CN215998861U - 一种铣削刀具变形在线测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种铣削刀具变形的在线测量装置，两个电涡流位移传感器分别固定在刀具上端位置A处的两侧，用于利用电涡流非接触式原理在线测量刀具位置A处的变形量；两个电涡流位移传感器的测量信号通过数据采集卡采集后输入计算机，由计算机计算出刀具位置A处的总变形量。该装置采用2个电涡流位移传感器在线测量铣削刀具加工过程中变形，通过刀具数学模型可计算出刀具刀尖位置处的变形量，采用该装置的测量计算方便，便于操作使用，具有很好的实用价值。该装置的使用为合理选择加工工艺参数、优化刀具和提高刀具的使用寿命提供了依据，对提高铣削的加工表面质量和加工效率有重要意义。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种铣削刀具变形的在线测量装置。
背景技术
数控铣削加工过程中，铣削刀具变形将影响加工精度、刀具使用寿命和已加工表面质量，铣削刀具变形又是计算切削效率，制定合理的切削用量，设计刀具、夹具的重要指标。因此，如何获得准确的铣削加工过程中的刀具变形量，对提高铣削加工质量和加工效率有着重要意义。而以往计算铣削刀具变形量，是通过测量铣床刀具的动刚度和铣削力来实现，该方法测量过程较为复杂且影响因素众多，计算过程繁琐，对普通机床操作人员难以掌握，在实际应用中难以推广，使得准确获得铣削加工过程中刀具变形成为一个难题。因此，本实用新型提出一种在线测量铣削刀具变形的装置，该装置采用2个电涡流位移传感器在线测量铣削刀具加工过程中变形，通过刀具数学模型可计算出刀具刀尖位置处的变形量，采用该装置的测量方法计算方便，便于操作使用，具有很好的实用价值。该装置的使用为合理选择加工工艺参数、优化刀具和提高刀具的使用寿命提供了依据，对提高铣削的加工表面质量和加工效率有重要意义。
发明内容
本实用新型是要提供一种铣削刀具变形的在线测量装置，该装置采用2个电涡流位移传感器在线测量铣削刀具加工过程中变形，通过刀具数学模型可计算出刀具刀尖位置处的变形量，据此可以合理选择加工工艺参数，提高刀具的使用寿命。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种铣削刀具变形的在线测量装置，包括工件、刀具、电涡流位移传感器、数据采集卡、计算机，两个所述电涡流位移传感器分别固定在刀具上端位置A处的两侧，用于利用电涡流非接触式原理在线测量刀具位置A处的变形量；两个电涡流位移传感器的测量信号通过数据采集卡采集后输入计算机，由计算机计算出刀具位置A处的总变形量。
进一步，所述刀具通过刀柄固定在机床主轴上，工件通过梯形螺栓安装在机床工作台上。
进一步，两个所述电涡流位移传感器分别通过专用夹具固定在刀具位置A处。
进一步，一个所述电涡流传感器测量刀具的X方向变形，另一个所述电涡流传感器测量刀具的Y方向变形。
进一步，所述电涡流位移传感器采样频率为2000Hz。
本实用新型的有益效果是：
该装置采用2个电涡流位移传感器在线测量铣削刀具加工过程中变形，通过刀具数学模型可计算出刀具刀尖位置处的变形量，采用该装置的测量计算方便，便于操作使用，具有很好的实用价值。该装置的使用为合理选择加工工艺参数、优化刀具和提高刀具的使用寿命提供了依据，对提高铣削的加工表面质量和加工效率有重要意义。
附图说明
图1为铣削刀具变形测量装置示意图；
图2为铣削刀具变形简图；
图中：1—机床主轴，2—刀柄，3—刀具，4—工件，5—工作台，6—数据采集卡，7—计算机，8—电涡流位移传感器一，9—电涡流位移传感器二，10—变形后的刀具位置。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
本实用新型的一种铣削刀具变形的在线测量装置，具体结构及应用方法如下：
一、铣削刀具变形测量装置及数据采集
如图1所示，刀具3通过刀柄2固定在机床主轴1上，工件4通过梯形螺栓安装在机床工作台5上。电涡流位移传感器一8和电涡流位移传感器二9通过专用夹具固定在刀具3位置A处，利用电涡流非接触式原理在线测量刀具位置A的变形量。电涡流传感器一8测量刀具的X方向变形，电涡流传感器二9测量刀具的Y方向变形，机床加工时刀具变形位置1)如虚线所示。两个电涡流位移传感器的测量信号可以通过数据采集卡6，由计算机7采集获得，采样频率可取为2000Hz。
启动机床，设置好加工工艺参数，在刀具切削过程中，通过两个电涡流位移传感器可分别在线测量刀具位置A处的X方向和Y方向变形量。
二、铣削刀具变形实验测量
如图1和图2所示，电涡流位移传感器安装在刀具的位置A处，铣削刀具刀尖处为位置B。由上述测量测量装置可测量出铣削加工过程中刀具位置A处的X方向变形量δx和Y方向变形量δy，据此可计算出位置A处刀具总变形量δ1，如下式所示：
式中，δx为铣削加工过程中电涡流位移传感器一8在X方向测量的变形量，δy为铣削加工过程中电涡流位移传感器二9在Y方向测量的变形量。
三、铣削刀具刀尖变形量计算
铣削刀具可简化为悬臂梁，如图2所示，根据悬臂梁的挠度计算公式可计算出刀具在位置A和B的变形δ1和δ：
式中，F为铣削X方向分力Fx和Y方向分力Fy的合力，即
EI为弯曲刚度系数，L为刀具刀尖距刀柄的距离，L1为电涡流传感器安装位置距刀柄的距离。根据上式(1)、式(2)和式(3)可计算出刀尖位置的变形量，如下式所示：
根据上式(4)结合实验测量刀具变形δ1可方便有效计算出铣削刀具在线加工过程中的变形量。
Claims (5)
1.一种铣削刀具变形的在线测量装置，其特征在于：包括工件、刀具、电涡流位移传感器、数据采集卡、计算机，两个所述电涡流位移传感器分别固定在刀具上端位置A处的两侧，用于利用电涡流非接触式原理在线测量刀具位置A处的X方向和Y方向的变形量；两个电涡流位移传感器的测量信号通过数据采集卡采集后输入计算机，由计算机计算出刀具位置A处的总变形量。
2.根据权利要求1所述的铣削刀具变形的在线测量装置，其特征在于：所述刀具通过刀柄固定在机床主轴上，工件通过梯形螺栓安装在机床工作台上。
3.根据权利要求1所述的铣削刀具变形的在线测量装置，其特征在于：两个所述电涡流位移传感器分别通过专用夹具固定在刀具位置A处。
4.根据权利要求1所述的铣削刀具变形的在线测量装置，其特征在于：一个所述电涡流传感器测量刀具的X方向变形，另一个所述电涡流传感器测量刀具的Y方向变形。
5.根据权利要求1所述的铣削刀具变形的在线测量装置，其特征在于：所述电涡流位移传感器采样频率为2000Hz。
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| CN202121921664.3U CN215998861U (zh) | 2021-08-16 | 2021-08-16 | 一种铣削刀具变形在线测量装置 |
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| CN215998861U true CN215998861U (zh) | 2022-03-11 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN215998861U (zh) |
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2021
- 2021-08-16 CN CN202121921664.3U patent/CN215998861U/zh active Active
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