一種數(shù)控機(jī)床整機(jī)靜剛度檢測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種數(shù)控機(jī)床整機(jī)靜剛度檢測(cè)裝置，包括檢測(cè)部分、執(zhí)行部分、加載部分三個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，其中所述加載部分為液壓系統(tǒng)；所述執(zhí)行部分主體為基座，在所述基座上開(kāi)有三個(gè)垂直方向的通孔；在X方向兩端分別為有孔端蓋和套環(huán)Ⅰ，在所述有孔端蓋與所述套環(huán)Ⅰ之間依次安裝有橫向活塞、力傳感器Ⅰ、探頭Ⅰ，最外側(cè)為壓板Ⅰ，所述力傳感器Ⅰ安裝在所述橫向活塞外桿上，由錐芯Ⅰ進(jìn)行固定；在Z方向上兩端則為無(wú)孔端蓋和所述套環(huán)Ⅱ。本發(fā)明采用集成化的方法將三個(gè)垂直方向的液壓缸集成到一起，大大減小了裝置的整體尺寸及自重，并通過(guò)自行設(shè)計(jì)創(chuàng)新完成了三自由加載單元的全部設(shè)計(jì)，彌補(bǔ)了以往相關(guān)研究成果的缺陷，可靠性高，且應(yīng)用方便。
【專利說(shuō)明】一種數(shù)控機(jī)床整機(jī)靜剛度檢測(cè)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域的性能檢測(cè)裝置，特別是關(guān)于一種數(shù)控機(jī)床整機(jī)靜剛度檢測(cè)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)控機(jī)床的整機(jī)靜剛度是指其在空間中三個(gè)垂直方向上承受恒定載荷時(shí)抵抗變形的能力，是機(jī)床設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)，機(jī)床的靜態(tài)性能會(huì)影響其動(dòng)態(tài)特性，在恒定載荷及自身重力的作用下的機(jī)床的靜態(tài)變形不但會(huì)改變零部件的幾何精度，降低加工質(zhì)量，還會(huì)對(duì)機(jī)床的抗振性、生產(chǎn)率、噪聲、工作壽命、運(yùn)動(dòng)平衡性、發(fā)熱和磨損等各項(xiàng)性能造成影響，為了準(zhǔn)確并可靠地設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床的主軸及其他部件，有必要對(duì)數(shù)控機(jī)床的整機(jī)靜剛度進(jìn)行測(cè)試和分析。
[0003]數(shù)控機(jī)床整機(jī)靜剛度測(cè)試系統(tǒng)開(kāi)發(fā)涉及到三維切削力模擬加載裝置設(shè)計(jì)、加載力檢測(cè)、機(jī)床變形檢測(cè)、數(shù)據(jù)后處理及繪制剛度曲線等基礎(chǔ)理論及實(shí)驗(yàn)技術(shù)方面的研究工作，目前國(guó)內(nèi)外已有一些學(xué)者進(jìn)行過(guò)相關(guān)的研究，也有很多關(guān)于普通機(jī)床及數(shù)控機(jī)床靜剛度的測(cè)試方法的研究成果和文獻(xiàn)發(fā)表，但在這些成果中針對(duì)數(shù)控機(jī)床的整機(jī)靜剛度已開(kāi)發(fā)的測(cè)試方法大多只能測(cè)量某一方向，而非X、Y、Z三個(gè)垂直方向同時(shí)測(cè)量,不僅改變測(cè)量方向較為困難，而且不符合工件加工的實(shí)際情況，局限性明顯，其他研究成果雖然可同時(shí)測(cè)三個(gè)方向靜剛度，但其測(cè)試系統(tǒng)大多為臨時(shí)組裝，遠(yuǎn)不夠集成化，且大量學(xué)者的研究?jī)H停留在方案構(gòu)想或者試驗(yàn)上。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題而提供一種數(shù)控機(jī)床整機(jī)靜剛度檢測(cè)裝置，該裝置可同時(shí)對(duì)三個(gè)方向進(jìn)行加載和測(cè)量。
[0005]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是:一種數(shù)控機(jī)床整機(jī)靜剛度檢測(cè)裝置，可分為檢測(cè)部分、執(zhí)行部分、加載部分三個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，其中所述加載部分為液壓系統(tǒng)，而所述執(zhí)行部分為本發(fā)明的創(chuàng)新所在。
[0006]所述執(zhí)行部分主體為基座，在所述基座上開(kāi)有三個(gè)垂直方向的通孔，在X、Y方向上其結(jié)構(gòu)完全相同；在X方向兩端分別為有孔端蓋和套環(huán)I，在所述有孔端蓋與所述套環(huán)I之間依次安裝有橫向活塞、力傳感器1、探頭I，最外側(cè)為壓板I，所述力傳感器I安裝在所述橫向活塞外桿上，由錐芯I進(jìn)行固定；在Z方向上則為無(wú)孔端蓋和所述套環(huán)II，在所述無(wú)孔端蓋與所述套環(huán)II之間依次安裝有豎向活塞、力傳感器I1、探頭II，最外側(cè)為壓板II，所述力傳感器II安裝在所述豎向活塞外桿上，由錐芯II進(jìn)行固定；
[0007]所述力傳感器I的導(dǎo)線通過(guò)線罩進(jìn)行保護(hù)，以防止其拉斷，所述橫向活塞采用擋圈I及徑向O型橡膠密封圈I進(jìn)行密封，所述有孔端蓋與所述基體之間采用軸向O型橡膠密封圈I密封，所述套環(huán)I與碟簧I接觸，所述碟簧I另一端為所述橫向活塞，圓柱螺旋壓縮彈簧I位于所述橫向活塞的底孔中。
[0008]所述豎向活塞采用擋圈II及徑向O型橡膠密封圈II進(jìn)行密封，所述無(wú)孔端蓋與所述基體之間采用軸向O型橡膠密封圈II密封，所述套環(huán)II與碟簧II接觸，所述碟簧II另一端為所述豎向活塞，圓柱螺旋壓縮彈簧II位于所述豎向活塞的底孔中；
[0009]所述檢測(cè)部分包括檢驗(yàn)棒、電渦流位移傳感器、位移傳感器固定支架及位移傳感器安裝支架，所述檢驗(yàn)棒經(jīng)再加工后獲得接觸平面及測(cè)量平面，可供所述電渦流位移傳感器進(jìn)行X、Y、Z三個(gè)方向的測(cè)量，所述位移傳感器固定支架及所述位移傳感器安裝支架用于所述電渦流位移傳感器的安裝。
[0010]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0011]I)采用集成化的方法將三個(gè)垂直方向的液壓缸集成到一起，大大減小了裝置的整體尺寸及自重，并通過(guò)自行設(shè)計(jì)創(chuàng)新完成了三自由加載單元的全部設(shè)計(jì)，彌補(bǔ)了以往相關(guān)研究成果的缺陷。
[0012]2)采用液壓方式加載，可靠性高，且應(yīng)用方便。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明執(zhí)行部分即三自由加載單元的裝配結(jié)構(gòu)三維示意圖；
[0014]圖2是本發(fā)明執(zhí)行部分即三自由加載單元的裝配結(jié)構(gòu)二維示意圖；
[0015]圖3是檢驗(yàn)棒再加工示意圖，其中圖3(a)為軸向視圖，圖3(b)正向視圖；
[0016]圖4為電渦流位移傳感器安裝示意圖；
[0017]圖中標(biāo)號(hào)名稱:
[0018]1.基座，2.探頭II，3.壓板II，4.套環(huán)II，5.有孔端蓋，6.線罩，7.無(wú)孔端蓋，8.豎向活塞，9.錐芯I，10.力傳感器I，11.碟簧I，12.橫向活塞，13.擋圈I，14.徑向O型橡膠密封圈I，15.軸向O型橡膠密封圈I，16.圓柱螺旋壓縮彈簧I，17.檢驗(yàn)棒，18.電渦流位移傳感器，19.位移傳感器固定支架，20.位移傳感器安裝支架，21.錐芯II，22.力傳感器11,23.碟簧II，24.圓柱螺旋壓縮彈簧II，25.擋圈II，26.徑向O型橡膠密封圈II，27.軸向O型橡膠密封圈II，28.探頭I，29.壓板I，30.套環(huán)I

【具體實(shí)施方式】
[0019]為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下:
[0020]請(qǐng)參見(jiàn)圖1至圖4，本發(fā)明為一種數(shù)控機(jī)床整機(jī)靜剛度檢測(cè)裝置，可分為檢測(cè)部分、執(zhí)行部分、加載部分三個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，其中所述加載部分為液壓系統(tǒng)，而所述執(zhí)行部分為本發(fā)明的創(chuàng)新所在。
[0021]所述執(zhí)行部分主體為基座I，在所述基座I上開(kāi)有三個(gè)垂直方向的通孔，在X、Y方向上其結(jié)構(gòu)完全相同；在乂方向兩端分別為有孔端蓋5和套環(huán)I 30，在所述有孔端蓋5與所述套環(huán)I 30之間依次安裝有橫向活塞12、力傳感器I 10、探頭I 28，最外側(cè)為壓板I 29，所述力傳感器I 10安裝在所述橫向活塞12外桿上，由錐芯I 9進(jìn)行固定；在Z方向上則為無(wú)孔端蓋7和所述套環(huán)II 4，在所述無(wú)孔端蓋7與所述套環(huán)II 4之間依次安裝有豎向活塞8、力傳感器II 22、探頭II 2，最外側(cè)為壓板II 3，所述力傳感器II 22安裝在所述豎向活塞8外桿上，由錐芯II 21進(jìn)行固定。
[0022]所述力傳感器I 10的導(dǎo)線需進(jìn)行保護(hù)，防止拉斷，線罩6可達(dá)到此要求，所述橫向活塞12采用擋圈I 13及徑向O型橡膠密封圈I 14進(jìn)行密封，所述有孔端蓋5與所述基體I之間采用軸向O型橡膠密封圈I 15密封，所述套環(huán)I 30與碟簧I 11接觸，所述碟簧I 11另一端為所述橫向活塞12，圓柱螺旋壓縮彈簧I 16位于所述橫向活塞12的底孔中。
[0023]所述豎向活塞8采用擋圈II 25及徑向O型橡膠密封圈II 26進(jìn)行密封，所述無(wú)孔端蓋7與所述基體I之間采用軸向O型橡膠密封圈II 27密封，所述套環(huán)II 4與碟簧II 23接觸，所述碟簧II 23另一端為所述豎向活塞8，圓柱螺旋壓縮彈簧II 24位于所述豎向活塞8的底孔中。
[0024]所述檢測(cè)部分包括檢驗(yàn)棒17、電渦流位移傳感器18、位移傳感器固定支架19及位移傳感器安裝支架20，所述檢驗(yàn)棒17經(jīng)再加工后獲得接觸平面及測(cè)量平面，可供所述電渦流位移傳感器18進(jìn)行X、Y、Z三個(gè)方向的測(cè)量，所述位移傳感器固定支架19及所述位移傳感器安裝支架20用于所述電渦流位移傳感器18的安裝。
[0025]本發(fā)明的工作原理:
[0026]以X方向舉例，液壓油自油孔進(jìn)入液壓缸后，橫向活塞12受液壓力向左運(yùn)動(dòng)，迫使碟簧I 11產(chǎn)生變形，且推動(dòng)力傳感器I 10及探頭I 28向左運(yùn)動(dòng)，在一定時(shí)間后，探頭I 28與檢驗(yàn)棒17接觸，若液壓力繼續(xù)增大，檢驗(yàn)棒17將產(chǎn)生變形并不斷增大，而電渦流位移傳感器18和力傳感器I 10的檢測(cè)信號(hào)將由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)送到電腦上。
[0027]卸載時(shí)，液壓力減小，檢驗(yàn)棒17的變形也會(huì)減小，進(jìn)而推動(dòng)探頭I 28向右微小運(yùn)動(dòng)，碟簧I 11起復(fù)位作用，可使橫向活塞12回到初始位置，圓柱螺旋壓縮彈簧I 16起緩沖作用，防止橫向活塞12復(fù)位速度過(guò)快，撞上有孔端蓋5。
[0028]橫向活塞12與錐芯I 9采用螺紋連接，錐芯I 9前端為錐面，左右兩端各截去一塊，恰可伸入探頭I 28對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)條孔中，達(dá)到最大深度后，兩者軸向徑向均留有空隙，將探頭I 28旋轉(zhuǎn)90度即可保證工作行程時(shí)錐芯I 9對(duì)探頭I 28無(wú)推力，回程時(shí)有拉力，使探頭I 28回到初始位置，且錐芯I 9的環(huán)形端面也起到固定力傳感器I 10的作用。
[0029]盡管上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以作出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)控機(jī)床整機(jī)靜剛度檢測(cè)裝置，包括檢測(cè)部分、執(zhí)行部分、加載部分三個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，其特征在于: 其中所述加載部分為液壓系統(tǒng)； 所述執(zhí)行部分主體為基座，在所述基座上開(kāi)有三個(gè)垂直方向的通孔，在X、Y方向上其結(jié)構(gòu)完全相同；在X方向兩端分別為有孔端蓋和套環(huán)I，在所述有孔端蓋與所述套環(huán)I之間依次安裝有橫向活塞、力傳感器1、探頭I，最外側(cè)為壓板I，所述力傳感器I安裝在所述橫向活塞外桿上，由錐芯I進(jìn)行固定；在Z方向上則為無(wú)孔端蓋和所述套環(huán)II，在所述無(wú)孔端蓋與所述套環(huán)II之間依次安裝有豎向活塞、力傳感器I1、探頭II，最外側(cè)為壓板II，所述力傳感器II安裝在所述豎向活塞外桿上，由錐芯II進(jìn)行固定； 所述檢測(cè)部分包括檢驗(yàn)棒、電渦流位移傳感器、位移傳感器固定支架及位移傳感器安裝支架，所述檢驗(yàn)棒經(jīng)再加工后獲得接觸平面及測(cè)量平面，可供所述電渦流位移傳感器進(jìn)行X、Y、Z三個(gè)方向的測(cè)量，所述位移傳感器固定支架及所述位移傳感器安裝支架用于所述電渦流位移傳感器的安裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控機(jī)床整機(jī)靜剛度檢測(cè)裝置，其特征在于，所述力傳感器I的導(dǎo)線通過(guò)線罩進(jìn)行保護(hù)，以防止其拉斷，所述橫向活塞采用擋圈I及徑向O型橡膠密封圈I進(jìn)行密封，所述有孔端蓋與所述基體之間采用軸向O型橡膠密封圈I密封，所述套環(huán)I與碟簧I接觸，所述碟簧I另一端為所述橫向活塞，圓柱螺旋壓縮彈簧I位于所述橫向活塞的底孔中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控機(jī)床整機(jī)靜剛度檢測(cè)裝置，其特征在于，所述豎向活塞采用擋圈II及徑向O型橡膠密封圈II進(jìn)行密封，所述無(wú)孔端蓋與所述基體之間采用軸向O型橡膠密封圈II密封，所述套環(huán)II與碟簧II接觸，所述碟簧II另一端為所述豎向活塞，圓柱螺旋壓縮彈簧II位于所述豎向活塞的底孔中。
【文檔編號(hào)】G01M13/00GK104296989SQ201410613924
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月4日
【發(fā)明者】呂術(shù)亮, 張瑩, 國(guó)冬 申請(qǐng)人:鼎奇(天津)主軸科技有限公司