CN217914347U - 一种机床铣削加工工艺下的虚拟刀装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机床铣削加工工艺下的虚拟刀装置，包括轴承套筒、轴承、虚拟刀杆、筒夹和虚拟刀柄；所述虚拟刀杆的一端上套设有轴承，轴承外侧设置有轴承套筒，轴承套筒外侧连接有拉压传感器和动力设备；所述虚拟刀杆的另一端上套设有筒夹，筒夹的外侧套设有虚拟刀柄；所述虚拟刀柄用于同轴固定在机床主轴上。能够在机床工作状态下同时施加三个方向切削力的虚拟刀装置，能够实时得到机床铣削过程中切削力的情况，从而提高机床刚度分析的准确性。

Description

一种机床铣削加工工艺下的虚拟刀装置

技术领域

本实用新型属于机床技术领域，具体属于一种机床铣削加工工艺下的虚拟刀装置。

背景技术

为了达到机床的使用要求，需要研究机床整体以及部件刚度对机床的影响，刚度不足将致使机床的加工精度变低。机床在铣削加工中会受到切削力的作用，会直接影响到加工精度和表面质量。目前有用来检测机床主轴的刚度的装置，但是大部分只能在机床静止或者是模拟加载某一个方向的负载时进行检测，这与实际工况不符，不能真实的反应出机床的受力。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种机床铣削加工工艺下的虚拟刀装置，能够在机床工作状态下同时施加三个方向切削力的虚拟刀装置，能够实时得到机床铣削过程中切削力的情况，从而提高机床刚度分析的准确性。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种机床铣削加工工艺下的虚拟刀装置，包括轴承套筒、轴承、虚拟刀杆、筒夹和虚拟刀柄；

所述虚拟刀杆的一端上套设有轴承，轴承外侧设置有轴承套筒，轴承套筒外侧连接有拉压传感器和动力设备；

所述虚拟刀杆的另一端上套设有筒夹，筒夹的外侧套设有虚拟刀柄；所述虚拟刀柄用于同轴固定在机床主轴上。

优选的，所述虚拟刀杆呈阶梯轴状，轴承套筒内加工有以台阶面，台阶面与阶梯轴相互配合定位。

优选的，所述轴承套筒的内部设置有台阶面，台阶面与轴承的外圈相配合。

优选的，轴承为圆锥滚子轴承。

优选的，轴承的内圈与虚拟刀杆进行过盈配合。

优选的，虚拟刀杆通过刀柄螺帽拧紧固定在筒夹上。

优选的，所述轴承套筒的外侧设置有螺纹孔，螺纹孔用于螺纹连接拉压传感器和动力设备。

优选的，所述动力设备为液压缸，液压缸的数量为三个，分别用于提供x向、y向和z向的载荷。

进一步的，所述轴承套筒呈正方体结构，轴承设置在轴承套筒的内侧，虚拟刀杆穿过轴承套筒的一侧面与轴承进行连接，轴承套筒的其余侧面用于连接液压缸。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型提供一种机床铣削加工工艺下的虚拟刀装置，通过虚拟刀装置可对运行中的机床进行实时观测，可对机床主轴同时施加三个方向的作用力，模拟出机床铣削加工时的实际切削力载荷，更加真实反应铣削加工工艺过程。机床切削力模拟加载装置能够在机床主轴的工作状态下施加三向载荷来模拟实际的交变切削力，可精确地测量出切削负载对机床加工精度的影响，同时该加载装置模拟效果也更接近于实际加工工况。同时实验数据也可用于机床改进设计工作的基础数据。便于获得机床铣削加工过程的刚度参数。解决现有条件不能实时检测三向载荷同时加载的问题，可通过等效模拟的方法，更加全面的得到机床数据。

进一步的，轴承为圆锥滚子轴承，可以承受径向负载和单一方向的轴向负载。

进一步的，内圈与虚拟刀杆过盈配合，利用虚拟刀径向的轴肩定位，使得内圈与轴肩定位，与虚拟刀杆保持同步传动。

附图说明

图1为机床铣削加工工艺下的虚拟刀装置的结构示意图。

图2为机床铣削加工工艺下的虚拟刀装置的总体示意图。

附图中：1为轴承套筒、2为圆锥滚子轴承、3为虚拟刀杆、4为刀杆螺帽、5为筒夹、6为虚拟刀柄。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。

实施例

如图1和图2所示，以铣床为对象，本实用新型的一种机床铣削加工工艺下的虚拟刀装置，可以同时受三向切削力。包括轴承套筒1、轴承2、虚拟刀杆3、刀柄螺帽4、筒夹5和虚拟刀柄6；虚拟刀杆3的一端上套设有轴承2，轴承2外侧设置有轴承套筒1，轴承套筒1外侧连接有拉压传感器和动力设备；虚拟刀杆3的另一端上套设有筒夹5，筒夹5的外侧套设有虚拟刀柄6；虚拟刀柄6用于同轴固定在机床主轴上。

圆锥滚子轴承2内圈与虚拟刀杆3为过盈配合，圆锥滚子轴承2利用模拟刀杆3径向的轴肩进行定位，使得圆锥滚子轴承2内圈与轴肩接触。圆锥滚子轴承2的内圈与杆套同步转动，也与虚拟刀杆3同步转动。

轴承套筒1外连接拉压传感器和动力设备，动力设备为液压缸，液压缸的数量为三个，分别用于提供x向、y向和z向的载荷。z向液压缸直接作用在套筒1上，z向载荷经套筒1内台阶面传递给圆锥滚子轴承外圈2，进而传递到内圈，从内圈传递到机床主轴。这样就避免了因液压缸直接顶在圆锥滚子轴承上而影响轴承转动的问题。x、y两个方向的液压缸也分别垂直作用在轴承套筒1上，作用力依次传递到轴承外圈、轴承内圈、杆套、模拟刀杆3，最后传递到机床主轴上，实现模拟施加三向载荷给铣削加工工作中的机床。这样由刀柄、模拟刀杆、杆套、圆锥滚子轴承以及套筒组成的模拟刀就实现了在机床主轴转动的情况下施加三向载荷模拟不同切削工艺的目的。

轴承套筒1底部以及四周均有螺纹孔连接。在这里可将x、y两方向的动力设备直接作用在轴承套筒1上，就可以实现x、y两个方向载荷的施加。圆锥滚子轴承的内圈与z向载荷动力设备也因为轴承套筒1的出现，解决了其影响主轴转动的问题。z向动力设备末端直接作用在轴承套筒1上可实现z向载荷的施加。z向载荷通过轴承套筒1传递到圆锥滚子轴承2外圈，再传递到内圈，然后传递到虚拟刀杆3上进而传递到机床主轴上。x、y向载荷通过轴承套筒1传递到圆锥滚子轴承2外圈上，再传递到内圈，然后传递到虚拟刀杆3上进而传递到机床主轴上；这样就实现了在不影响机床主轴转动的情况下施加三向载荷，模拟铣削加工工艺下机床所受切削力。

本实用新型的一种机床铣削加工工艺下的虚拟刀装置，安装过程如下，首先将虚拟刀柄6的一端同轴安装于机床主轴上，另一端通过筒夹5连接，用刀杆螺帽4将虚拟刀杆3固定在虚拟刀柄6中，防止在z向作用下虚拟刀杆3的移动。之后将圆锥滚子轴承2装到虚拟刀杆3上，圆锥滚子轴承2的内圈于虚拟刀杆3过盈配合，利用轴肩定位，将圆锥滚子轴承2与轴肩接触。在机床工作状态下，圆锥滚子轴承2的内圈与机床虚拟刀杆3同步传动。再将含有台阶面的轴承套筒1与圆锥滚子轴承2上，其中轴承套筒1内的台阶面与圆锥滚子轴承2外圈接触。z向载荷直接作用于轴承套筒1上，同时在轴承套筒1上添加拉压力传感器，经台阶面传递给圆锥滚子轴承2外圈，进而传递到内圈，最后到机床的主轴上，这样在施加作用力的时候不用担心会不会影响到机床主轴转动方面的问题。

Claims (9)

1.一种机床铣削加工工艺下的虚拟刀装置，其特征在于，包括轴承套筒(1)、轴承(2)、虚拟刀杆(3)、筒夹(5)和虚拟刀柄(6)；

所述虚拟刀杆(3)的一端上套设有轴承(2)，轴承(2)外侧设置有轴承套筒(1)，轴承套筒(1)外侧连接有拉压传感器和动力设备；

所述虚拟刀杆(3)的另一端上套设有筒夹(5)，筒夹(5)的外侧套设有虚拟刀柄(6)；所述虚拟刀柄(6)用于同轴固定在机床主轴上。

2.根据权利要求1所述的一种机床铣削加工工艺下的虚拟刀装置，其特征在于，所述虚拟刀杆(3)呈阶梯轴状，轴承套筒(1)内加工有以台阶面，台阶面与阶梯轴相互配合定位。

3.根据权利要求1所述的一种机床铣削加工工艺下的虚拟刀装置，其特征在于，所述轴承套筒(1)的内部设置有台阶面，台阶面与轴承(2)的外圈相配合。

4.根据权利要求1所述的一种机床铣削加工工艺下的虚拟刀装置，其特征在于，轴承(2)为圆锥滚子轴承。

5.根据权利要求1所述的一种机床铣削加工工艺下的虚拟刀装置，其特征在于，轴承(2)的内圈与虚拟刀杆(3)进行过盈配合。

6.根据权利要求1所述的一种机床铣削加工工艺下的虚拟刀装置，其特征在于，虚拟刀杆(3)通过刀柄螺帽(4)拧紧固定在筒夹(5)上。

7.根据权利要求1所述的一种机床铣削加工工艺下的虚拟刀装置，其特征在于，所述轴承套筒(1)的外侧设置有螺纹孔，螺纹孔用于螺纹连接拉压传感器和动力设备。

8.根据权利要求1所述的一种机床铣削加工工艺下的虚拟刀装置，其特征在于，所述动力设备为液压缸，液压缸的数量为三个，分别用于提供x向、y向和z向的载荷。

9.根据权利要求8所述的一种机床铣削加工工艺下的虚拟刀装置，其特征在于，所述轴承套筒(1)呈正方体结构，轴承(2)设置在轴承套筒(1)的内侧，虚拟刀杆(3)穿过轴承套筒(1)的一侧面与轴承(2)进行连接，轴承套筒(1)的其余侧面用于连接液压缸。

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