單顆磨粒高速連續(xù)劃擦試驗(yàn)機(jī)的進(jìn)給軸調(diào)平系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種單顆磨粒高速連續(xù)劃擦試驗(yàn)機(jī)的進(jìn)給軸調(diào)平系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 單顆磨粒劃擦實(shí)驗(yàn)作為深入研究磨削加工機(jī)理的重要手段，近年來(lái)被越來(lái)越廣的 應(yīng)用，用于單顆磨粒的高速連續(xù)劃擦試驗(yàn)機(jī)可在高速條件下穩(wěn)定采集劃擦力信號(hào)，而為了 保證較高的測(cè)試精度，高速連續(xù)劃擦試驗(yàn)機(jī)對(duì)各部分的精度要求較高，其中進(jìn)給軸與劃擦 盤(pán)的平行度更是影響測(cè)試過(guò)程中劃擦深度變化的決定性因素，若進(jìn)給軸方向與劃擦盤(pán)回轉(zhuǎn) 平面不平行，則在工具頭沿劃擦試驗(yàn)機(jī)進(jìn)給軸方向進(jìn)給過(guò)程中單顆磨粒的劃擦深度是變化 的，嚴(yán)重影響了測(cè)試精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供了一種單顆磨粒高速連續(xù)劃擦 試驗(yàn)機(jī)的進(jìn)給軸調(diào)平系統(tǒng)及方法，能對(duì)進(jìn)給軸進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)平，使其與劃擦盤(pán)回轉(zhuǎn)平面的平 行度達(dá)到一定的精度要求，從而保證劃擦過(guò)程中劃擦深度不變，進(jìn)而保證測(cè)試精度。
[0004] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案之一是：
[0005] -種單顆磨粒連續(xù)劃擦試驗(yàn)機(jī)的進(jìn)給軸調(diào)平系統(tǒng)，包括：
[0006] 機(jī)床；
[0007] 電主軸，垂直裝接在機(jī)床上；
[000引劃擦盤(pán)，水平固接在電主軸上且二者同軸，劃擦盤(pán)可通過(guò)電主軸旋轉(zhuǎn)；
[0009] 進(jìn)給軸，通過(guò)支撐架固接在機(jī)床，該支撐架包括高度可調(diào)的第一支撐臂和第二支 撐臂，進(jìn)給軸的兩端分別固接在第一支撐臂和第二支撐臂;第一支撐臂和第二支撐臂沿劃 擦盤(pán)回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)對(duì)稱(chēng)設(shè)置，進(jìn)給軸沿劃擦盤(pán)徑線(xiàn)設(shè)置;通過(guò)調(diào)整第一支撐臂高度W調(diào)節(jié)進(jìn)給 軸的水平度;進(jìn)給軸上滑動(dòng)裝接有進(jìn)給裝置；
[0010] 激光位移傳感器，固接在進(jìn)給裝置，其探測(cè)方向面向劃擦盤(pán)；
[0011] 用于對(duì)劃擦盤(pán)表面進(jìn)行車(chē)削的車(chē)削裝置，裝接在進(jìn)給裝置；
[0012] 通過(guò)電主軸帶動(dòng)劃擦盤(pán)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)給裝置帶動(dòng)車(chē)削裝置進(jìn)給并對(duì)劃擦盤(pán)表面進(jìn)行車(chē) 肖Ij，激光位移傳感器檢測(cè)車(chē)削后劃擦盤(pán)表面半徑線(xiàn)上兩點(diǎn)間的垂直距離和徑向距離，計(jì)算 得到第一支撐臂的調(diào)整值，W對(duì)進(jìn)給軸進(jìn)行調(diào)平。
[0013] -實(shí)施例中：所述第一支撐臂與機(jī)床之間設(shè)有一能調(diào)整第一支撐臂高度的微調(diào)裝 置;通過(guò)微調(diào)裝置調(diào)整第一支撐臂高度W調(diào)節(jié)進(jìn)給軸水平度。
[0014] -實(shí)施例中:所述微調(diào)裝置的最小位移分辨率優(yōu)于lOnm。
[0015] -實(shí)施例中:所述激光位移傳感器的分辨率優(yōu)于lOnm。
[0016] -實(shí)施例中：所述機(jī)床包括固定座與工作臺(tái)，工作臺(tái)水平固接在固定座頂部;所述 電主軸垂直固接在固定座且向上穿出工作臺(tái)；所述支撐架固接在工作臺(tái)；所述微調(diào)裝置位 于工作臺(tái)與第一支撐臂之間。
[0017] -實(shí)施例中：所述劃擦盤(pán)為圓盤(pán)狀結(jié)構(gòu)，通過(guò)夾具固接在電主軸頂部；電主軸、夾 具與劃擦盤(pán)=者同軸。
[0018] -實(shí)施例中：所述進(jìn)給裝置包括可沿進(jìn)給軸進(jìn)給的X向進(jìn)給裝置和可沿平行于劃 擦盤(pán)回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)方向進(jìn)給的Z向進(jìn)給裝置。
[0019] -實(shí)施例中:所述進(jìn)給裝置的進(jìn)位精度優(yōu)于0.1皿。
[0020] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案之二是：
[0021] 采用上述的單顆磨粒連續(xù)劃擦試驗(yàn)機(jī)的進(jìn)給軸調(diào)平系統(tǒng)的調(diào)平方法，包括：
[0022] 步驟1:采用車(chē)削裝置對(duì)劃擦盤(pán)進(jìn)行立式車(chē)削：將車(chē)削裝置固接在進(jìn)給裝置上，劃 擦盤(pán)通過(guò)電主軸進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，車(chē)削裝置在進(jìn)給裝置帶動(dòng)下從劃擦盤(pán)外側(cè)沿進(jìn)給軸W-定 切深徑向切入劃擦盤(pán)，對(duì)劃擦盤(pán)表面進(jìn)行全面立式車(chē)削；
[0023] 步驟2:測(cè)距:選擇劃擦盤(pán)一半徑線(xiàn)上的任意兩點(diǎn)作為測(cè)量點(diǎn)，兩測(cè)量點(diǎn)所在區(qū)域 與立式車(chē)削時(shí)車(chē)刀進(jìn)給所在區(qū)域應(yīng)位于劃擦盤(pán)回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的兩側(cè);采用激光位移傳感器檢測(cè) 兩測(cè)量點(diǎn)之間的垂直距離差值8, W及兩測(cè)量點(diǎn)沿劃擦盤(pán)徑向的距離a;
[0024] 步驟3,進(jìn)給軸調(diào)平：1)當(dāng)S = O時(shí)，表明進(jìn)給軸方向平行于劃擦盤(pán)回轉(zhuǎn)平面，無(wú)需調(diào) 整;2)當(dāng)S辛0時(shí)，調(diào)整第一支撐臂高度使其升高或降低，從而使得進(jìn)給軸方向平行于劃擦盤(pán) 回轉(zhuǎn)平面，調(diào)整值為：
[0025]
[0026] 其中，L為進(jìn)給軸兩個(gè)支撐臂之間的距離。
[0027] 10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的調(diào)平方法，其特征在于:所述步驟2中，兩測(cè)量點(diǎn)之間的 位置應(yīng)盡量遠(yuǎn)。
[0028] 除有說(shuō)明外，本發(fā)明所設(shè)及的各裝置的單一處理過(guò)程W及各裝置間的連接方式均 為本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)，在此不加 W詳細(xì)描述。
[0029] 本技術(shù)方案與【背景技術(shù)】相比，它具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0030] 本發(fā)明的單顆磨粒高速連續(xù)劃擦試驗(yàn)機(jī)的進(jìn)給軸調(diào)平系統(tǒng)及方法，能對(duì)進(jìn)給軸進(jìn) 行精準(zhǔn)調(diào)平，可用于劃擦試驗(yàn)機(jī)的進(jìn)給軸的調(diào)平，使進(jìn)給軸平行于劃擦盤(pán)的回轉(zhuǎn)平面。有效 的保證了單顆磨粒高速連續(xù)劃擦實(shí)驗(yàn)的測(cè)試精度，該方法簡(jiǎn)單便捷，可獲得較高的調(diào)平精 度。
【附圖說(shuō)明】
[0031] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0032] 圖1為本發(fā)明的單顆磨粒連續(xù)劃擦試驗(yàn)機(jī)的進(jìn)給軸調(diào)平系統(tǒng)示意圖。
[0033] 圖2為本發(fā)明的單顆磨粒連續(xù)劃擦試驗(yàn)機(jī)的進(jìn)給軸調(diào)平系統(tǒng)俯視示意圖。
[0034] 圖3為單顆磨粒高速連續(xù)劃擦試驗(yàn)原理圖。
[0035] 圖4為本發(fā)明的調(diào)平方法中步驟1的立式車(chē)削示意圖。
[0036] 圖5為本發(fā)明的調(diào)平方法中步驟2的測(cè)距原理圖。
[0037] 附圖標(biāo)記:底座1，床身2，電主軸3，調(diào)整螺釘4，工作臺(tái)5，微調(diào)裝置6，支撐架7，第一 支撐臂71，第二支撐臂72,對(duì)刀儀8，X向進(jìn)給裝置9，Z向進(jìn)給裝置10,激光位移傳感器夾具 11，激光位移傳感器12,劃擦盤(pán)13,夾具14,工具頭15,車(chē)削裝置16,進(jìn)給軸軸線(xiàn)17,車(chē)削去除 部分18。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 下面通過(guò)實(shí)施例具體說(shuō)明本發(fā)明的內(nèi)容：
[0039] 請(qǐng)查閱圖1和圖2,一種單顆磨粒連續(xù)劃擦試驗(yàn)機(jī)的進(jìn)給軸調(diào)平系統(tǒng)，包括：
[0040] 機(jī)床，包括固定座與工作臺(tái)5,工作臺(tái)5水平固接在固定座頂部，中部為孔結(jié)構(gòu)；該 固定座可W包括上下布置并用螺栓固接的床身2與底座1;床身2為鑄鐵結(jié)構(gòu)，可W保證試驗(yàn) 機(jī)的整體剛度，同時(shí)具備一定的吸振能力;工作臺(tái)5與床身2之間可W設(shè)有調(diào)平工作臺(tái)5的調(diào) 整螺釘4;
[0041] 電主軸3,垂直固接在床身2且向上從工作臺(tái)5的孔結(jié)構(gòu)中穿出工作臺(tái)5;電主軸3可 W為電動(dòng)機(jī)直聯(lián)主軸或電動(dòng)機(jī)經(jīng)中間傳動(dòng)、變速裝置驅(qū)動(dòng)主軸；
[0042] 劃擦盤(pán)13,為圓盤(pán)狀結(jié)構(gòu)，通過(guò)夾具14水平固接在電主軸3頂部；電主軸3、夾具14 與劃擦盤(pán)13 =者同軸;劃擦盤(pán)13可通過(guò)電主軸3旋轉(zhuǎn);根據(jù)需要，劃擦盤(pán)13可W為黑色金屬、 有色金屬或硬脆材料制成；當(dāng)劃擦盤(pán)13較薄或者劃擦盤(pán)13是硬脆材料時(shí)優(yōu)選真空吸盤(pán)作為 夾具，當(dāng)劃擦盤(pán)13是鐵磁性材料時(shí)可選用磁吸盤(pán)作為夾具，也可采用機(jī)械式夾具；
[0043] 進(jìn)給軸，通過(guò)支撐架7固接在工作臺(tái)5,該支撐架7包括長(zhǎng)度不等的兩個(gè)支撐臂，較 短的第一支撐臂71與工作臺(tái)5之間設(shè)有一能調(diào)整第一支撐臂71高度的微調(diào)裝置6,微調(diào)裝置 6的分辨率越高，調(diào)平越精確，最好最小位移分辨率優(yōu)于IOnm;較長(zhǎng)的第二支撐臂72直接固 接在工作臺(tái)5上;進(jìn)給軸的兩端分別固接在兩個(gè)支撐臂上部;第一支撐臂71和第二支撐臂72 沿劃擦盤(pán)13回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)對(duì)稱(chēng)設(shè)置，W使進(jìn)給軸沿劃擦盤(pán)13徑線(xiàn)設(shè)置，進(jìn)給軸軸線(xiàn)17與劃擦盤(pán) 13徑線(xiàn)重合;通過(guò)微調(diào)裝置6調(diào)整第一支撐臂71高度W調(diào)節(jié)進(jìn)給軸的水平度，即進(jìn)給軸軸線(xiàn) 17與劃擦盤(pán)13回轉(zhuǎn)平面的夾角;進(jìn)給軸上滑動(dòng)裝接有X向進(jìn)給裝置9如X向直線(xiàn)電機(jī)，可沿進(jìn) 給軸進(jìn)給，X向進(jìn)給裝置9上裝接有Z向進(jìn)給裝置10如Z向直線(xiàn)電機(jī)，可沿平行于劃擦盤(pán)13回 轉(zhuǎn)軸線(xiàn)方向進(jìn)給，進(jìn)給裝置的精度與劃擦測(cè)試精度相關(guān)，根據(jù)測(cè)試需要，最好X向進(jìn)給裝置 和Z向進(jìn)給裝置的進(jìn)位精度均為0.1 mi或更佳；
[0044] 激光位移傳感器12,通過(guò)激光位移傳感器夾具11固接在Z向進(jìn)給裝置10,通過(guò)Z向 進(jìn)給裝置10可調(diào)節(jié)激光位移傳感器12在平行于劃擦盤(pán)13回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的軸向方向高度，通過(guò)X 向進(jìn)給裝置9帶動(dòng)激光位移傳感器12沿進(jìn)給軸進(jìn)給;激光位移傳感器12的探測(cè)方向面向劃 擦盤(pán)13;其分辨率越高，檢測(cè)及調(diào)平越精確，最好最小分辨率應(yīng)為IOnm或更佳；
[0045] 用于對(duì)劃擦盤(pán)13表面進(jìn)行車(chē)削的車(chē)削裝置16,固接在Z向進(jìn)給裝置10,通過(guò)Z向進(jìn) 給裝置10可調(diào)節(jié)車(chē)削裝置16在平行于劃擦盤(pán)13回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的軸向方向高度，通過(guò)X向進(jìn)