在車床上對車削測力儀進(jìn)行標(biāo)定的標(biāo)定方法及標(biāo)定裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種在車床上對車削測力儀進(jìn)行標(biāo)定的標(biāo)定方法及標(biāo)定裝置，標(biāo)定方法采用的是在車床上對車削測力儀進(jìn)行標(biāo)定，待標(biāo)定的車削測力儀安裝在車床上，將模擬刀頭對應(yīng)固設(shè)在車削測力儀上，將標(biāo)定架對應(yīng)安裝在車床上，使車床的三爪卡盤及尾座和車床的導(dǎo)軌形成對標(biāo)定架的支撐定位，然后將用于向模擬刀頭施加X向、Y向及Z向中至少一向的定向作用力的螺旋加載機(jī)構(gòu)對應(yīng)安裝在安裝架體上，根據(jù)標(biāo)定要求，由螺旋加載機(jī)構(gòu)對模擬刀頭施加定向作用力，對車削測力儀進(jìn)行標(biāo)定。本發(fā)明所提供的標(biāo)定裝置充分考慮并利用了車床自身的結(jié)構(gòu)，利用車床的三爪卡盤、尾座及導(dǎo)軌作為支撐，使得標(biāo)定裝置在對車削測力儀進(jìn)行標(biāo)定時不發(fā)生偏轉(zhuǎn)或偏移，保證標(biāo)定精度。
【專利說明】在車床上對車削測力儀進(jìn)行標(biāo)定的標(biāo)定方法及標(biāo)定裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在車床上對車削測力儀進(jìn)行標(biāo)定的標(biāo)定方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]車削測力儀可對車削刀具在工作時所承受的三向力即進(jìn)給抗力(X向)、切深抗力(Y向)及主切削力(Z向)進(jìn)行實(shí)時的測量。測量時，將車削測力儀固定在車床的刀架臺上，然后將車削刀具固設(shè)在車削測力儀上，在車削刀具對工件進(jìn)行車削加工的同時由車削測力儀對車削刀具所承受的三向作用力進(jìn)行測量。而在使用車削測力儀對車削刀具進(jìn)行測量前需要通過標(biāo)定裝置對其進(jìn)行準(zhǔn)確標(biāo)定，以便找出輸入(加載力)與輸出(電信號)之間的關(guān)系O
[0003]在文獻(xiàn)“張悅琴，李鋒.切削測力儀標(biāo)定裝置的研制[J].湖北汽車工業(yè)學(xué)院學(xué)報，1999，13(4): 30-33.”中介紹了一種用于對電阻應(yīng)變式切削測力儀進(jìn)行標(biāo)定的標(biāo)定裝置，標(biāo)定時，將待標(biāo)定的測力儀安裝在標(biāo)定裝置上，由標(biāo)定裝置上安裝有的加載方向分別對應(yīng)X向、Y向和Z向的三個螺旋加載機(jī)構(gòu)對安裝在待標(biāo)定的測力儀上的模擬刀頭進(jìn)行加載，每個螺旋加載機(jī)構(gòu)均包括用于與模擬刀頭頂壓接觸的測力計和用于向測力計施加載荷的加力旋鈕，標(biāo)定時，測力計的鋼球與模擬刀頭對應(yīng)處接觸，旋轉(zhuǎn)加力旋鈕，受力后測力儀內(nèi)部傳感器有電信號輸出，傳送給計算機(jī)進(jìn)行處理，找出作用于測力儀上的力與輸出電信號之間的關(guān)系。標(biāo)定裝置根據(jù)需要可以進(jìn)行逐向標(biāo)定或?qū)θ齻€方向的受力同時進(jìn)行標(biāo)定。
[0004]但上述標(biāo)定裝置是在自制的標(biāo)定裝置上進(jìn)行模擬的，并不是直接在車床上進(jìn)行標(biāo)定，使得測力儀所處的標(biāo)定環(huán)境與實(shí)際測量時的工作環(huán)境不一致，在將測力儀從標(biāo)定裝置上拆下，再安裝在車床的刀架臺上以對車削刀具進(jìn)行測量，此時，因為測力儀所處環(huán)境發(fā)生改變，之前對測力儀的標(biāo)定結(jié)果與實(shí)際車削時會有較大出入，而現(xiàn)有的標(biāo)定裝置又無法直接安裝在車床上對固定在車床上的車削測力儀進(jìn)行標(biāo)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種可直接在車床上對模擬刀頭進(jìn)行加載以標(biāo)定車削測力儀的標(biāo)定方法；同時，本發(fā)明還提供一種在車床上實(shí)施標(biāo)定方法的標(biāo)定裝置。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的在車床上對車削測力儀進(jìn)行標(biāo)定的標(biāo)定方法的技術(shù)方案是:在車床上對車削測力儀進(jìn)行標(biāo)定的標(biāo)定方法，該標(biāo)定方法包括如下步驟:
(1)將待標(biāo)定的車削測力儀對應(yīng)安裝在車床的刀架臺上，將模擬刀頭對應(yīng)固設(shè)在車削測力儀上；
(2)將標(biāo)定架對應(yīng)安裝在車床上，標(biāo)定架包括用于安裝螺旋加載機(jī)構(gòu)的安裝架體和用于支撐安裝架體的支撐座，將安裝架體的左右兩端對應(yīng)設(shè)有的兩頂尖孔或兩頂尖對應(yīng)與車床的三爪卡盤及尾座上分別設(shè)有的擋止件上的頂尖或頂尖孔對應(yīng)插配，安裝架體上的兩頂尖孔或兩頂尖的軸線重合，將支撐座固連在車床的導(dǎo)軌上；
(3)將用于向模擬刀頭施加X向、Y向及Z向中至少一向的定向作用力的螺旋加載機(jī)構(gòu)對應(yīng)安裝在安裝架體上；
(4)根據(jù)標(biāo)定要求，由螺旋加載機(jī)構(gòu)對模擬刀頭施加定向作用力，對車削測力儀進(jìn)行單向標(biāo)定或兩向標(biāo)定或三向逐向標(biāo)定或三向同時標(biāo)定。
[0007]本發(fā)明所提供的用于在車床上對車削測力儀進(jìn)行標(biāo)定的標(biāo)定裝置的技術(shù)方案是:在車床上對車削測力儀進(jìn)行標(biāo)定的標(biāo)定裝置，包括用于向固設(shè)于車削測力儀上的模擬刀頭施加X向、Y向及Z向中至少一向的定向作用力的螺旋加載機(jī)構(gòu)，所述的標(biāo)定裝置還包括用于安裝在固設(shè)有車削測力儀的車床上的標(biāo)定架，標(biāo)定架包括安裝架體，所述螺旋加載機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述安裝架體上，安裝架體的左右兩端對應(yīng)設(shè)有用于在車床主軸延伸的左右方向上與車床的三爪卡盤及尾座上分別設(shè)有的擋止件上的頂尖或頂尖孔對應(yīng)插配的兩頂尖孔或兩頂尖，安裝架體上的兩頂尖孔或兩頂尖沿左右方向分布，安裝架體上的兩頂尖孔或兩頂尖的軸線重合，所述標(biāo)定架還包括用于與車床的導(dǎo)軌可拆固連以支撐安裝架體的支撐座，支撐座和安裝架體采用下述其中一種聯(lián)接方式聯(lián)接:
(1)支撐座和安裝架體固定連接；
(2)支撐座包括用于與車床的導(dǎo)軌可拆固連的安裝底座，安裝底座與安裝架體之間設(shè)有可驅(qū)動安裝架體繞所述安裝架體上的兩頂尖孔或兩頂尖的軸線轉(zhuǎn)動并在安裝架體轉(zhuǎn)動調(diào)整后對安裝架體定位鎖止的支撐調(diào)整機(jī)構(gòu)。
[0008]所述的安裝架體包括沿左右方向布置的左頂桿、右頂桿及橋接在兩頂桿之間的Y向標(biāo)定夾具、Z向標(biāo)定夾具，所述安裝架體上的兩頂尖孔對應(yīng)設(shè)置在兩頂桿的外端，螺旋加載機(jī)構(gòu)包括對應(yīng)左右方向的X向螺旋加載機(jī)構(gòu)、對應(yīng)前后方向的Y向螺旋加載機(jī)構(gòu)及對應(yīng)上下方向的Z向螺旋加載機(jī)構(gòu)，X向螺旋加載機(jī)構(gòu)設(shè)置在右頂桿上，Y向標(biāo)定夾具包括沿前后方向并行延伸并分別對應(yīng)與兩頂桿固定裝配的兩個Y向連桿及橋接在兩Y向連桿之間的沿左右方向延伸的Y向橫桿，所述Y向螺旋加載機(jī)構(gòu)設(shè)置在Y向橫桿上，Z向標(biāo)定夾具包括沿上下方向并行延伸并分別對應(yīng)與兩頂桿固定裝配的兩個Z向連桿及橋接在兩Z向連桿之間的沿左右方向延伸的Z向橫桿，所述Z向螺旋加載機(jī)構(gòu)設(shè)置在Z向橫桿上。
[0009]所述的Z向標(biāo)定夾具在上下方向上處于兩頂桿的中心線的一側(cè)，在兩頂桿的中心線的另一側(cè)設(shè)有Z向加強(qiáng)桿機(jī)構(gòu)，Z向加強(qiáng)桿機(jī)構(gòu)包括沿上下方向并行延伸并分別對應(yīng)與兩頂桿固定裝配的兩個Z向加強(qiáng)連桿及橋接在兩Z向加強(qiáng)連桿之間的沿左右方向延伸的Z向加強(qiáng)橫桿。
[0010]所述的Y向標(biāo)定夾具的Y向連桿上設(shè)有沿前后方向延伸的導(dǎo)向長孔，所述支撐座還包括對應(yīng)Y向連桿的導(dǎo)向長孔布置并固設(shè)在所述安裝底座上的立柱，所述支撐調(diào)整機(jī)構(gòu)為螺旋調(diào)整機(jī)構(gòu)，螺旋調(diào)整機(jī)構(gòu)包括軸向沿上下反向延伸的插裝在所述Y向連桿的導(dǎo)向長孔中并與該導(dǎo)向長孔移動配合的支撐螺柱，支撐螺柱的上下兩端分別對應(yīng)設(shè)有上螺紋段、下螺紋段，支撐螺柱的下螺紋段對應(yīng)與所述立柱的頂部開設(shè)有向下延伸的螺紋孔螺旋插接，支撐螺柱上設(shè)有與對應(yīng)Y向連桿頂壓配合以在支撐螺柱轉(zhuǎn)動時可驅(qū)動安裝架體繞所述兩頂尖孔的軸線轉(zhuǎn)動的支撐凸緣，支撐螺柱的上螺紋段上螺旋套裝有用于緊固連接支撐螺柱和安裝架體的緊固螺母。
[0011]所述的標(biāo)定裝置包括模擬刀頭，該模擬刀頭上開設(shè)有與X向螺旋加載機(jī)構(gòu)對應(yīng)的X向加載孔、與Y向螺旋加載機(jī)構(gòu)對應(yīng)的Y向加載孔及與Z向螺旋加載機(jī)構(gòu)的Z向加載孔，三個螺旋加載孔的中心線相交于設(shè)定的交匯點(diǎn)，所述三個螺旋加載機(jī)構(gòu)均包括測力計和加力旋鈕，測力計具有與對應(yīng)加載孔對應(yīng)的壓力輸出端和與加力旋鈕相對應(yīng)的壓力輸入端，在加力旋鈕和測力計的壓力輸入端之間設(shè)有用于傳遞加力旋鈕向測力計施加壓力的中間傳力滑塊，所述螺旋加載機(jī)構(gòu)還包括固設(shè)在安裝架體上的與中間傳力滑塊在加力旋鈕軸向上移動配合、在加力旋鈕周向上止旋配合的止旋套。
[0012]本發(fā)明的有益之處是:本發(fā)明所提供的標(biāo)定方法及標(biāo)定裝置均可直接在車床上對車削測力儀進(jìn)行標(biāo)定，使用時，將待標(biāo)定的車削測力儀安裝在車床的刀架臺上，并將模擬刀頭固定設(shè)置在車削測力儀上，再將標(biāo)定架安裝在對應(yīng)的車床上，使車床的三爪卡盤及尾座對應(yīng)安裝的擋止件上的頂尖孔或頂尖與安裝架體上的兩頂尖孔或兩頂尖對應(yīng)插配，通過頂尖與頂尖孔的對應(yīng)插配在安裝架體的左右兩端形成兩個支點(diǎn)，兩支點(diǎn)構(gòu)成對安裝架體的5個自由度的限位，然后由固連在車床的導(dǎo)軌上的支撐座對安裝架體支撐以形成支點(diǎn)，進(jìn)而限制安裝架體在繞兩頂尖孔或兩頂尖的軸線的周向上的自由度，這樣，通過車床的三爪卡盤及尾座以及固連在車床的導(dǎo)軌上的支撐座的配合在6個自由度上對安裝架體形成定位，保證安裝架體安裝在車床上的穩(wěn)定性，這樣，在將用于向模擬刀頭施加定向作用力的螺旋加載機(jī)構(gòu)設(shè)置在安裝架體上后，螺旋加載機(jī)構(gòu)可以向模擬刀頭施加穩(wěn)定的定向作用力，進(jìn)而保證對車削測力儀的準(zhǔn)確標(biāo)定，標(biāo)定時，可根據(jù)標(biāo)定要求，通過向模擬刀頭施加至少一向的定向作用力以對車削測力儀進(jìn)行逐向標(biāo)定或者是三向同時標(biāo)定。本發(fā)明所提供的標(biāo)定裝置中，支撐座可以通過與安裝架體固定連接以形成支點(diǎn)，也可以通過支撐調(diào)整機(jī)構(gòu)在驅(qū)動安裝架體轉(zhuǎn)動調(diào)整后再對安裝架體定位鎖止以形成支點(diǎn)，后一種支撐座和安裝架體的聯(lián)接方式可以使得標(biāo)定裝置適用于不同類型的車床及車削測力儀，可以加強(qiáng)標(biāo)定裝置的適用性。本發(fā)明所提供的標(biāo)定裝置充分考慮并利用了車床自身的結(jié)構(gòu)，利用車床的三爪卡盤、尾座及導(dǎo)軌作為支撐，可保證標(biāo)定裝置在對車削測力儀進(jìn)行標(biāo)定時不發(fā)生偏轉(zhuǎn)或偏移，進(jìn)而保證標(biāo)定精度。
[0013]進(jìn)一步的，在兩頂尖孔的中心線的上下兩側(cè)分別布置有Z向標(biāo)定夾具和Z向加強(qiáng)桿機(jī)構(gòu)，Z向加強(qiáng)桿機(jī)構(gòu)可有效提高Z向標(biāo)定夾具及安裝架體的強(qiáng)度，還可以提高安裝架體的穩(wěn)定性。
[0014]進(jìn)一步的，螺旋加載機(jī)構(gòu)包括固設(shè)在安裝架體上的止旋套，這樣，當(dāng)加力旋鈕轉(zhuǎn)動以通過中間傳力滑塊向測力計施加壓力時，中間傳力滑塊與止旋套在加力旋鈕的軸向上移動配合、在加力旋鈕的周向上轉(zhuǎn)動配合，這樣，中間傳力滑塊僅能向測力計傳遞軸向上的作用力，可有效避免周向轉(zhuǎn)矩對測力計的影響，從而提高標(biāo)定精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明所提供的用于在車床上對車削測力儀進(jìn)行標(biāo)定的標(biāo)定裝置一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1所示標(biāo)定裝置的主視圖(Y向標(biāo)定夾具未顯示)；
圖3是圖1所示標(biāo)定夾具的俯視圖(Z向標(biāo)定夾具未顯示)；
圖4是圖1所示標(biāo)定裝置的側(cè)視圖；
圖5是圖2中Z向止旋套的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是圖3中Z向中間傳力滑塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7是圖2中右頂桿的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8是圖2中左頂桿的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9是圖3中X向加載螺套的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖10是圖3中X向止旋套的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖11是圖1中模擬刀頭的立體示意圖；
圖12是圖3中Y向連桿的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖13是圖4中支撐螺柱的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖14是將圖1所示標(biāo)定裝置安裝在車床上以對車削測力儀進(jìn)行標(biāo)定時的結(jié)構(gòu)示意圖。【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明所提供的在車床上對車削測力儀進(jìn)行標(biāo)定的標(biāo)定方法，該標(biāo)定方法包括如下步驟:
(1)將待標(biāo)定的車削測力儀對應(yīng)安裝在車床的刀架臺上，將模擬刀頭對應(yīng)固設(shè)在車削測力儀上；
(2)將標(biāo)定架對應(yīng)安裝在車床上，標(biāo)定架包括用于安裝螺旋加載機(jī)構(gòu)的安裝架體和用于支撐安裝架體的支撐座，將安裝架體的左右兩端對應(yīng)設(shè)有的兩頂尖孔或兩頂尖對應(yīng)與車床的三爪卡盤及尾座上分別設(shè)有的擋止件上的頂尖或頂尖孔對應(yīng)插配，安裝架體上的兩頂尖孔或兩頂尖的軸線重合，將支撐座固連在車床的導(dǎo)軌上；
(3)將用于向模擬刀頭施加X向、Y向及Z向中至少一向的定向作用力的螺旋加載機(jī)構(gòu)對應(yīng)安裝在安裝架體上；
(4)根據(jù)標(biāo)定要求，由螺旋加載機(jī)構(gòu)對模擬刀頭施加定向作用力，對車削測力儀進(jìn)行單向標(biāo)定或兩向標(biāo)定或三向逐向標(biāo)定或三向同時標(biāo)定。
[0017]在上述步驟一中，模擬刀頭已經(jīng)制作完成，模擬刀頭也可以現(xiàn)場制作，使模擬刀頭的尾部適于裝配在通用刀桿上，并在模擬刀頭的三個相互垂直的相鄰側(cè)面上分別加工X向加載孔、Y向加載孔和Z向加載孔，并使得三個加載孔的中心線相交匯于設(shè)定的交匯點(diǎn)，該交匯點(diǎn)處在通用刀桿上裝配適配的車削刀具時刀尖所在的位置。在將車削測力儀安裝在車床上后，將通用刀桿固定于車削測力儀上，再用螺釘將模擬刀頭固定在通用刀桿上。
[0018]上述標(biāo)定方法中，可根據(jù)標(biāo)定需要在安裝架體上設(shè)置可施加相應(yīng)方向的定向作用力的螺旋加載機(jī)構(gòu)，即可滿足單向標(biāo)定或兩向標(biāo)定或三向逐向標(biāo)定或三向同時標(biāo)定的要求。
[0019]上述標(biāo)定方法中，模擬刀頭可采用現(xiàn)有技術(shù)中的模擬刀頭，此時，螺旋加載機(jī)構(gòu)也可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的螺旋加載機(jī)構(gòu)。當(dāng)然，模擬刀頭也可以采用本發(fā)明所提供的標(biāo)定裝置的實(shí)施例中的圖11所示的模擬刀頭，此時，螺旋加載機(jī)構(gòu)可以采用本發(fā)明所提供的標(biāo)定裝置的實(shí)施例中的螺旋加載機(jī)構(gòu)。
[0020]如圖1至圖14所示，一種用于實(shí)施上述標(biāo)定方法的可直接在車床上對車削測力儀進(jìn)行標(biāo)定的標(biāo)定裝置的實(shí)施例，該實(shí)施例中的標(biāo)定裝置包括用于安裝在待標(biāo)定的車削測力儀上的模擬刀頭12和用于向模擬刀頭12施加X向、Y向及Z向作用力的三個螺旋加載機(jī)構(gòu)，三個螺旋加載機(jī)構(gòu)分別為對應(yīng)左右方向的X向螺旋加載機(jī)構(gòu)100、對應(yīng)前后方向的Y向螺旋加載機(jī)構(gòu)200及對應(yīng)上下方向的Z向螺旋加載機(jī)構(gòu)300，標(biāo)定裝置還包括用于對應(yīng)安裝在車床上的標(biāo)定架，所述三個螺旋加載機(jī)構(gòu)安裝在標(biāo)定架上。[0021]本實(shí)施例中，模擬刀頭12的三個相互垂直的相鄰側(cè)面上對應(yīng)開設(shè)有X向加載孔121，Y向加載孔122及Z向加載孔123，三個加載孔均進(jìn)行倒角加工，且三個加載孔的中心線相交于設(shè)定的交匯點(diǎn)，該交匯點(diǎn)位于車削測力儀上裝配有車削刀具時車削刀具的刀尖所處位置，從而保證在標(biāo)定加載過程中各方向的定向作用力能分別沿X向、Y向、Z向通過設(shè)定的交匯點(diǎn)，可準(zhǔn)確模擬實(shí)際車削時車削刀具所承受的三向力。
[0022]本實(shí)施例中，標(biāo)定架包括用于設(shè)置螺旋加載機(jī)構(gòu)的安裝架體400和用于與車床的導(dǎo)軌可拆固連以支撐安裝架體400的支撐座500，因為本實(shí)施例中的標(biāo)定架利用車床的三爪卡盤上安裝有的車床頂尖700及尾座上安裝有的車床頂尖800和車床導(dǎo)軌600固定在車床上，相應(yīng)的，在標(biāo)定架的安裝架體400的左右兩端對應(yīng)設(shè)有用于在車床主軸延伸的左右方向上與車床的三爪卡盤及尾座上分別設(shè)有的擋止件上的頂尖對應(yīng)插配的兩頂尖孔，安裝架體400上的兩頂尖孔的軸線重合，且支撐座500包括用于與車床的導(dǎo)軌可拆固連的安裝底座17，安裝時，安裝架體400左右兩端的兩頂尖孔則與車床的三爪卡盤及尾座上設(shè)有的車床頂尖對應(yīng)插配，安裝底座17通過夾板18固定在車床導(dǎo)軌600上。具體來說，安裝架體400包括沿左右方向分布的左頂桿13、右頂桿7及橋接在兩頂桿之間的Y向標(biāo)定夾具和Z向標(biāo)定夾具，所述安裝架體400的兩頂尖孔分別為設(shè)置在左頂桿13、右頂桿7的相背外端的左頂尖孔131、右頂尖孔71，兩頂尖孔在使用時分別對應(yīng)與車床的三爪卡盤及尾座上分別裝配有的車床頂尖對應(yīng)插配以形成兩個支點(diǎn)，安裝架體上的兩頂尖孔的軸線重合。在安裝底座17與安裝架體400之間設(shè)有可驅(qū)動安裝架體繞所述安裝架體上的兩頂尖孔的軸線轉(zhuǎn)動并在安裝架體轉(zhuǎn)動調(diào)整后對安裝架體定位鎖止的支撐調(diào)整機(jī)構(gòu)。
[0023]在右頂桿7上安裝有X向螺旋加載機(jī)構(gòu)100，X向螺旋加載機(jī)構(gòu)100包括X向測力計C7和X向加力旋鈕，X向測力計C7具有與模擬刀頭12的X向加載孔121對應(yīng)的壓力輸出端和與X向加力旋鈕相對應(yīng)的壓力輸入端，此處的X向測力計C7的壓力輸出端布置有與模擬刀頭12的X向加載孔121相對應(yīng)的鋼球，鋼球緊頂在X向加載孔121的邊緣倒角處，X向加力旋鈕為旋裝在右頂桿上的X向加載螺套9，X向加載螺套9的一端具有與右頂桿7上的螺紋軸段72螺旋插接的螺紋孔91、另一端設(shè)置有施力軸段92，在X向加載螺套9的施力軸段92與X向測力計C7的壓力輸入端之間設(shè)有用于傳遞X向加載螺套9向X向測力計C7施加壓力的X向中間傳力滑塊，X向中間傳力滑塊呈矩形，矩形的X向中間傳力滑塊布置在X向止旋套10中，X向止旋套10通過支撐螺柱8固定裝配在右頂桿上，X向止旋套10具有貫穿X向止旋套10左右兩端的內(nèi)孔，X向止旋套10的內(nèi)孔由左側(cè)的方孔段101和右側(cè)的圓孔段102構(gòu)成，X向中間傳力滑塊導(dǎo)向移動裝配在方孔段101中，X向測力計C7的壓力輸入端伸入至圓孔段102以與X向中間傳力滑塊頂推配合，這樣，X向中間傳力滑塊與X向止旋套10在X向加載螺套的軸向上移動配合、在X向加載螺套周向上止旋配合，使得X向加載螺套9旋加載荷時不帶動X向測力計C7旋轉(zhuǎn)，使施加的載荷能完全傳遞到X向測力計。
[0024]安裝架體400的Z向標(biāo)定夾具包括沿前后方向并行延伸并分別通過連接螺栓對應(yīng)與左右兩頂桿固定裝配的兩個Z向連桿4及橋接在兩Z向連桿4之間的沿左右方向延伸的Z向橫桿1，Z向螺旋加載機(jī)構(gòu)300設(shè)置在Z向橫桿I上，Z向螺旋加載機(jī)300構(gòu)包括Z向測力計C2和Z向加力旋鈕，Z向測力計C2具有與模擬刀頭12的Z向加載孔123對應(yīng)的壓力輸出端和與Z向加力旋鈕相對應(yīng)的壓力輸入端，此處的Z向測力計C2的壓力輸出端布置有與模擬刀頭12的Z向加載孔123相對應(yīng)的鋼球，鋼球緊頂在Z向加載孔的邊緣倒角處，Z向加力旋鈕為旋裝在Z向橫桿I上的Z向加載螺釘C4，Z向加載螺釘C4旋裝在Z向橫桿I上開設(shè)的螺紋通孔中，Z向加載螺釘C4的下端為施力端，在Z向加載螺釘C4的施力端與Z向測力計C2的壓力輸入端之間設(shè)有用于傳遞Z向加載螺釘向Z向測力計施加壓力的Z向中間傳力滑塊3，Z向中間傳力滑塊3呈矩形，矩形的Z向中間傳力滑塊3布置在Z向止旋套2中，Z向止旋套2通過緊固螺釘安裝在Z向橫桿I上，Z向止旋套2具有貫穿Z向止旋套上下兩端的內(nèi)孔，Z向止旋套2的內(nèi)孔由上側(cè)的方孔段21和下側(cè)的圓孔段22構(gòu)成，Z向中間傳力滑塊3導(dǎo)向移動裝配在方孔段21中，Z向測力計C2的壓力輸入端伸入至圓孔段22以與Z向中間傳力滑塊3頂推配合，這樣，Z向中間傳力滑塊3與Z向止旋套2在Z向加載螺釘C4的軸向上移動配合、在Z向加載螺釘C4周向上止旋配合，使得Z向加載螺釘C4旋加載荷時不帶動Z向測力計C2旋轉(zhuǎn)，使施加的載荷能完全傳遞到Z向測力計。
[0025]此處的Z向標(biāo)定夾具布置在左右兩頂桿的兩頂尖孔的中心線的上側(cè)，為加強(qiáng)Z向標(biāo)定夾具的強(qiáng)度及提高整個安裝架體的穩(wěn)定性，在兩頂尖孔的中心線的下側(cè)還設(shè)有Z向加強(qiáng)桿機(jī)構(gòu)，該Z向加強(qiáng)桿機(jī)構(gòu)包括沿上下方向并行延伸并分別對應(yīng)與兩頂桿固定裝配的兩個Z向加強(qiáng)連桿5及橋接在兩Z向加強(qiáng)連桿5之間的沿左右方向延伸的Z向加強(qiáng)橫桿6。
[0026]安裝架體400的Y向標(biāo)定夾具包括沿前后方向并行延伸并分別對應(yīng)與兩頂桿固定裝配的兩個Y向連桿14及橋接在兩Y向連桿14之間的沿左右方向延伸的Y向橫桿11，Y向螺旋加載機(jī)構(gòu)200設(shè)置在Y向橫桿11上，Y向螺旋加載機(jī)構(gòu)200與上述的Z向螺旋加載機(jī)構(gòu)300基本相同，Y向螺旋加載機(jī)構(gòu)200也同樣包括Y向測力計C9和作為加力旋鈕的Y向加載螺釘，Y向測力計的壓力輸出端的鋼球同樣與模擬刀頭的Y向加載孔相對應(yīng)，在Y向測力計的壓力輸入端和Y向加載螺釘之間同樣布置有矩形的Y向中間傳力滑塊，在Y向橫桿上對應(yīng)固定裝配有Y向止旋套，該Y向止旋套同樣具有方孔段和圓孔段，Y向中間傳力滑塊與Y向止旋套在Y向加載螺釘軸向上移動配合、在Y向加載螺釘周向上止旋配合，Y向測力計的壓力輸入端伸入至圓孔段以與Y向中間傳力滑塊頂推配合，這樣，Y向中間傳力滑塊與Y向止旋套在Y向加載螺釘?shù)妮S向上移動配合、在Y向加載螺釘周向上止旋配合，使得Y向加載螺套旋加載荷時不帶動Y向測力計旋轉(zhuǎn)，使施加的載荷能完全傳遞到Y(jié)向測力計。
[0027]本實(shí)施例中，因為有兩車床頂尖與兩頂桿的兩頂尖孔所形成的兩個支點(diǎn)只能限制安裝架體的5個自由度，即X向、Y向、Z向、XOY平面及XOZ平面內(nèi)的自由度，不能防止安裝架體在YOZ平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動，所以，為保證整個安裝架體的平衡，由用于可拆固連在車床導(dǎo)軌600上的支撐座500對安裝架體支撐以形成新的支點(diǎn)定位，進(jìn)而防止安裝架體在YOZ平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動。具體來說，為簡化安裝結(jié)構(gòu)及便于調(diào)整安裝架體的位置，支撐座500對應(yīng)Y向標(biāo)定夾具中的Y向連桿14布置，兩Y向連桿14上均設(shè)有沿前后方向延伸的導(dǎo)向長孔141，此處的支撐座可任選其中一個Y向連桿布置，支撐座500包括用于與車床導(dǎo)軌600可拆固連的安裝底座17和對應(yīng)Y向連桿的導(dǎo)向長孔布置并固設(shè)在所述安裝底座上的立柱16，而在安裝底座17與安裝架體400之間設(shè)有可驅(qū)動安裝架體繞所述安裝架體上的兩頂尖孔的軸線轉(zhuǎn)動并在安裝架體轉(zhuǎn)動調(diào)整后對安裝架體定位鎖止的支撐調(diào)整機(jī)構(gòu)，具體來說，支撐調(diào)整機(jī)構(gòu)為安裝在立柱和安裝架體之間的螺旋調(diào)整機(jī)構(gòu)，螺旋調(diào)整機(jī)構(gòu)包括軸向沿上下反向延伸的插裝在所述Y向連桿14的導(dǎo)向長孔141中并與該導(dǎo)向長孔移動配合的支撐螺柱15，支撐螺柱15的上下兩端分別對應(yīng)設(shè)有上螺紋段153、下螺紋段151，支撐螺柱15的下螺紋段151對應(yīng)與所述立柱16的頂部開設(shè)有向下延伸的螺紋孔螺旋插接，支撐螺柱15上設(shè)有與對應(yīng)Y向連桿14頂壓配合以在支撐螺柱轉(zhuǎn)動時可驅(qū)動安裝架體繞所述兩頂尖孔的軸線轉(zhuǎn)動的支撐凸緣152，支撐螺柱15的上螺紋段153上螺旋套裝有用于在安裝架體繞所述兩頂尖孔的軸線轉(zhuǎn)動調(diào)整后緊固連接支撐螺柱和安裝架體以對安裝架體400定位鎖止的緊固螺母CS。使用時，通過轉(zhuǎn)動支撐螺柱15，支撐螺柱15帶著支撐凸緣152在上下方向上往復(fù)移動，可驅(qū)動安裝架體400繞兩頂尖孔的軸線轉(zhuǎn)動，進(jìn)而調(diào)整安裝架體400的位置，使得Y向標(biāo)定夾具的Y向連桿14及Y向橫桿11所確定的平面平行于車床的兩導(dǎo)軌600所決定的平面，在調(diào)整完成后，再旋緊緊固螺母CS以對安裝架體定位鎖止。
[0028]上述實(shí)施例中，支撐座上的支撐調(diào)整機(jī)構(gòu)為螺旋調(diào)整機(jī)構(gòu)，在其他實(shí)施例中，支撐調(diào)整機(jī)構(gòu)也可以采用由液壓動力或氣壓動力驅(qū)動的活塞驅(qū)動機(jī)構(gòu)，活塞驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括鉸接在安裝底座上或立柱上的活塞缸，活塞缸中往復(fù)裝配有活塞桿，活塞桿穿入Y向連桿的導(dǎo)向長孔中，可同樣在活塞桿上設(shè)有與Y向連桿頂壓配合的支撐凸緣，此時，可同樣通過緊固螺母在安裝架體轉(zhuǎn)動調(diào)整后對安裝架體的定位鎖止。也可以直接將活塞桿與Y向連桿鉸接，此時，通過液壓或氣壓動力的自鎖性能實(shí)現(xiàn)對安裝架體的定位鎖止。
[0029]上述實(shí)施例中，安裝架體的左右兩端對應(yīng)設(shè)有兩頂尖孔，當(dāng)將標(biāo)定架安裝在車床上時，車床的三爪卡盤及尾座上對應(yīng)安裝兩擋止件上的兩車床頂尖與安裝架體的上的兩頂尖孔對應(yīng)插配以形成兩個支點(diǎn)。在其他實(shí)施例中，也可以在安裝架體的左右兩端分別設(shè)兩個頂尖，而在車床的三爪卡盤及尾座上對應(yīng)安裝兩擋止件上相應(yīng)布置頂尖孔，這樣通過頂尖與頂尖孔的對應(yīng)插配同樣可以形成兩個支點(diǎn)。
[0030]上述實(shí)施例中，支撐座的安裝底座和安裝架體之間布置有支撐調(diào)整機(jī)構(gòu)，該支撐調(diào)整機(jī)構(gòu)可驅(qū)動安裝架體轉(zhuǎn)動并在安裝架體轉(zhuǎn)動調(diào)整后對安裝夾緊定位鎖止以形成輔助的支點(diǎn)。在其他實(shí)施例中，支撐座也可以為固定的架體，此時支撐座及安裝架體就需要根據(jù)對應(yīng)的車床及車削測力儀進(jìn)行設(shè)計，此時，該固定的架體可直接與安裝架體固定連接，這樣同樣可以對安裝架體形成輔助支點(diǎn)。只要可以使支撐座對安裝架體的支點(diǎn)與車床的三爪卡盤及尾座所形成的兩支點(diǎn)配合以在6個自由度上對安裝架體形成支撐定位即可。
[0031]上述實(shí)施例中，三個螺旋加載機(jī)構(gòu)均包括測力計和加力旋鈕，在其他實(shí)施例中，也可以選用壓力傳感器來代替測力計，或者采用手輪驅(qū)動機(jī)構(gòu)代替加力旋鈕，手輪驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括手輪和由手輪驅(qū)動絲桿螺母機(jī)構(gòu)，當(dāng)手輪帶著螺母轉(zhuǎn)動時，絲桿將做伸縮運(yùn)動，此時，絲桿通過壓力傳感器或測力計向模擬刀頭施加作用力，保證螺旋加載。
[0032]下面結(jié)合附圖14具體介紹一種采用上述標(biāo)定方法標(biāo)定車削測力儀的一個特例，即對車削測力儀進(jìn)行三向同時標(biāo)定，車削測力儀為自制的八角環(huán)形電阻應(yīng)變式車削測力儀(以下簡稱八角環(huán)900)，本特例以八角環(huán)900和與之配套的動態(tài)應(yīng)變儀為標(biāo)定實(shí)例，整個標(biāo)定過程使用直頭側(cè)切式可轉(zhuǎn)位車刀，在普通車床CA6140上完成，所用直頭側(cè)切刀桿型號為:ECMNN-2525M12A (臺灣益詮工業(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。具體標(biāo)定方法如下:
1、標(biāo)定時，卸下車床的四方刀架，將八角環(huán)900固定于車床的刀架臺上，用螺釘將模擬刀頭12固定在直頭側(cè)切刀桿上，再將直頭側(cè)切刀桿緊固于八角環(huán)900中孔內(nèi)，通過墊刀片調(diào)整直頭側(cè)切刀桿位置，使模擬刀頭12上的X方向加載孔的中心線與機(jī)床主軸中心線平齊。八角環(huán)900、直頭側(cè)切刀桿、模擬刀頭12三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)變儀再和計算機(jī)連接，組成應(yīng)變信號采集系統(tǒng)。
[0033]2、安裝X、Y、Z三向標(biāo)定夾具
將車床頂尖700和車床頂尖800分別固定于車床的三爪卡盤和尾座上，將標(biāo)定架對應(yīng)安裝在車床上，具體使兩車床頂尖與安裝架體400的兩頂尖孔對應(yīng)插接以形成兩處支點(diǎn)，再由車床導(dǎo)軌600及支撐座與安裝架體支撐配合形成第三處支點(diǎn)，通過螺旋調(diào)整機(jī)構(gòu)驅(qū)動安裝架體繞兩頂尖孔的中心線轉(zhuǎn)動，以確保標(biāo)定架安裝準(zhǔn)確。
[0034]3、安裝X、Y、Z三向螺旋加載機(jī)構(gòu)
通過調(diào)整車床溜板箱及刀架臺的位置，將X向螺旋加載機(jī)構(gòu)安裝在右頂桿上，將Y向螺旋加載機(jī)構(gòu)安裝在Y向橫桿上，將Z向螺旋加載機(jī)構(gòu)安裝在Z向橫桿上，調(diào)整整套標(biāo)定裝置的平衡，使模擬刀頭分別沿X、Y、Z三個相互垂直的方向受力。
[0035]4、對X、Y、Z三向車削力同時進(jìn)行在機(jī)標(biāo)定
旋擰X向加載螺套和Y、Z向加載螺釘(三個方向同時加載或同時卸載)，并使各個方向均有力施加且不斷改變其大小，待各方向標(biāo)準(zhǔn)測力計(使用0.3級標(biāo)準(zhǔn)測力計)上的表針穩(wěn)定后讀出/換算出力值。
[0036]5、測得各個方向上的不同作用力所對應(yīng)的應(yīng)變值，找出兩者之間的對應(yīng)關(guān)系，完成三向車削力的同時標(biāo)定。標(biāo)定結(jié)束后，將模擬刀頭更換為實(shí)際切削時的刀片，即可進(jìn)行實(shí)際車削力的測定。
【權(quán)利要求】
1.在車床上對車削測力儀進(jìn)行標(biāo)定的標(biāo)定方法，其特征在于:該標(biāo)定方法包括如下步驟: (1)將待標(biāo)定的車削測力儀對應(yīng)安裝在車床的刀架臺上，將模擬刀頭對應(yīng)固設(shè)在車削測力儀上； (2)將標(biāo)定架對應(yīng)安裝在車床上，標(biāo)定架包括用于安裝螺旋加載機(jī)構(gòu)的安裝架體和用于支撐安裝架體的支撐座，將安裝架體的左右兩端對應(yīng)設(shè)有的兩頂尖孔或兩頂尖對應(yīng)與車床的三爪卡盤及尾座上分別設(shè)有的擋止件上的頂尖或頂尖孔對應(yīng)插配，安裝架體上的兩頂尖孔或兩頂尖的軸線重合，將支撐座固連在車床的導(dǎo)軌上； (3)將用于向模擬刀頭施加X向、Y向及Z向中至少一向的定向作用力的螺旋加載機(jī)構(gòu)對應(yīng)安裝在安裝架體上； (4)根據(jù)標(biāo)定要求，由螺旋加載機(jī)構(gòu)對模擬刀頭施加定向作用力，對車削測力儀進(jìn)行單向標(biāo)定或兩向標(biāo)定或三向逐向標(biāo)定或三向同時標(biāo)定。
2.在車床上對車削測力儀進(jìn)行標(biāo)定的標(biāo)定裝置，包括用于向固設(shè)于車削測力儀上的模擬刀頭施加X向、Y向及Z向中至少一向的定向作用力的螺旋加載機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述的標(biāo)定裝置還包括用于安裝在固設(shè)有車削測力儀的車床上的標(biāo)定架，標(biāo)定架包括安裝架體，所述螺旋加載機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述安裝架體上，安裝架體的左右兩端對應(yīng)設(shè)有用于在車床主軸延伸的左右方向上與車床的三爪卡盤及尾座上分別設(shè)有的擋止件上的頂尖或頂尖孔對應(yīng)插配的兩頂尖孔或兩頂尖，安裝架體上的兩頂尖孔或兩頂尖沿左右方向分布，安裝架體上的兩頂尖孔或兩頂尖的軸線重合，所述標(biāo)定架還包括用于與車床的導(dǎo)軌可拆固連以支撐安裝架體的支撐座，支撐座和安裝架體采用下述其中一種聯(lián)接方式聯(lián)接: (1)支撐座和安裝架體固定連接； (2)支撐座包括用于與車床的導(dǎo)軌可拆固連的安裝底座，安裝底座與安裝架體之間設(shè)有可驅(qū)動安裝架體繞所述安裝架體上的兩頂尖孔或兩頂尖的軸線轉(zhuǎn)動并在安裝架體轉(zhuǎn)動調(diào)整后對安裝架體定位鎖止的支撐調(diào)整機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的標(biāo)定裝置，其特征在于:所述的安裝架體包括沿左右方向布置的左頂桿、右頂桿及橋接在兩頂桿之間的Y向標(biāo)定夾具、Z向標(biāo)定夾具，所述安裝架體上的兩頂尖孔對應(yīng)設(shè)置在兩頂桿的外端，螺旋加載機(jī)構(gòu)包括對應(yīng)左右方向的X向螺旋加載機(jī)構(gòu)、對應(yīng)前后方向的Y向螺旋加載機(jī)構(gòu)及對應(yīng)上下方向的Z向螺旋加載機(jī)構(gòu)，X向螺旋加載機(jī)構(gòu)設(shè)置在右頂桿上，Y向標(biāo)定夾具包括沿前后方向并行延伸并分別對應(yīng)與兩頂桿固定裝配的兩個Y向連桿及橋接在兩Y向連桿之間的沿左右方向延伸的Y向橫桿，所述Y向螺旋加載機(jī)構(gòu)設(shè)置在Y向橫桿上，Z向標(biāo)定夾具包括沿上下方向并行延伸并分別對應(yīng)與兩頂桿固定裝配的兩個Z向連桿及橋接在兩Z向連桿之間的沿左右方向延伸的Z向橫桿，所述Z向螺旋加載機(jī)構(gòu)設(shè)置在Z向橫桿上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的標(biāo)定裝置，其特征在于:所述的Z向標(biāo)定夾具在上下方向上處于兩頂桿的中心線的一側(cè)，在兩頂桿的中心線的另一側(cè)設(shè)有Z向加強(qiáng)桿機(jī)構(gòu)，Z向加強(qiáng)桿機(jī)構(gòu)包括沿上下方向并行延伸并分別對應(yīng)與兩頂桿固定裝配的兩個Z向加強(qiáng)連桿及橋接在兩Z向加強(qiáng)連桿之間的沿左右方向延伸的Z向加強(qiáng)橫桿。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的標(biāo)定裝置，其特征在于:所述的Y向標(biāo)定夾具的Y向連桿上設(shè)有沿前后方向延伸的導(dǎo)向長孔，所述支撐座還包括對應(yīng)Y向連桿的導(dǎo)向長孔布置并固設(shè)在所述安裝底座上的立柱，所述支撐調(diào)整機(jī)構(gòu)為螺旋調(diào)整機(jī)構(gòu)，螺旋調(diào)整機(jī)構(gòu)包括軸向沿上下反向延伸的插裝在所述Y向連桿的導(dǎo)向長孔中并與該導(dǎo)向長孔移動配合的支撐螺柱，支撐螺柱的上下兩端分別對應(yīng)設(shè)有上螺紋段、下螺紋段，支撐螺柱的下螺紋段對應(yīng)與所述立柱的頂部開設(shè)有向下延伸的螺紋孔螺旋插接，支撐螺柱上設(shè)有與對應(yīng)Y向連桿頂壓配合以在支撐螺柱轉(zhuǎn)動時可驅(qū)動安裝架體繞所述兩頂尖孔的軸線轉(zhuǎn)動的支撐凸緣，支撐螺柱的上螺紋段上螺旋套裝有用于緊固連接支撐螺柱和安裝架體的緊固螺母。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4或5所述的標(biāo)定裝置，其特征在于:所述的標(biāo)定裝置包括模擬刀頭，該模擬刀頭上開設(shè)有與X向螺旋加載機(jī)構(gòu)對應(yīng)的X向加載孔、與Y向螺旋加載機(jī)構(gòu)對應(yīng)的Y向加載孔及與Z向螺旋加載機(jī)構(gòu)的Z向加載孔,三個螺旋加載孔的中心線相交于設(shè)定的交匯點(diǎn)，所述三個螺旋加載機(jī)構(gòu)均包括測力計和加力旋鈕，測力計具有與對應(yīng)加載孔對應(yīng)的壓力輸出端和與加力旋鈕相對應(yīng)的壓力輸入端，在加力旋鈕和測力計的壓力輸入端之間設(shè)有用于傳遞加力旋鈕向測力計施加壓力的中間傳力滑塊，所述螺旋加載機(jī)構(gòu)還包括固設(shè)在安裝架體上的與中間傳力 滑塊在加力旋鈕軸向上移動配合、在加力旋鈕周向上止旋配合的止旋套。
【文檔編號】B23Q17/09GK103551923SQ201310510259
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】任鳳章, 王宇飛, 吳銳, 張旦聞, 羅玉梅, 孫娟, 田保紅, 魏世忠, 張軍濤 申請人:河南科技大學(xué)