板306进行移动，多个夹持板306抵接在机床主轴箱1外壁，方便将安装环301固定在机床主轴箱1上，提升安装机构3的使用稳定性，夹持板306侧壁的防滑垫307提升夹持板306的夹持稳定性，避免夹持板306在机床主轴箱1上滑动，从而导致安装环301掉落，提高其使用安全性，同时通过防滑垫307提升夹持板306的夹持安全性，避免夹持板306造成机床主轴箱1表面的损坏，安装螺杆305上的转动把手308方便对其进行调节，提升安装螺杆305的使用便捷性。

参照图1-2和图7-8：监测机构5，监测机构5包括U型架501，U型架501固定连接于安装杆304底部，U型架501两侧内表壁之间转动连接有安装轴502，安装轴502外表面固定套设有安装座503，安装座503底部转动连接有摄像头504，安装环301一侧外表面固定连接有监测组件6，监测组件6包括固定块601，固定块601固定连接于安装环301一侧外表面，固定块601一侧外表面固定连接有第一安装套602，第一安装套602内表壁之间活动嵌设有垂直杆603，垂直杆603外表面固定套设有十字卡扣604，十字卡扣604内表壁之间固定嵌设有水平杆605，水平杆605外表面活动套设有第二安装套606，第二安装套606顶部固定连接有检测器607，检测器607顶部固定连接有多个超声波探头608，检测器607顶部固定连接有多个透明防护罩609，且每个透明防护罩609均套设于对应超声波探头608外部，第一安装套602和第二安装套606外表面均螺纹连接有紧固螺栓4，垂直杆603外表面活动套设有调节块8，调节块8一侧外表面螺纹连接有紧固螺栓4，调节块8另一侧外表面固定连接有照明灯9，安装座503底部的摄像头504方便对切刀2的切削过程进行监控，摄像头504转动在安装座503底部，方便摄像头504的水平角度调节，同时安装座503通过安装轴502转动连接在U型架501上，方便带动安装座503和底部的摄像头504进行竖直方向转动，进一步提升摄像头504的监控全面性，U型架501固定在安装杆304底部，安装杆304活动嵌设于安装管303内部，通过安装杆304和安装管303的配合，方便对U型架501的高度进行调节，紧固螺栓4方便对调节后的安装杆304进行定位，提升其使用灵活性，安装管303固定在安装滑块302底部，安装滑块302在安装槽内部移动时，可以通过安装管303和安装杆304带动U型架501围绕安装环301内部的机床主轴箱1和切刀2进行圆周运动，进一步提升摄像头504的监控全面性，检测器607顶部的超声波探头608可以对切削的试件表面数据进行监测和收集，同时检测器607和超声波探头608通过线路连接外部数据分析器材，方便对超声波探头608的数据进行分析，提升监测组件6的使用效果，超声波探头608外部设置透明防护罩609，提升超声波探头608的使用安全性，避免切削的碎屑造成其损伤，第一安装套602通过固定块601固定在安装环301侧壁，方便根据机床主轴箱1的移动进行相应运动，垂直杆603在第一安装套602内部滑动，可以对检测器607和超声波探头608的纵向位置进行调节，从而适应不同试件的加工监测，十字卡扣604提高垂直杆603和水平杆605的连接稳定性，第二安装套606在水平杆605上滑动，通过紧固螺栓4方便第一安装套602和第二安装套606进行定位，可以对检测器607和超声波探头608的横向位置进行调节，提升检测器607和超声波探头608的监测全面性，检测器607和超声波探头608为现有产品，此处不作叙述，通过调节块8上的照明灯9方便对切刀2的位置进行照明，提升监测机构5的监测效果，调节块8在垂直杆603上移动，可以方便对照明灯9的位置进行调节，紧固螺栓4可以对调节块8进行定位，提升其使用灵活性。

参照图5-6：驱动机构7，驱动机构7设置于安装环301上，驱动机构7包括环形齿板701，环形齿板701活动嵌设于安装槽内表壁之间，且环形齿板701底部和安装滑块302顶部固定连接，安装环301一侧外表面固定连接有驱动电机702，驱动电机702的输出端固定连接有传动齿轮703，传动齿轮703和环形齿板701啮合，安装槽一侧内表壁开设有限位槽704，限位槽704内部活动嵌设有环形限位板705，环形限位板705外表面和环形齿板701内表壁固定连接，驱动电机702可以驱动传动齿轮703进行转动，传动齿轮703和环形齿板701啮合，从而带动环形齿板701在安装槽内部转动，通过限位槽704和环形限位板705配合，提升环形齿板701的转动稳定性，环形齿板701和安装滑块302连接，可以带动安装滑块302进行移动，从而方便带动U型架501以及摄像头504围绕机床主轴箱1和切刀2进行转动，提升监测机构5的使用便捷性。

以下对本发明实施例提供的一种切削颤振监测装置的使用方法进行详细说明，其使用方法包括以下步骤：使用时，将安装环301套设在机床主轴箱1外部，通过转动把手308拧动安装螺杆305，带动夹持板306抵接在安装环301表面，通过防滑垫307提高夹持板306的夹持稳定性，调节安装杆304的高度以及摄像头504在U型架501内部的角度，同时，拉动垂直杆603，调节垂直杆603的高度，并将第二安装套606上的检测器607调节至水平杆605上的合适位置，启动驱动电机702，驱动电机702驱动传动齿轮703进行转动，传动齿轮703和环形齿板701啮合，从而带动环形齿板701在安装槽内部转动，环形齿板701和安装滑块302连接，可以带动安装滑块302进行移动，从而方便带动U型架501以及摄像头504围绕机床主轴箱1和切刀2进行转动，提升摄像头504的监控效果和全面性，检测器607顶部的超声波探头608可以对切削的试件表面数据进行监测和收集，同时检测器607和超声波探头608通过线路连接外部数据分析器材，方便对超声波探头608的数据进行分析，通过调节块8上的照明灯9方便对切刀2的位置进行照明，提升监测机构5的使用效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种切削颤振监测装置，其特征在于，包括：

机床主轴箱（1），所述机床主轴箱（1）底部固定连接有切刀（2）；

安装机构（3），所述安装机构（3）包括安装环（301），所述安装环（301）套设于机床主轴箱（1）外表面，所述安装环（301）底部开设有安装槽，所述安装槽内部活动嵌设有安装滑块（302），所述安装滑块（302）底部固定连接有安装管（303），所述安装管（303）内部活动嵌设有安装杆（304）；

监测机构（5），所述监测机构（5）包括U型架（501），所述U型架（501）固定连接于安装杆（304）底部，所述U型架（501）两侧内表壁之间转动连接有安装轴（502），所述安装轴（502）外表面固定套设有安装座（503），所述安装座（503）底部转动连接有摄像头（504），所述安装环（301）一侧外表面固定连接有监测组件（6）；以及

驱动机构（7），所述驱动机构（7）设置于安装环（301）上。

2.如权利要求1所述的一种切削颤振监测装置，其特征在于：所述安装环（301）外表面螺纹连接有多个安装螺杆（305），每个所述安装螺杆（305）的一端均固定连接有夹持板（306），每个所述夹持板（306）一侧外表面均固定连接有防滑垫（307），每个所述安装螺杆（305）的另一端均固定连接有转动把手（308）。

3.如权利要求2所述的一种切削颤振监测装置，其特征在于：所述U型板底部固定连接有两个防护垫（309）。

4.如权利要求3所述的一种切削颤振监测装置，其特征在于：所述安装管（303）一侧外表面螺纹连接有多个紧固螺栓（4）。

5.如权利要求1所述的一种切削颤振监测装置，其特征在于：所述监测组件（6）包括固定块（601），所述固定块（601）固定连接于安装环（301）一侧外表面，所述固定块（601）一侧外表面固定连接有第一安装套（602），所述第一安装套（602）内表壁之间活动嵌设有垂直杆（603），所述垂直杆（603）外表面固定套设有十字卡扣（604），所述十字卡扣（604）内表壁之间固定嵌设有水平杆（605），所述水平杆（605）外表面活动套设有第二安装套（606），所述第二安装套（606）顶部固定连接有检测器（607）。

6.如权利要求5所述的一种切削颤振监测装置，其特征在于：所述检测器（607）顶部固定连接有多个超声波探头（608），所述检测器（607）顶部固定连接有多个透明防护罩（609），且每个透明防护罩（609）均套设于对应超声波探头（608）外部。

7.如权利要求1所述的一种切削颤振监测装置，其特征在于：所述第一安装套（602）和第二安装套（606）外表面均螺纹连接有紧固螺栓（4）。

8.如权利要求1所述的一种切削颤振监测装置，其特征在于：所述驱动机构（7）包括环形齿板（701），所述环形齿板（701）活动嵌设于安装槽内表壁之间，且环形齿板（701）底部和安装滑块（302）顶部固定连接，所述安装环（301）一侧外表面固定连接有驱动电机（702），所述驱动电机（702）的输出端固定连接有传动齿轮（703），所述传动齿轮（703）和环形齿板（701）啮合。

9.如权利要求8所述的一种切削颤振监测装置，其特征在于：所述安装槽一侧内表壁开设有限位槽（704），所述限位槽（704）内部活动嵌设有环形限位板（705），所述环形限位板（705）外表面和环形齿板（701）内表壁固定连接。

10.如权利要求5所述的一种切削颤振监测装置，其特征在于：所述垂直杆（603）外表面活动套设有调节块（8），所述调节块（8）一侧外表面螺纹连接有紧固螺栓（4），所述调节块（8）另一侧外表面固定连接有照明灯（9）。

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