專利名稱：采用電阻應(yīng)變式車削測力儀的標(biāo)定裝置及標(biāo)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對車刀在工作時(shí)所受的三向力，即進(jìn)給抗カ(X向)、切深抗カ(Y向)和主切削力(Z向)進(jìn)行測量的標(biāo)定裝置，尤其涉及一種采用采用電阻應(yīng)變式車削測カ儀的標(biāo)定裝置，同時(shí)，本發(fā)明還涉及該標(biāo)定裝置的標(biāo)定方法。
背景技術(shù)：
電阻應(yīng)變式車削測カ儀能對車刀在工作時(shí)所受的三向力，即進(jìn)給抗カ(X向)、切深抗カ(Y向)和主切削力(Z向)進(jìn)行實(shí)時(shí)測量。電阻應(yīng)變式車削測カ儀主要由弾性原件和電阻應(yīng)變片組成，其弾性元件的結(jié)構(gòu)主要為直筋形、圓環(huán)形和八角環(huán)形等。電阻應(yīng)變片粘貼在弾性體的最大拉、壓彎曲應(yīng)變處，當(dāng)弾性元件受到カ的作用產(chǎn)生變形時(shí)，電阻應(yīng)變片便隨之產(chǎn)生變形，從而引起其電阻阻值的 變化。電阻應(yīng)變式車削測カ儀在使用前必須通過特定的標(biāo)定裝置及標(biāo)定方法對其進(jìn)行準(zhǔn)確標(biāo)定。標(biāo)定的關(guān)鍵是要將某一方向上的力(不附加任何其它方向的力)施加到測カ儀的承載面上，而且應(yīng)使三個方向標(biāo)定受力點(diǎn)的位置盡可能地靠近實(shí)際刀尖位置，從而達(dá)到與實(shí)際工作狀態(tài)相吻合，需要采用專用的標(biāo)定裝置。文獻(xiàn)I “馮凱昉.工程測試技術(shù)[M].西安西北エ業(yè)大學(xué)出版社，1994”中介紹了利用切削測カ儀在對切削カ進(jìn)行靜態(tài)標(biāo)定時(shí)，可采用的加載方法有兩種，ー種是砝碼杠桿式，ー種是螺栓測カ計(jì)式，由于后者標(biāo)定起來更方便，故常被推薦采用。文獻(xiàn)2“張悅琴，李峰.切削測カ儀標(biāo)定裝置的研制.湖北汽車エ業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，1999，13(4): 30-33. ”公開了ー種用于對電阻應(yīng)變式切削測カ儀進(jìn)行標(biāo)定的專用標(biāo)定裝置，該標(biāo)定裝置采用了標(biāo)準(zhǔn)測カ計(jì)配合自制的細(xì)牙螺紋機(jī)構(gòu)進(jìn)行加載。文獻(xiàn)3“劉志艷，馬強(qiáng)，王寶山.用于普通車床的電阻式測カ裝置的研究與實(shí)例分析.吉林化工學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，23(3) : 67-70. ”公開了ー種用于普通車床的電阻應(yīng)變式測力裝置，該測カ裝置利用了自制的加力螺桿測カ環(huán)在普通車床上，來對自制的切削力測カ刀桿進(jìn)行加載和標(biāo)定。文獻(xiàn)I中講述的砝碼杠桿式加載方法，利用砝碼自重進(jìn)行加載，懸掛的砝碼具有正確的垂直作用線，讀數(shù)準(zhǔn)確，但需通過杠桿系統(tǒng)作用在測カ儀的受力點(diǎn)上，對于杠桿系統(tǒng)與測カ儀本身的安裝都有嚴(yán)格要求，這是不易做到的。如若在車床上標(biāo)定時(shí)，則杠桿的支撐點(diǎn)較難選取(杠桿系統(tǒng)安裝困難)，X向、Y向加載較難實(shí)現(xiàn)；若安裝在專用的標(biāo)定裝置上進(jìn)行，則標(biāo)定時(shí)所使用的儀器和狀態(tài)很難保持與實(shí)際切削時(shí)相同，因此推薦采用螺栓測カ計(jì)的方式進(jìn)行加載。文獻(xiàn)2和文獻(xiàn)3均是利用了螺栓測カ計(jì)式的加載原理來施加作用力，這種加載方式的特點(diǎn)是カ值大小可以由測カ計(jì)內(nèi)的千分表較方便的讀出。然而，其不足之處在干，實(shí)際施加作用力的方向較難準(zhǔn)確把握(因該作用力最終通過鋼球傳遞給模擬刀頭，而鋼球與模擬刀頭并非較小的點(diǎn)接觸，一般是在模擬刀頭上加工一個半圓形的凹槽用于對鋼球限位，故鋼球與刀頭接觸面積較大)，很難保證加カ方向與實(shí)際切削時(shí)刀尖的受カ方向相符，且具體操作時(shí)也很難保證測カ計(jì)的放置位置恰好處于水平或豎直方向，與具體操作人員的技術(shù)水平有夫，因此誤差較大，況且高精度的測カ計(jì)價(jià)格昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種成本低、維護(hù)方便且標(biāo)定方法簡單的采用電阻應(yīng)變式車削測カ儀的標(biāo)定裝置，同時(shí)本發(fā)明還涉及該標(biāo)定裝置的標(biāo)定方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的采用電阻應(yīng)變式車削測カ儀的標(biāo)定裝置采用如下技術(shù)方案一種采用電阻應(yīng)變式車削測カ儀的標(biāo)定裝置，包括設(shè)置在車床架上的車床刀架臺，車床刀架臺上固定設(shè)置有八角環(huán)形電阻應(yīng)變式車削測カ儀，八角環(huán)形電阻應(yīng)變式車削測カ儀上緊固設(shè)置有偏頭側(cè)切刀桿，偏頭側(cè)切刀桿上固定設(shè)置有模擬刀頭，模擬刀頭的頭部設(shè)置有分別沿偏頭側(cè)切刀桿的X、Y、Z三個方向延伸的X方向的加載通孔、Y方向的加載通孔和Z方向的加載通孔，三個加載通孔處在偏頭側(cè)切刀桿上裝配適配的刀頭時(shí)刀尖所在的位置，該標(biāo)定裝置還包括分別設(shè)置在各自對應(yīng)的加載通孔中的X方向標(biāo)定裝置、Y方向標(biāo)定裝置 和Z方向標(biāo)定裝置，所述X方向標(biāo)定裝置包括穿設(shè)在X方向的加載通孔內(nèi)的X加載繩，X加載繩的前端具有與模擬刀頭擋止的防脫結(jié)構(gòu)，X加載繩的后端沿X方向的加載通孔的軸向向后延伸并繞過裝配在車床架上的X定滑輪結(jié)構(gòu)向下連接固定有破碼盤，所述Y方向標(biāo)定裝置包括穿設(shè)在Y方向的加載通孔內(nèi)的Y加載繩，Y加載繩的外側(cè)端具有與模擬刀頭擋止的防脫結(jié)構(gòu)，Y加載繩的內(nèi)側(cè)端沿Y方向的加載通孔的軸向向車床刀架臺延伸并繞過裝配在車床架上的Y定滑輪結(jié)構(gòu)向下連接固定有砝碼盤，所述Z方向標(biāo)定裝置包括穿設(shè)在Z方向的加載通孔內(nèi)的Z加載繩，Z加載繩的上端具有與模擬刀頭擋止的防脫結(jié)構(gòu)，Z加載繩的下端沿Z方向的加載通孔的軸向向下連接固定有砝碼盤。所述的X定滑輪結(jié)構(gòu)包括通過支撐軸設(shè)置在車床架上的X軸承，所述支撐軸固定在車床架上，X軸承裝配在支撐軸上，X加載繩繞過X軸承的外圈的外周。所述的支撐軸通過固定裝配在車床架上的套筒固定在車床架上，所述套筒的一端固定設(shè)置在車床尾座頂尖的通孔中，套筒的另一端伸出車床尾座頂尖的通孔的后端，套筒伸出車床尾座頂尖的通孔后端的部分設(shè)置有由水平平面和豎直平面切下的缺ロ，套筒的兩側(cè)筒壁的水平切面上設(shè)置有與支撐軸的兩端吻合配合的弧形槽，支撐軸的兩端固定設(shè)置在對應(yīng)的弧形槽內(nèi)。所述的Y定滑輪結(jié)構(gòu)包括通過螺紋軸設(shè)置在車床架上的Y軸承，所述螺紋軸固定在車床架上，Y軸承裝配在螺紋軸上，Y加載繩繞過Y軸承的外圈的外周。所述的螺紋軸通過固定在固定裝配在車床架上的階梯軸狀的卡頭固定在車床架上，所述的卡頭的小直徑段卡設(shè)固定在車床的三爪卡盤內(nèi)，螺紋軸的螺紋端旋設(shè)在卡頭的外側(cè)端面上設(shè)置的螺紋孔內(nèi)。所述的X加載繩、Y加載繩和Z加載繩的對應(yīng)端的防脫結(jié)構(gòu)均為打設(shè)的結(jié)。本發(fā)明的采用電阻應(yīng)變式車削測カ儀的標(biāo)定方法采用如下技術(shù)方案
一種采用電阻應(yīng)變式車削測カ儀的標(biāo)定方法，該標(biāo)定方法包括如下步驟
制作模擬刀頭，使得模擬刀頭的尾部適于裝配在偏頭側(cè)切刀桿上，并在模擬刀頭的頭部設(shè)置X方向的加載通孔、Y方向的加載通孔和Z方向的加載通孔，并使得三個加載通孔分別沿與偏頭側(cè)切刀桿的X、Y、Z三個方向延伸，并且三個加載通孔處在偏頭側(cè)切刀桿上裝配適配的刀頭時(shí)刀尖所在的位置；
將八角環(huán)形電阻應(yīng)變式車削測カ儀固定于車床刀架臺上，將偏頭側(cè)切式刀桿固定于八角環(huán)形電阻應(yīng)變式車削測カ儀上，再用螺栓將模擬刀頭固定在偏頭側(cè)切式刀桿上；
將X加載繩的前端穿過模擬刀頭的X方向的加載通孔中并打結(jié)防脫，然后使X加載繩的后端沿X方向的加載通孔的軸向向后延伸并繞過設(shè)置在車床架上的X定滑輪結(jié)構(gòu)向下與砝碼盤固定連接；
改變與X加載繩相連的砝碼盤中的砝碼的個數(shù)和/或質(zhì)量，并測得對應(yīng)不同荷所產(chǎn)生的應(yīng)變值；
將X加載繩拆下，并將Y加載繩的外端穿過模擬刀頭的Y方向的加載通孔中并打結(jié)防脫，然后使Y加載繩的內(nèi)端沿Y方向的加載通孔的軸向向車床刀架臺延伸并繞過裝配在車床架上的Y定滑輪結(jié)構(gòu)向下與砝碼盤固定連接；
改變與Y加載繩相連的砝碼盤中的砝碼的個數(shù)和/或質(zhì)量，并測得對應(yīng)不同荷所產(chǎn)生的應(yīng)變值；
將Y加載繩拆下，并將Z加載繩的上端穿過模擬刀頭的Z方向的加載通孔中并打結(jié)防脫，Z加載繩的下端沿Z方向的加載通孔的軸向向下與砝碼盤固定連接；
改變與Y加載繩相連的砝碼盤中的砝碼的個數(shù)和/或質(zhì)量，并測得對應(yīng)不同荷所產(chǎn)生的應(yīng)變值。所述的X定滑輪結(jié)構(gòu)包括通過支撐軸設(shè)置在車床架上的X軸承，所述支撐軸固定在車床架上，X軸承裝配在支撐軸上，X加載繩繞過X軸承的外圈的外周。所述的支撐軸通過固定裝配在車床架上的套筒固定在車床架上，所述套筒的一端固定設(shè)置在車床尾座頂尖的通孔中，套筒的另一端伸出車床尾座頂尖的通孔的后端，套筒伸出車床尾座頂尖的通孔后端的部分設(shè)置有由水平平面和豎直平面切下的缺ロ，套筒的兩側(cè)筒壁的水平切面上設(shè)置有與支撐軸的兩端吻合配合的弧形槽，支撐軸的兩端固定設(shè)置在對應(yīng)的弧形槽內(nèi)。所述的Y定滑輪結(jié)構(gòu)包括通過螺紋軸設(shè)置在車床架上的Y軸承，所述螺紋軸固定在車床架上，Y軸承裝配在螺紋軸上，Y加載繩繞過Y軸承的外圈的外周，所述的螺紋軸通過固定在固定裝配在車床架上的階梯軸狀的卡頭固定在車床架上，所述的卡頭的小直徑段卡設(shè)固定在車床的三爪卡盤內(nèi)，螺紋軸的螺紋端旋設(shè)在卡頭的外側(cè)端面上設(shè)置的螺紋孔內(nèi)。本發(fā)明的裝置及方法可直接在普通車床上進(jìn)行標(biāo)定，對X向、Y向和Z向的加載均采用砝碼掛載的加載方式，直接采用標(biāo)準(zhǔn)砝碼作為基準(zhǔn)，カ值精度高。標(biāo)定裝置能確保加載時(shí)作用力的方向固定，能夠?qū)崿F(xiàn)三個相互垂直方向上的精確加力。另外，本發(fā)明內(nèi)容構(gòu)思獨(dú)持，結(jié)構(gòu)新穎，制作價(jià)廉，維護(hù)方便，且標(biāo)定方法簡單，具有可推廣的價(jià)值。本發(fā)明的標(biāo)定裝置設(shè)計(jì)新穎、結(jié)構(gòu)簡單。本發(fā)明在標(biāo)定時(shí)充分考慮并利用了普通車床自身的結(jié)構(gòu)，如對X方向和Y方向標(biāo)定時(shí)，分別利用車床尾座和三爪卡盤作為支撐，使水平的進(jìn)給抗力和切深抗カ都轉(zhuǎn)為豎直方向，便于加載；對Z方向標(biāo)定時(shí)，利用了床身的鑄造通孔，同樣便于加載。本發(fā)明的標(biāo)定結(jié)果準(zhǔn)確可靠、重復(fù)性好。本發(fā)明采用標(biāo)準(zhǔn)砝碼掛載的方式來進(jìn)行標(biāo)定，カ值精度高，標(biāo)定裝置能確保加載時(shí)作用力的方向固定，通過轉(zhuǎn)向裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)X、Y、Z三個相互垂直方向上的精確加力。本發(fā)明的標(biāo)定方法簡單易學(xué)、操作方便。本發(fā)明在標(biāo)定時(shí)僅需通過在砝碼盤里增減砝碼來控制加載大小，標(biāo)定結(jié)束后無需重新裝卸刀桿及八角環(huán)裝置，只需將模擬刀頭更換為實(shí)際切削時(shí)的刀片即可，可保證標(biāo)定時(shí)與實(shí)際切削時(shí)的環(huán)境條件一致。


圖I為X方向標(biāo)定裝置的立體結(jié)構(gòu)示意 圖2為Y方向標(biāo)定裝置的立體結(jié)構(gòu)示意 圖3為Z方向標(biāo)定裝置的立體結(jié)構(gòu)示意 圖4為套筒的主視圖； 圖5為套筒的俯視 圖6為套筒的左視 圖7為支承軸的主視 圖8為卡頭的主視 圖9為卡頭的左視 圖10為螺紋軸的主視 圖11為螺紋軸的左視 圖12為實(shí)施例中模擬刀頭的主視 圖13為實(shí)施例中模擬刀頭的俯視 圖14為實(shí)施例中模擬刀頭的左視 圖15為圖13的K向視 圖16為模擬刀頭的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式一種采用電阻應(yīng)變式車削測カ儀的標(biāo)定裝置的實(shí)施例，在圖廣3中，該標(biāo)定裝置的車床刀架臺裝配在車床架上，車床刀架臺上固定設(shè)置有八角環(huán)形電阻應(yīng)變式車削測力儀，八角環(huán)形電阻應(yīng)變式車削測力儀上緊固設(shè)置有偏頭側(cè)切刀桿，偏頭側(cè)切刀桿上固定設(shè)置有模擬刀頭1，模擬刀頭I的結(jié)構(gòu)如圖12 16所示，在模擬刀頭I的頭部鉆設(shè)有三個相互垂直的加載通孔，三個加載通孔分別沿偏頭側(cè)切刀桿的X、Y、Z三個方向延伸，其中沿偏頭側(cè)切刀桿的X方向延伸的加載通孔為X方向的加載通孔，沿偏頭側(cè)切刀桿的Y方向延伸的加載通孔為Y方向的加載通孔，沿偏頭側(cè)切刀桿的Z方向延伸的加載通孔為Z方向的加載通孔，并且三個加載通孔的交匯點(diǎn)為切削時(shí)換裝適配的刀頭后的實(shí)際刀尖的位置，這樣便能確保標(biāo)定時(shí)，加載方過程中各方向作用力能分別沿X、Y、Z方向且通過三孔交匯點(diǎn)，可準(zhǔn)確模擬車削時(shí)所受的三向力。該標(biāo)定裝置的X方向標(biāo)定裝置的X加載繩2 — I穿設(shè)在X方向的加載通孔內(nèi)，X加載繩2 — I的前端打設(shè)有與模擬刀頭擋止的結(jié)，X加載繩2 — I的后端沿X方向的加載通孔的軸向向后延伸并繞過裝配在車床架上的X定滑輪結(jié)構(gòu)向下與砝碼盤4 一 I固定。這里的X定滑輪結(jié)構(gòu)具X軸承7，X軸承7裝配在支承軸6上，支承軸6的結(jié)構(gòu)如圖7所示，X加載繩繞過X軸承的外圈的外周。車床尾座頂尖的通孔中固定設(shè)置有套筒5，如圖4 6所示，套筒5的另一端伸出車床尾座頂尖的通孔的后端，套筒5伸出車床尾座頂尖的通孔后端的部分設(shè)置有由水平平面和豎直平面切下的缺ロ，套筒的兩側(cè)筒壁的水平切面上設(shè)置有與支撐軸的兩端吻合配合的弧形槽，支撐軸的兩端5設(shè)置在對應(yīng)的弧形槽內(nèi)，支承軸6通膠粘的方式固定在套筒5上。本實(shí)施例中的X定滑輪結(jié)構(gòu)的X軸承7的型號為SKF 62200-2RS1，這里X加載繩
2一 I能沿X方向的加載通孔的軸向延伸是由以下條件決定的，弧形槽的軸心也就是支承軸6的軸心至套筒5中心線的距離等于X軸承7外徑的一半再加上X加載繩2-1的半徑。該標(biāo)定裝置的Y方向標(biāo)定裝置的Y加載繩2 —2穿設(shè)在Y方向的加載通孔內(nèi)，Y加載繩2 — 2的外側(cè)端打設(shè)有與模擬刀頭擋止的結(jié)，Y加載繩2 — 2的內(nèi)端沿Y方向的加載通孔的軸向向后延伸并繞過裝配在車床架上的Y定滑輪結(jié)構(gòu)向下與破碼盤4 — 2固定。這里的Y定滑輪結(jié)構(gòu)具Y軸承9，Y加載繩繞過Y軸承的外圈的外周，Y軸承9裝配在螺紋軸10的一端上，螺紋軸10的另一端具有螺紋，螺紋軸10通過其螺紋裝配在卡頭 8的外端面上設(shè)置的螺紋孔內(nèi)，卡頭8為階梯軸狀，卡頭8的小直徑段卡設(shè)固定在車床的三爪卡盤內(nèi)。卡頭8的外端面上的螺紋孔的中心線距卡頭8中心線所在水平面的距離等于軸承9外徑的一半再加上鋼絲繩2的半徑。該標(biāo)定裝置的Z方向標(biāo)定裝置的Z加載繩2 — 3穿設(shè)在Z方向的加載通孔內(nèi)，Z加載繩2 — 3的上端打設(shè)有與模擬刀頭擋止的結(jié)，Z加載繩的下端沿Z方向的加載通孔的軸向向下與破碼盤4 — 3固定連接。一種采用電阻應(yīng)變式車削測カ儀的標(biāo)定方法的實(shí)施例，結(jié)合圖Γ16，該標(biāo)定方法包括如下步驟
(1)制作模擬刀頭，使得模擬刀頭的尾部適于裝配在偏頭側(cè)切刀桿上，并在模擬刀頭的頭部設(shè)置X方向的加載通孔、Y方向的加載通孔和Z方向的加載通孔，并使得三個加載通孔分別沿與偏頭側(cè)切刀桿的X、Y、Z三個方向延伸，并且三個加載通孔處在偏頭側(cè)切刀桿上裝配適配的刀頭時(shí)刀尖所在的位置；
(2)將八角環(huán)形電阻應(yīng)變式車削測カ儀固定于車床刀架臺上，將偏頭側(cè)切式刀桿固定于八角環(huán)形電阻應(yīng)變式車削測カ儀上，再用螺栓將模擬刀頭固定在偏頭側(cè)切式刀桿上；
(3)將X加載繩的前端穿過模擬刀頭的X方向的加載通孔中并打結(jié)防脫，然后使X加載繩的后端沿X方向的加載通孔的軸向向后延伸并繞過設(shè)置在車床架上的X定滑輪結(jié)構(gòu)向下與砝碼盤固定連接；
(4)改變與X加載繩相連的砝碼盤中的砝碼3-1的個數(shù)和/或質(zhì)量，并測得對應(yīng)不同荷所產(chǎn)生的應(yīng)變值；
(5)將X加載繩拆下，并將Y加載繩的外端穿過模擬刀頭的Y方向的加載通孔中并打結(jié)防脫，然后使Y加載繩的內(nèi)端沿Y方向的加載通孔的軸向向車床刀架臺延伸并繞過裝配在車床架上的Y定滑輪結(jié)構(gòu)向下與砝碼盤固定連接；
(6)改變與Y加載繩相連的砝碼盤中的砝碼3-2的個數(shù)和/或質(zhì)量，并測得對應(yīng)不同荷所產(chǎn)生的應(yīng)變值；
(7)將Y加載繩拆下，并將Z加載繩的上端穿過模擬刀頭的Z方向的加載通孔中并打結(jié)防脫，Z加載繩的下端沿Z方向的加載通孔的軸向向下與砝碼盤固定連接；(8)改變與Y加載繩相連的砝碼盤中的砝碼3-3的個數(shù)和/或質(zhì)量，并測得對應(yīng)不同荷所產(chǎn)生的應(yīng)變值。本實(shí)施例中方法所使用的標(biāo)定裝置即為上述一種采用電阻應(yīng)變式車削測カ儀的標(biāo)定裝置的實(shí)施例中的標(biāo)定裝置，其具體結(jié)構(gòu)不再贅述。下面介紹本標(biāo)定方法的ー個特例I 圖4，該方法的步驟如下
I、本發(fā)明以自制的八角環(huán)形電阻應(yīng)變式車削測カ儀(以下簡稱八角環(huán))和與之配套的動態(tài)應(yīng)變儀為標(biāo)定實(shí)例，整個標(biāo)定過程使用偏頭側(cè)切式可轉(zhuǎn)位車刀，在普通車床CA6140上完成，所用偏頭側(cè)切刀桿型號為=EWLNR 2525M08 (臺灣益詮エ業(yè)有限公司生產(chǎn))。在正式標(biāo)定前首先檢測八角環(huán)上電阻應(yīng)變片的粘貼是否牢靠，電橋接線方式是否正確，與動態(tài)應(yīng)變儀連接處的焊點(diǎn)是否牢靠。2、卸下車床的四方刀架，將八角環(huán)固定于車床刀架臺上，用螺栓將模擬刀頭I固定在偏頭側(cè)切刀桿上，再將偏頭側(cè)切刀桿緊固于八角環(huán)中孔內(nèi)，通過墊刀片調(diào)整偏頭側(cè)切 刀桿位置，使模擬刀頭I上的X方向的加載通孔中心線與機(jī)床主軸中心線平齊。八角環(huán)、偏頭側(cè)切刀桿、模擬刀頭I三者位置固定后切勿松動。通過數(shù)據(jù)線連接動態(tài)應(yīng)變儀，動態(tài)應(yīng)變儀再和計(jì)算機(jī)連接，組成應(yīng)變信號采集系統(tǒng)。3、對X方向進(jìn)行標(biāo)定
卸下車床尾座上的頂尖及控制頂尖伸縮的螺旋機(jī)構(gòu)，露出尾座上的中心通孔。安裝X定滑輪結(jié)構(gòu)，將直徑為I mm的鋼絲繩的一端穿過模擬刀頭的X方向的加載通孔并打結(jié)固定，另一端通過X定滑輪結(jié)構(gòu)，另一端穿過車床尾座通孔，繞過外徑為30 mm的軸承，垂下后與砝碼盤連接。在砝碼盤內(nèi)逐個添加至個標(biāo)準(zhǔn)砝碼(10 kg/個)，再逐個卸載砝碼，每增減一個砝碼，待穩(wěn)定后記錄載荷與應(yīng)變之間的關(guān)系，作出關(guān)系曲線，完成X方向的標(biāo)定。4、對Y方向進(jìn)行標(biāo)定
將Y定滑輪結(jié)構(gòu)里的卡頭小端固定于車床三爪卡盤上，通過移動溜板箱及小刀臺，旋轉(zhuǎn)卡盤，使模擬刀頭的Y方向的加載通孔中心線與軸承的上邊緣平齊，將直徑為I mm的鋼絲繩的一端穿過模擬刀頭的Y方向的加載通孔并打結(jié)固定，另一端繞過外徑為17 mm的軸承，垂下后與砝碼盤連接。先在砝碼盤內(nèi)加ー個10 kg的砝碼，使鋼絲繩處于拉緊狀態(tài)，左右移動溜板箱及小刀臺，使模擬刀頭與Y定滑輪結(jié)構(gòu)間的鋼絲繩與機(jī)床主軸方向垂直，然后緩慢轉(zhuǎn)動機(jī)床三爪卡盤，使模擬刀頭與Y定滑輪結(jié)構(gòu)間的鋼絲繩處于水平狀態(tài)，然后利用床頭箱換擋機(jī)構(gòu)鎖緊卡盤。在砝碼盤內(nèi)逐個添加至個標(biāo)準(zhǔn)砝碼(10 kg/個)，再逐個卸除砝碼，每增減ー個砝碼，待穩(wěn)定后記錄載荷與應(yīng)變之間的關(guān)系，作出關(guān)系曲線，完成Y方向的標(biāo)定。5、對Z方向進(jìn)行標(biāo)定
卸下車床床身下用來盛接鐵屑的料框，將刀架臺移動至床身鑄造エ藝通孔的正上方，將直徑為I mm的鋼絲繩的一端穿過模擬刀頭的Z方向的加載通孔并打結(jié)固定，另一端自然垂下后穿過床身鑄造エ藝通孔與砝碼盤固定。在砝碼盤內(nèi)逐個添加至9個標(biāo)準(zhǔn)砝碼(10kg/個)，再逐個卸除砝碼，每增減ー個砝碼，待穩(wěn)定后記錄載荷與應(yīng)變之間的關(guān)系，作出關(guān)系曲線，完成Z方向的標(biāo)定。6、測得各個方向上的不同載荷所對應(yīng)的應(yīng)變值，找出兩者間的對應(yīng)關(guān)系，完成三個方向的標(biāo)定。標(biāo)定結(jié)束后，將模擬刀頭更換為實(shí)際切削時(shí)的刀片，即可進(jìn)行實(shí)際車削力的測定。
權(quán)利要求
1.一種采用電阻應(yīng)變式車削測力儀的標(biāo)定裝置，包括設(shè)置在車床架上的車床刀架臺，車床刀架臺上固定設(shè)置有八角環(huán)形電阻應(yīng)變式車削測力儀，八角環(huán)形電阻應(yīng)變式車削測力儀上緊固設(shè)置有偏頭側(cè)切刀桿，其特征在于偏頭側(cè)切刀桿上固定設(shè)置有模擬刀頭，模擬刀頭的頭部設(shè)置有分別沿偏頭側(cè)切刀桿的X、Y、Z三個方向延伸的X方向的加載通孔、Y方向的加載通孔和Z方向的加載通孔，三個加載通孔處在偏頭側(cè)切刀桿上裝配適配的刀頭時(shí)刀尖所在的位置，該標(biāo)定裝置還包括分別設(shè)置在各自對應(yīng)的加載通孔中的X方向標(biāo)定裝置、Y方向標(biāo)定裝置和Z方向標(biāo)定裝置，所述X方向標(biāo)定裝置包括穿設(shè)在X方向的加載通孔內(nèi)的X加載繩，X加載繩的前端具有與模擬刀頭擋止的防脫結(jié)構(gòu)，X加載繩的后端沿X方向的加載通孔的軸向向后延伸并繞過裝配在車床架上的X定滑輪結(jié)構(gòu)向下連接固定有砝碼盤，所述Y方向標(biāo)定裝置包括穿設(shè)在Y方向的加載通孔內(nèi)的Y加載繩，Y加載繩的外側(cè)端具有與模擬刀頭擋止的防脫結(jié)構(gòu)，Y加載繩的內(nèi)側(cè)端沿Y方向的加載通孔的軸向向車床刀架臺延伸并繞過裝配在車床架上的Y定滑輪結(jié)構(gòu)向下連接固定有砝碼盤，所述Z方向標(biāo)定裝置包括穿設(shè)在Z方向的加載通孔內(nèi)的Z加載繩，Z加載繩的上端具有與模擬刀頭擋止的防脫結(jié)構(gòu)，Z加載繩的下端沿Z方向的加載通孔的軸向向下連接固定有砝碼盤。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的采用電阻應(yīng)變式車削測力儀的標(biāo)定裝置，其特征在于所述的X定滑輪結(jié)構(gòu)包括通過支撐軸設(shè)置在車床架上的X軸承，所述支撐軸固定在車床架上，X軸承裝配在支撐軸上，X加載繩繞過X軸承的外圈的外周。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用電阻應(yīng)變式車削測力儀的標(biāo)定裝置，其特征在于所述的支撐軸通過固定裝配在車床架上的套筒固定在車床架上，所述套筒的一端固定設(shè)置在車床尾座頂尖的通孔中，套筒的另一端伸出車床尾座頂尖的通孔的后端，套筒伸出車床尾座頂尖的通孔后端的部分設(shè)置有由水平平面和豎直平面切下的缺口，套筒的兩側(cè)筒壁的水平切面上設(shè)置有與支撐軸的兩端吻合配合的弧形槽，支撐軸的兩端固定設(shè)置在對應(yīng)的弧形槽內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的采用電阻應(yīng)變式車削測力儀的標(biāo)定裝置，其特征在于所述的Y定滑輪結(jié)構(gòu)包括通過螺紋軸設(shè)置在車床架上的Y軸承，所述螺紋軸固定在車床架上，Y軸承裝配在螺紋軸上，Y加載繩繞過Y軸承的外圈的外周。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的采用電阻應(yīng)變式車削測力儀的標(biāo)定裝置，其特征在于所述的螺紋軸通過固定在固定裝配在車床架上的階梯軸狀的卡頭固定在車床架上，所述的卡頭的小直徑段卡設(shè)固定在車床的三爪卡盤內(nèi)，螺紋軸的螺紋端旋設(shè)在卡頭的外側(cè)端面上設(shè)置的螺紋孔內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的采用電阻應(yīng)變式車削測力儀的標(biāo)定裝置，其特征在于所述的X加載繩、Y加載繩和Z加載繩的對應(yīng)端的防脫結(jié)構(gòu)均為打設(shè)的結(jié)。
7.一種采用電阻應(yīng)變式車削測力儀的標(biāo)定方法，其特征在于該標(biāo)定方法包括如下步驟 (1)制作模擬刀頭，使得模擬刀頭的尾部適于裝配在偏頭側(cè)切刀桿上，并在模擬刀頭的頭部設(shè)置X方向的加載通孔、Y方向的加載通孔和Z方向的加載通孔，并使得三個加載通孔分別沿與偏頭側(cè)切刀桿的X、Y、Z三個方向延伸，并且三個加載通孔處在偏頭側(cè)切刀桿上裝配適配的刀頭時(shí)刀尖所在的位置； (2)將八角環(huán)形電阻應(yīng)變式車削測力儀固定于車床刀架臺上，將偏頭側(cè)切式刀桿固定于八角環(huán)形電阻應(yīng)變式車削測力儀上，再用螺栓將模擬刀頭固定在偏頭側(cè)切式刀桿上； (3)將X加載繩的前端穿過模擬刀頭的X方向的加載通孔中并打結(jié)防脫，然后使X加載繩的后端沿X方向的加載通孔的軸向向后延伸并繞過設(shè)置在車床架上的X定滑輪結(jié)構(gòu)向下與砝碼盤固定連接； (4)改變與X加載繩相連的砝碼盤中的砝碼的個數(shù)和/或質(zhì)量，并測得對應(yīng)不同荷所產(chǎn)生的應(yīng)變值； (5)將X加載繩拆下，并將Y加載繩的外端穿過模擬刀頭的Y方向的加載通孔中并打結(jié)防脫，然后使Y加載繩的內(nèi)端沿Y方向的加載通孔的軸向向車床刀架臺延伸并繞過裝配在車床架上的Y定滑輪結(jié)構(gòu)向下與砝碼盤固定連接； (6)改變與Y加載繩相連的砝碼盤中的砝碼的個數(shù)和/或質(zhì)量，并測得對應(yīng)不同荷所產(chǎn)生的應(yīng)變值； (7)將Y加載繩拆下，并將Z加載繩的上端穿過模擬刀頭的Z方向的加載通孔中并打結(jié)防脫，Z加載繩的下端沿Z方向的加載通孔的軸向向下與砝碼盤固定連接； (8)改變與Y加載繩相連的砝碼盤中的砝碼的個數(shù)和/或質(zhì)量，并測得對應(yīng)不同荷所產(chǎn)生的應(yīng)變值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的采用電阻應(yīng)變式車削測力儀的標(biāo)定方法，其特征在于所述的X定滑輪結(jié)構(gòu)包括通過支撐軸設(shè)置在車床架上的X軸承，所述支撐軸固定在車床架上，X軸承裝配在支撐軸上，X加載繩繞過X軸承的外圈的外周。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的采用電阻應(yīng)變式車削測力儀的標(biāo)定方法，其特征在于所述的支撐軸通過固定裝配在車床架上的套筒固定在車床架上，所述套筒的一端固定設(shè)置在車床尾座頂尖的通孔中，套筒的另一端伸出車床尾座頂尖的通孔的后端，套筒伸出車床尾座頂尖的通孔后端的部分設(shè)置有由水平平面和豎直平面切下的缺口，套筒的兩側(cè)筒壁的水平切面上設(shè)置有與支撐軸的兩端吻合配合的弧形槽，支撐軸的兩端固定設(shè)置在對應(yīng)的弧形槽內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8或9所述的八角環(huán)形電阻應(yīng)變式車削測力儀的標(biāo)定裝方法，其特征在于所述的Y定滑輪結(jié)構(gòu)包括通過螺紋軸設(shè)置在車床架上的Y軸承，所述螺紋軸固定在車床架上，Y軸承裝配在螺紋軸上，Y加載繩繞過Y軸承的外圈的外周，所述的螺紋軸通過固定在固定裝配在車床架上的階梯軸狀的卡頭固定在車床架上，所述的卡頭的小直徑段卡設(shè)固定在車床的三爪卡盤內(nèi)，螺紋軸的螺紋端旋設(shè)在卡頭的外側(cè)端面上設(shè)置的螺紋孔內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用電阻應(yīng)變式車削測力儀的標(biāo)定裝置及標(biāo)定方法，其標(biāo)定方法采用的標(biāo)定裝置的車床刀架臺上固定設(shè)置有八角環(huán)形電阻應(yīng)變式車削測力儀，八角環(huán)形電阻應(yīng)變式車削測力儀上緊固有偏頭側(cè)切刀桿，偏頭側(cè)切刀桿上固設(shè)有模擬刀頭，模擬刀頭的頭部設(shè)置有分別沿偏頭側(cè)切刀桿的X、Y、Z三個方向延伸的X方向的加載通孔、Y方向的加載通孔和Z方向的加載通孔，三個加載通孔處在偏頭側(cè)切刀桿上裝配適配的刀頭時(shí)刀尖所在的位置，該標(biāo)定裝置還包括分別設(shè)置在各自對應(yīng)的加載通孔中的X方向標(biāo)定裝置、Y方向標(biāo)定裝置和Z方向標(biāo)定裝置，X方向標(biāo)定裝置與Y方向標(biāo)定裝置均包括加載繩和定滑輪結(jié)構(gòu)以及砝碼盤，Z方向標(biāo)定裝置包括加載繩和定滑輪結(jié)構(gòu)。
文檔編號B23Q17/09GK102672538SQ20111045877
公開日2012年9月19日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者任鳳章, 吳銳, 孫娟, 張旦聞, 李鋒軍, 王宇飛, 田保紅, 申曉妮, 肖麗麗, 趙士陽, 黃勝操 申請人:河南科技大學(xué)