CN211085994U - 圆珠笔头材料切削力测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种圆珠笔头材料切削力测试装置，包括测试平台、测试机构和钻削机构，测试机构具有一定位安装于测试平台上表面上的固定座、一定位安装于固定座上侧上的六轴力传感器和一定位安装于六轴力传感器上侧上并用以夹持待测试圆珠笔头的夹具；钻削机构具有一活动布设于测试平台上方的钻削电机和一定位安装于钻削电机动力输出轴上的钻头，钻削电机连同钻头一起能够相对夹具移动，实现钻头能够对待测试圆珠笔头进行切削操作；六轴力传感器能感测到钻头施加给待测试圆珠笔头的切削力大小，并传输给控制器。该圆珠笔头材料切削力测试装置能够实现对圆珠笔头材料高速微孔钻削加工时的切削力进行有效测试，且测试精度高、操控智能化程度高。

Description

圆珠笔头材料切削力测试装置

技术领域

本实用新型涉及圆珠笔测试装置技术领域，具体提供一种圆珠笔头材料切削力测试装置。

背景技术

圆珠笔头材料的易加工性是生产笔头的前提，笔头加工过程属于高速微孔钻削加工，且在钻削时处于半封闭状态，因此很难通过实验测试的方法来得到切削过程出现的各种力，从而也就未能通过切削力来评价圆珠笔头材料的性能。但，切削力又属于圆珠笔头生产的重要参数，因此就有必要对圆珠笔头材料切削力进行实验测试研究，从而优化钻削加工过程的切削参数，达到减小钻削力对圆珠笔头加工质量的影响、以及提高刀具的使用寿命。

然而，目前行业内还没有对圆珠笔头材料高速微孔钻削加工时的切削力进行有效测试的测试装置，有鉴于此，特提出本实用新型。

发明内容

为了克服上述缺陷，本实用新型提供了一种圆珠笔头材料切削力测试装置，其结构简单、合理，操控智能化程度高，能够实现对圆珠笔头材料高速微孔钻削加工时的切削力进行有效测试，且测试精度高。

本实用新型为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种圆珠笔头材料切削力测试装置，包括测试平台、测试机构和钻削机构，其中，所述测试机构具有一定位安装于所述测试平台上表面上的固定座、一定位安装于所述固定座上侧上的六轴力传感器、以及一定位安装于所述六轴力传感器上侧上并用以夹持待测试圆珠笔头的夹具；

所述钻削机构具有一活动布设于所述测试平台上方的钻削电机和一可拆卸地定位安装于所述钻削电机动力输出轴上的钻头，所述钻削电机连同所述钻头一起能够相对所述夹具移动，以实现所述钻头能够对位于所述夹具上的待测试圆珠笔头进行切削操作；届时，所述六轴力传感器能够感测到所述钻头施加给待测试圆珠笔头的切削力大小，并传输给控制器。

作为本实用新型的进一步改进，设有一支架座，所述支架座通过螺栓锁固安装于所述固定座的上侧上，且在所述支架座的上侧上还锁固安装有所述六轴力传感器；

另外，所述夹具采用三爪夹具，且所述夹具还通过螺栓锁固安装于所述六轴力传感器的上侧上。

作为本实用新型的进一步改进，在所述测试平台的上表面上设定具有X轴和Y轴的坐标系；

实现所述钻削电机连同所述钻头一起能够相对所述夹具移动的结构为：所述钻削机构还具有支撑架、第一驱动模组、第二驱动模组和第三驱动模组，其中，所述支撑架活动安装于所述测试平台的上表面上，且所述支撑架还能够在所述第一驱动模组的带动下沿X轴方向进行往复移动定位；所述钻削电机安装于所述支撑架上，且所述钻削电机还能够在所述第二驱动模组的带动下沿Y轴方向进行往复移动定位；另外，所述钻削电机还能够在所述第三驱动模组的带动下沿竖直方向进行往复移动定位。

作为本实用新型的进一步改进，在所述测试平台的上表面上定位铺设有两条分别沿X轴方向延伸的导轨，两条所述导轨沿Y轴方向并排排列，且同时两条所述导轨还分别位于所述固定座的相对两侧外；

所述支撑架具有两根亦沿Y轴方向并排排布的立柱和一横跨并定位连接于两根所述立柱顶侧之间的横梁，且两根所述立柱的底侧还分别对应的滑动安装于两条所述导轨上；

所述第一驱动模组具有第一驱动电机、第一丝杠和第一螺母块，其中，所述第一驱动电机定位安装于所述测试平台的上表面上，所述第一丝杠沿X轴方向延伸、并活动安装于所述测试平台的上表面上，且所述第一丝杠的一轴端还与所述第一驱动电机的动力输出轴定位连接，所述第一螺母块套设于所述第一丝杠外，且同时所述第一螺母块还与所述第一丝杠螺纹配合连接，以及所述第一螺母块还与一所述立柱的底部定位连接；

所述第二驱动模组具有第二驱动电机、第二丝杠和第二螺母块，其中，所述第二驱动电机定位安装于所述横梁上，所述第二丝杠沿Y轴方向延伸、并活动安装于所述横梁上，且所述第二丝杠的一轴端还与所述第二驱动电机的动力输出轴定位连接，所述第二螺母块套设于所述第二丝杠外，且同时所述第二螺母块还与所述第二丝杠螺纹配合连接，另外，在所述第二螺母块上还定位连接有一承接板座，且所述钻削电机安装于所述承接板座的一立侧上。

作为本实用新型的进一步改进，所述第三驱动模组具有手轮、第三丝杠和第三螺母块，其中，所述第三丝杠沿竖直方向延伸、并活动安装于所述承接板座的一立侧上，且所述第三丝杠的上轴端还与所述手轮定位连接，所述第三螺母块套设于所述第三丝杠外，且同时所述第三螺母块还与所述第三丝杠螺纹配合连接，所述钻削电机定位安装于所述第三螺母块上。

本实用新型的有益效果是：相较于现有技术，本实用新型所述测试装置能够实现对圆珠笔头材料高速微孔钻削加工时的切削力进行有效测试，且测试精度高，从而能够很好的提升圆珠笔头的加工质量。另外，所述测试装置的结构简单、合理，操控智能化程度高，利于生产实施。

附图说明

图1为本实用新型所述圆珠笔头材料切削力测试装置的局部结构示意图；

图2为本实用新型所述夹具和所述六轴力传感器装配于所述固定座上、并处于第一视角下的局部结构示意图；

图3为本实用新型所述夹具和所述六轴力传感器装配于所述固定座上、并处于第二视角下的局部结构示意图。

结合附图，作以下说明：

10——固定座 11——六轴力传感器

12——夹具 13——支架座

20——钻削电机 21——钻头

22——支撑架

具体实施方式

以下藉由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技艺的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技艺的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。于本说明书中所述的“第一”、“第二”、“第三”等仅为便于叙述明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

实施例1：

请参阅附图1至附图3所示，分别为本实用新型所述圆珠笔头材料切削力测试装置的局部结构示意图、以及所述夹具和所述六轴力传感器装配于所述固定座上并处于两个不同视角下的局部结构示意图。

本实用新型所述的圆珠笔头材料切削力测试装置包括测试平台、测试机构和钻削机构，其中，所述测试机构具有一定位安装于所述测试平台上表面上的固定座10、一定位安装于所述固定座10上侧上的六轴力传感器11、以及一定位安装于所述六轴力传感器11上侧上并用以夹持待测试圆珠笔头T的夹具12；所述钻削机构具有一活动布设于所述测试平台上方的钻削电机20和一可拆卸地定位安装于所述钻削电机20动力输出轴上的钻头21，所述钻削电机20连同所述钻头21一起能够相对所述夹具12移动，以实现所述钻头21能够对位于所述夹具12上的待测试圆珠笔头进行切削操作；届时，所述六轴力传感器11能够感测到所述钻头21施加给待测试圆珠笔头的切削力大小，并传输给控制器，即所述控制器与所述六轴力传感器11电性连接。

补充说明：本实用新型所采用的控制器集成有信号接收模块、信号处理分析模块、信号储存模块等多个功能模块，它属于行业内常用的、本领域技术人员所公知的控制设备，故在此不作详述。

在本实施例中，优选的，设有一支架座13，所述支架座13通过螺栓锁固安装于所述固定座10的上侧上，且在所述支架座13的上侧上还锁固安装有所述六轴力传感器11；补充说明：所述支架座13可采取一体式结构，也可采取分体式结构，即所述支架座13包括一锁固安装于所述固定座10上侧上的支架下部和一锁固安装于所述支架下部上侧上的支架上部，且在所述支架上部的上侧上还锁固安装有所述六轴力传感器11。

优选的，所述六轴力传感器11优选采用德国ME-K6D27六轴力传感器；另外，所述夹具12采用三爪夹具(气动式三爪夹具或者机械式三爪夹具均可)，且所述夹具12还通过螺栓锁固安装于所述六轴力传感器11的上侧上。

在本实施例中，优选的，在所述测试平台的上表面上设定具有X轴和Y轴的坐标系；

实现所述钻削电机20连同所述钻头21一起能够相对所述夹具12移动的结构为：所述钻削机构还具有支撑架22、第一驱动模组、第二驱动模组和第三驱动模组，其中，所述支撑架22活动安装于所述测试平台的上表面上，且所述支撑架22还能够在所述第一驱动模组的带动下沿X轴方向进行往复移动定位；所述钻削电机20安装于所述支撑架22上，且所述钻削电机20还能够在所述第二驱动模组的带动下沿Y轴方向进行往复移动定位；另外，所述钻削电机20还能够在所述第三驱动模组的带动下沿竖直方向(即Z轴方向)进行往复移动定位。

进一步优选的，在所述测试平台的上表面上定位铺设有两条分别沿X轴方向延伸的V型导轨，两条所述导轨沿Y轴方向并排排列，且同时两条所述导轨还分别位于所述固定座10的相对两侧外；

所述支撑架22具有两根亦沿Y轴方向并排排布的立柱和一横跨并定位连接于两根所述立柱顶侧之间的横梁，且两根所述立柱的底侧还分别对应的滑动安装于两条所述导轨上；

所述第一驱动模组具有第一驱动电机、第一丝杠和第一螺母块，其中，所述第一驱动电机定位安装于所述测试平台的上表面上，所述第一丝杠沿X轴方向延伸、并通过一对轴承座来活动安装于所述测试平台的上表面上，且所述第一丝杠的一轴端还与所述第一驱动电机的动力输出轴定位连接，所述第一螺母块套设于所述第一丝杠外，且同时所述第一螺母块还与所述第一丝杠螺纹配合连接，以及所述第一螺母块还与一所述立柱的底部定位连接；即所述第一螺母块能够在所述第一驱动电机及所述第一丝杠的协同带动下沿X轴方向进行往复移动定位，进而实现带动所述支撑架22沿X轴方向进行往复移动定位；

所述第二驱动模组具有第二驱动电机、第二丝杠和第二螺母块，其中，所述第二驱动电机定位安装于所述横梁上，所述第二丝杠沿Y轴方向延伸、并通过一对轴承座来活动安装于所述横梁上，且所述第二丝杠的一轴端还与所述第二驱动电机的动力输出轴定位连接，所述第二螺母块套设于所述第二丝杠外，且同时所述第二螺母块还与所述第二丝杠螺纹配合连接，另外，在所述第二螺母块上还定位连接有一承接板座，且所述钻削电机20安装于所述承接板座的一立侧上；即所述第二螺母块能够在所述第二驱动电机及所述第二丝杠的协同带动下沿Y轴方向进行往复移动定位，并进而实现带动所述钻削电机20沿Y轴方向进行往复移动定位；

所述第三驱动模组具有手轮、第三丝杠和第三螺母块，其中，所述第三丝杠沿竖直方向延伸、并通过一对轴承座来活动安装于所述承接板座的一立侧上，且所述第三丝杠的上轴端还与所述手轮定位连接，所述第三螺母块套设于所述第三丝杠外，且同时所述第三螺母块还与所述第三丝杠螺纹配合连接，所述钻削电机20通过安装板座定位安装于所述第三螺母块上；即通过人工转动所述手轮，可带动所述第三螺母块沿竖直方向进行往复移动定位，并进而实现带动所述钻削电机20及所述钻头21一起沿竖直方向进行往复移动定位；当然，若要实现所述第三驱动模组自动化操作，也可将所述手轮更替成第三驱动电机。

补充说明：本实用新型所采用的第一、二、三驱动模组，均属于机械化领域常用到的直线模组，为本领域技术人员所熟知，即使未在附图中将它们展现出，也不会造成本领域技术人员理解不清。

另外，本实用新型还提供了所述圆珠笔头材料切削力测试装置的使用方法，包括以下操作步骤：

步骤1)、将待测试圆珠笔头插置于所述夹具12中；

以及将测试用的所述钻头21安装于所述钻削电机20的动力输出轴上；

步骤2)、所述控制器控制所述第一、二驱动电机启动，以带动所述钻削电机20及所述钻头21一起移动至待测试圆珠笔头的正上方；另外，为确保上述移动操作的精确性，该测试装置还可配设有用以感测待测试圆珠笔头位置的光电传感器(或者CCD相机等)，即光电传感器(或者CCD相机等)将感测待测试圆珠笔头的位置信息反馈给所述控制器，所述控制器调控所述第一、二驱动电机工作；

步骤3)、操作人员手动转动所述手轮，以带动所述钻削电机20及所述钻头21一起朝下运动，并且在它们的下移过程中，所述控制器还控制所述钻削电机20启动，以带动所述钻头21对待测试圆珠笔头进行切削操作；

届时，所述六轴力传感器11能够感测到所述钻头21施加给待测试圆珠笔头的切削力大小，并将感测到的切削力信号传输给所述控制器；所述控制器对接收到的切削力信号进行处理分析、及储存，整个测试工作完成。

综上所述，相较于现有技术，本实用新型所述测试装置能够实现对圆珠笔头材料高速微孔钻削加工时的切削力进行有效测试，且测试精度高，从而能够很好的提升圆珠笔头的加工质量。此外，所述测试装置的结构简单、合理，操控智能化程度高，利于生产实施。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，但并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种圆珠笔头材料切削力测试装置，其特征在于：包括测试平台、测试机构和钻削机构，其中，所述测试机构具有一定位安装于所述测试平台上表面上的固定座(10)、一定位安装于所述固定座(10)上侧上的六轴力传感器(11)、以及一定位安装于所述六轴力传感器(11)上侧上并用以夹持待测试圆珠笔头的夹具(12)；

所述钻削机构具有一活动布设于所述测试平台上方的钻削电机(20)和一可拆卸地定位安装于所述钻削电机(20)动力输出轴上的钻头(21)，所述钻削电机(20)连同所述钻头(21)一起能够相对所述夹具(12)移动，以实现所述钻头(21)能够对位于所述夹具(12)上的待测试圆珠笔头进行切削操作；届时，所述六轴力传感器(11)能够感测到所述钻头(21)施加给待测试圆珠笔头的切削力大小，并传输给控制器。

2.根据权利要求1所述的圆珠笔头材料切削力测试装置，其特征在于：设有一支架座(13)，所述支架座(13)通过螺栓锁固安装于所述固定座(10)的上侧上，且在所述支架座(13)的上侧上还锁固安装有所述六轴力传感器(11)；

另外，所述夹具(12)采用三爪夹具，且所述夹具(12)还通过螺栓锁固安装于所述六轴力传感器(11)的上侧上。

3.根据权利要求1所述的圆珠笔头材料切削力测试装置，其特征在于：在所述测试平台的上表面上设定具有X轴和Y轴的坐标系；

实现所述钻削电机(20)连同所述钻头(21)一起能够相对所述夹具(12)移动的结构为：所述钻削机构还具有支撑架(22)、第一驱动模组、第二驱动模组和第三驱动模组，其中，所述支撑架(22)活动安装于所述测试平台的上表面上，且所述支撑架(22)还能够在所述第一驱动模组的带动下沿X轴方向进行往复移动定位；所述钻削电机(20)安装于所述支撑架(22)上，且所述钻削电机(20)还能够在所述第二驱动模组的带动下沿Y轴方向进行往复移动定位；另外，所述钻削电机(20)还能够在所述第三驱动模组的带动下沿竖直方向进行往复移动定位。

4.根据权利要求3所述的圆珠笔头材料切削力测试装置，其特征在于：在所述测试平台的上表面上定位铺设有两条分别沿X轴方向延伸的导轨，两条所述导轨沿Y轴方向并排排列，且同时两条所述导轨还分别位于所述固定座(10)的相对两侧外；

所述支撑架(22)具有两根亦沿Y轴方向并排排布的立柱和一横跨并定位连接于两根所述立柱顶侧之间的横梁，且两根所述立柱的底侧还分别对应的滑动安装于两条所述导轨上；

所述第一驱动模组具有第一驱动电机、第一丝杠和第一螺母块，其中，所述第一驱动电机定位安装于所述测试平台的上表面上，所述第一丝杠沿X轴方向延伸、并活动安装于所述测试平台的上表面上，且所述第一丝杠的一轴端还与所述第一驱动电机的动力输出轴定位连接，所述第一螺母块套设于所述第一丝杠外，且同时所述第一螺母块还与所述第一丝杠螺纹配合连接，以及所述第一螺母块还与一所述立柱的底部定位连接；

所述第二驱动模组具有第二驱动电机、第二丝杠和第二螺母块，其中，所述第二驱动电机定位安装于所述横梁上，所述第二丝杠沿Y轴方向延伸、并活动安装于所述横梁上，且所述第二丝杠的一轴端还与所述第二驱动电机的动力输出轴定位连接，所述第二螺母块套设于所述第二丝杠外，且同时所述第二螺母块还与所述第二丝杠螺纹配合连接，另外，在所述第二螺母块上还定位连接有一承接板座，且所述钻削电机(20)安装于所述承接板座的一立侧上。

5.根据权利要求4所述的圆珠笔头材料切削力测试装置，其特征在于：所述第三驱动模组具有手轮、第三丝杠和第三螺母块，其中，所述第三丝杠沿竖直方向延伸、并活动安装于所述承接板座的一立侧上，且所述第三丝杠的上轴端还与所述手轮定位连接，所述第三螺母块套设于所述第三丝杠外，且同时所述第三螺母块还与所述第三丝杠螺纹配合连接，所述钻削电机(20)定位安装于所述第三螺母块上。

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