外圓磨床砂輪架主軸剛度測量裝置的製作方法

2023-06-17 11:46:11

專利名稱：外圓磨床砂輪架主軸剛度測量裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種工具機主軸剛度測量裝置，尤其是一種用於外圓磨床砂輪架主軸剛度的測量裝置。
背景技術：
隨著現代精密磨削加工技術的發展，對工具機各部件的剛度要求越來越高。砂輪架系統是整臺工具機的薄弱環節，其主軸是砂輪架系統的關鍵部件。實驗研究表明，不論是空轉試驗、激振試驗或磨削試驗，其結果均顯示砂輪架主軸的剛度大小對整臺外圓磨床的動態不穩定性有著很大的影響。目前，國內外很多學者對外圓磨削進行動態特性建模分析，其中砂輪架主軸剛度是模型中重要參數。實際磨削過程中，由於磨床結構複雜，砂輪架主軸剛度大小往往難以準確獲得。剛度是機械零件和構件抵抗變形的能力，是作用在弾性元件上的 力或力矩的增量與相應的位移或角位移的増量之比。砂輪架主軸剛度大小會直接影響工具機的加工能力，與磨削過程中的顫振現象有直接關係。因此，如何有效準確測量磨床砂輪架主軸剛度大小，對於準確分析磨削動態特性、提高工件磨削質量和磨削效率有重要意義。
發明內容本實用新型是要提供一種外圓磨床砂輪架主軸剛度測量裝置，該裝置可方便測量出不同砂輪架主軸剛度的大小，通過比較試驗測試結果分析出不同砂輪架主軸的動態特性，可有效提供磨削エ件的磨削效率和磨削質量。本實用新型的技術方案是一種外圓磨床砂輪架主軸剛度測量裝置，包括電渦流位移傳感器、液壓缸驅動器、施カ杆、電渦流傳感器信號處理器、力傳感器信號處理器、液壓缸控制器、カ傳感器、推力杆、A/D採集卡和計算機，其特點是砂輪架主軸下面裝有施力杆，施力杆下面連接有推力杆及液壓缸驅動器，液壓缸驅動器通過液壓缸控制器與計算機信號輸出端連接；施カ杆與推力杆之間設有力傳感器，砂輪架主軸上面設有電渦流位移傳感器，電渦流位移傳感器和力傳感器分別通過電渦流傳感器信號處理器和力傳感器信號處理器與A/D採集卡信號輸入端連接，A/D採集卡信號輸出端與計算機信號輸入端連接。推力杆和施カ杆通過螺栓與力傳感器固定連接。施カ杆上端設有V形槽，且通過V形槽與砂輪架主軸接觸連接。電渦流傳感器信號處理器和力傳感器信號處理器中均設有切比雪夫I型數字濾波器，用於對採集的數據進行低通濾波處理。本實用新型的有益效果是通過本實用新型，可有效測量砂輪架主軸剛度大小，通過比較試驗測試結果分析出不同砂輪架主軸的動態特性，在實際磨削加工過程中，可依據此砂輪架主軸動態特性調節磨削磨削エ藝參數，對提高工件磨削表面質量和磨削效率有重要意義。
圖I是外圓磨床砂輪架主軸剛度測量裝置結構示意圖；圖2是是施力杆結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖與實施例對本實用新型作進ー步說明。如圖I所示，外圓磨床砂輪架主軸剛度測量裝置，由給主軸施加力裝置及力信號裝置和位移信號採集裝置組成。它包括電渦流位移傳感器3、液壓缸驅動器6、施カ杆7、電渦流傳感器信號處理器9、力傳感器信號處理器10、液壓缸控制器11、力傳感器14、推力杆15、A/D採集卡12和計算機13等。位於砂輪架主軸箱I前端的砂輪架主軸2下面裝有施カ杆7，施カ杆7下面連接有 推力杆15及液壓缸驅動器6，液壓缸驅動器6通過液壓缸驅動器控制線8連接液壓缸控制器11，液壓缸控制器11與計算機13信號輸出端連接；施カ杆7與推力杆15之間設有力傳感器14，砂輪架主軸2上面設有電渦流位移傳感器3，電渦流位移傳感器3和力傳感器14分別通過電渦流傳感器信號輸出線4和力傳感器信號輸出線5與電渦流傳感器信號處理器9和力傳感器信號處理器10連接，電渦流傳感器信號處理器9和力傳感器信號處理器10輸號輸出端分別與A/D採集卡12信號輸入端連接，A/D採集卡12信號輸出端與計算機13信號輸入端連接。施加力裝置是由計算機13發出信號，經液壓缸控制器11控制液壓缸驅動器6上下微小移動，通過推力杆15、力傳感器14、施カ杆7將載荷力
P,施加在砂輪架主軸2上。其中推力杆15和施カ杆7是通過螺栓方式與力傳感器14固定
連接。如圖2所示，施カ杆7上端設有V形槽，且通過V形槽與砂輪架主軸2接觸連接。施
カ杆7形狀可實現測量過程中在施加載荷カ巧同時砂輪架主軸2也可旋轉。數據採集如圖I所示，設定聲發射傳感器信號A/D採集卡12的採樣頻率為/,，經調試後保證整個測量裝置正常工作，實驗開始後，啟動砂輪架主軸2以轉速F選轉，記錄下電渦流位移傳感器信號初始值4和力傳感器信號初始值π然後通過計算機13控制液壓缸驅動器6將載荷力匕施加在選裝的砂輪架主軸2上，等電渦流位移傳感器和力傳感器
信號穩定後，記錄下電渦流位移傳感器信號值4和力傳感器信號值巧。數據濾波處理為了去除環境溫度及電磁環境等高頻幹擾信號對實驗測量結果的影響，本專利使用切比雪夫I型數字濾波器對採集的數據進行低通濾波處理，其具體方法原理如下。切比雪夫I型濾波器的〃階幅度平方函數為下式(I) + ε,τ2(I)
V\φο j其中[0022]|e|<1，表示通帶內幅度波動的程度；％為通帶截止頻率；而
權利要求1.一種外圓磨床砂輪架主軸剛度測量裝置，包括電渦流位移傳感器(3)、液壓缸驅動器(6)、施カ杆(7)、電渦流傳感器信號處理器(9)、力傳感器信號處理器(10)、液壓缸控制器(11)、力傳感器(14)、推力杆(15)、A/D採集卡(12)和計算機(13)，其特徵在於砂輪架主軸(2)下面裝有施カ杆(7)，施カ杆(7)下面連接有推力杆(15)及液壓缸驅動器(6)，液壓缸驅動器(6)通過液壓缸控制器(11)與計算機(13)信號輸出端連接；施カ杆(7)與推力杆(15)之間設有力傳感器(14)，砂輪架主軸(2)上面設有電渦流位移傳感器(3)，電渦流位移傳感器(3)和力傳感器(14)分別通過電渦流傳感器信號處理器(9)和力傳感器信號處理器(10)與A/D採集卡(12)信號輸入端連接，A/D採集卡(12)信號輸出端與計算機(13)信號輸入端連接。
2.根據權利要求I所述的外圓磨床砂輪架主軸剛度測量裝置，其特徵在於所述推力杆(15)和施カ杆(7)通過螺栓與力傳感器(14)固定連接。
3.根據權利要求I所述的外圓磨床砂輪架主軸剛度測量裝置，其特徵在於所述施カ杆(7 )上端設有V形槽，且通過V形槽與砂輪架主軸(2 )接觸連接。
4.根據權利要求I所述的外圓磨床砂輪架主軸剛度測量裝置，其特徵在於所述電渦流傳感器信號處理器(9)和力傳感器信號處理器(10)中均設有切比雪夫I型數字濾波器，用於對採集的數據進行低通濾波處理。
專利摘要本實用新型涉及一種外圓磨床砂輪架主軸剛度測量裝置，包括電渦流位移傳感器、液壓缸驅動器、施力杆、液壓缸控制器、力傳感器、推力杆等。砂輪架主軸下面裝有施力杆，施力杆下面連接有推力杆及液壓缸驅動器，液壓缸驅動器通過液壓缸控制器與計算機信號輸出端連接；施力杆與推力杆之間設有力傳感器，砂輪架主軸上面設有電渦流位移傳感器，電渦流位移傳感器和力傳感器分別通過電渦流傳感器信號處理器和力傳感器信號處理器與A/D採集卡信號輸入端連接，A/D採集卡信號輸出端與計算機信號輸入端連接。該裝置可方便測量出不同砂輪架主軸剛度的大小，通過比較試驗測試結果分析出不同砂輪架主軸的動態特性，可有效提供磨削工件的磨削效率和磨削質量。
文檔編號G01M13/00GK202648935SQ20122027884
公開日2013年1月2日 申請日期2012年6月14日 優先權日2012年6月14日
發明者遲玉倫, 李郝林 申請人:上海理工大學