一種主軸回轉精度測試裝置制造方法及圖紙

一種綜合了多種測試方法，用于機床主軸回轉精度測量的裝置，主要包括：機床連接件、減震器、固定座、調節座、調整機構等。其中，調節座通過球面接觸與固定座可調相連，通過調平螺釘調平調節座上表面并固定，調節座上表面開有V型槽，傳感器安放在V型槽內；調整機構有若干套，均安裝在調節座上表面，調整機構可調節傳感器主軸徑向距離并壓緊固定傳感器。本新型融合了反向法、單向測量法、雙向測量法、三點法、四點法等多種主軸回轉精度測試方法，即一次測量可供多種測試方法進行數據分析處理、作對比，且加工工藝簡單、定位精度高、調節方便，特別適合多組學生進行相關實驗或對多種主軸回轉精度測試方法的比對研究。

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于超精密加工
，主要涉及一種超精密測量裝置，特別是機床主軸或旋轉臺的回轉精度測量(實驗)裝置。
技術介紹
加工高精度的機械零件，對機床主軸的回轉精度有非常高的要求，主軸回轉誤差是衡量加工中心和機床精度的一個重要指標，通常采用雙向法、三點法等對其進行測試評估。通過測量，可以了解機床主軸的回轉狀態，分析誤差產生的原因；另一方面，對于教育教學來說，通過機床主軸回轉誤差運動測試，可使學生了解機床主軸回轉誤差運動的測試方法、原理，從而掌握測試系統組成、測試操作流程、數據處理及圖像分析方法等知識。現有幾種常用測試方法為:雙測頭反向法:用兩個相隔180°的傳感器獨立進行側量，又稱改進反向法。雙測頭反向法只需一次安裝，避免了采用一個傳感器所需多次安裝，帶來的安裝誤差，不需要主軸回轉誤差具有良好的重復性。三點法:需要三個傳感器同時采集數據，三個傳感器要位于同一主軸截面內，且相交于主軸的幾何中心。三點法要求測試裝置需有較高的加工精度，同時對傳感器的裝夾、調試要求較高。另外，諧波抑制是三點法不可避免的一個現象:如果均勻布置傳感器，低階諧波將被抑制；相反，如果傳感器非均勻布置，低階諧波抑制現象將減輕。由于對傳感器安裝精度的高要求以及諧波抑制問題使三點法應用受到限制。四點法或其他多點法的優點是，采用四個或更多的傳感器采集數據進行誤差分離，能夠減少諧波抑制。但也使數據處理變的更加復雜，同時多個傳感器帶來的安裝對心、精確的角度布置、傳感器性能之間的差異問題同樣會降低誤差分離結果的精度。綜上，主軸回轉精度測量時，傳感器安裝精度至關重要。現有測試機構的機械裝置常見為筒狀結構，開徑向孔或徑向螺孔，傳感器插入此孔采集主軸回轉有關的數據。為了減輕重量、結構緊湊，測試所用筒狀裝置常用薄壁件，即筒壁較薄，因薄壁零件裝夾、受熱、切肩振動等原因，加工難度高，剛性差、極易變形；而傳感器外表面常用螺紋結構，對應薄壁筒上的徑向螺孔的螺紋圈數并不多，兩者配合時，因螺紋配合本身就有間隙，致使兩者相對主軸定位精度更差。當然，采用高精度螺紋配合，或把測試裝置的筒壁加厚，可以減少定位誤差，但同時又會造成測量裝置過于笨重。另有一些測試裝置通過對筒狀裝置開窗的方法，加工成框架式結構，但薄壁件因殘余應力等原因，切開時其精度又易改變。即使現有測試結構精度高，但常安裝在主軸箱凸臺或機床主框架上，安裝位置為非定位基準面或非定位結構，其定位精度往往并不高。現有部分改進設計，做出了卓有成效的努力，獲批了國家專利，如“用于主軸回轉誤差檢測的傳感器位置調節裝置”(CN103341789A)等。它們在一定程度上有助于解決上述問題，但仍需進一步改進。比如，現有各傳感器并非安裝在同一基準零件上，所需零部件多，調整機構復雜；而且，傳感器定位精度不但依賴于不同零件間的精度一致性情況，同時還受制于零件間的裝配精度，故很難保證各傳感器同處一平面內，該平面與主軸垂直。如果在安裝各傳感器時，沒有使之完全垂直于機床主軸，或各傳感器不在同一平面，測試結果必將會產生偏差。另一方面，對于主軸回轉誤差來說，不但主軸傳動系統的幾何誤差、轉動軸系的質量偏心會造成回轉誤差；而且許多隨機性誤差，如工藝系統的顫振，對主軸的回轉產生影啊，造成誤差；對于精度要求較高的測量，隨機誤差成分也占有一定的比重，不能忽視，但現有測量裝置沒有減震系統，機床加工時，工藝顫振會直接影響主軸回轉精度測量裝置所測結果的準確性及精度。另外，各種主軸回轉精度測試方法對應于不同的測量裝置，這對大學生實驗或研究者來說，如果想學習了解這些回轉精度的不同測試方法，或比較不同方法的優劣，勢必要花費大量的時間和成本，進行不同測試方法所要求的不同數據采集工作，以及不同測試方法對應的不同實驗裝置的制作工作，耗費巨大的人力、物力。
技術實現思路
為了解決上述問題，本技術提出一種加工要求相對較低，但定位精度高，調整方便，且綜合了多種主軸回轉精度測試方法的裝置。為實現上述目的，本技術具體實現如下:用于主軸回轉精度測量實驗的混合多方法測試裝置，包括機床連接件、減震器、固定座、調節座、調整機構、導向套等；機床連接件與工作臺或機床導軌配合連接；固定座通過減震器連接在機床連接件上；調節座通過球面接觸與固定座可調相連，調節座的上表面開有若干條呈中心發散狀V型槽，傳感器安放在V型槽內；調整機構有若干套，均安裝在調節座上表面，調整機構可調節傳感器相對主軸徑向距離并壓緊固定傳感器。優選情況下，所述機床連接件與機床配合連接，所述機床連接件有三種形式，具體實施過程中以其中任意一種實現，機床連接件是T型螺母，與機床工作臺T型槽配合相連；機床連接件是尾架連接件，與車床尾架配合相連；機床連接件是套筒件，與主軸上端的主軸箱凸臺配合相連。優選情況下，所述尾架連接件一端是含有錐度的圓臺，與機床尾架配合連接；另一端設有若干個圓周對稱的長圓孔，與連接在固定座上的減震器配合相連。優選情況下，所述套筒件為筒狀結構，徑向開設有若干螺孔，筒的內徑大小適合套接在主軸上端的主軸箱凸臺上，通過螺釘旋入徑向的螺孔與機床主軸箱凸臺固定在一起。優選情況下，所述減震器一端與機床連接件固定相連，另一端與固定座配合相連。優選情況下，所述固定座的底部設有若干圓周對稱的長圓孔，與固定在機床連接件上的減震器配合連接，固定座的外側表面為球面，固定座的頂端設有倒立的四棱凸臺，四棱凸臺的四個側面均通過固定座外側球面的球心。優選情況下，所述調節座的底部設有球形內凹面，內凹面與固定座球面相配合，調節座與固定座通過該球面配合組成可動球面副機構；調節座的中間部位開有四個螺孔，螺孔周向均布，上下位置與固定座四棱凸臺平齊，方向近似為球面所在球心為圓心所作圓的切線方向，即螺孔的位置正好處于固定座四棱凸臺的4個側面中央并與之垂直，四個調平螺釘分別旋入四個螺孔中，使得調節座與固定座球面配合連接，調節四個調平螺釘可調整調節座上表面與固定座主軸的夾角，即旋轉左右調平螺釘使該上表面左右傾斜，旋轉前后調平螺釘使該表面前后傾斜成其他角度；調節座的上表面開有若干條呈中心向外發散的V型槽，或開有兩條V型槽，兩條V型槽十字交叉，每條V型槽中均可放置測試用傳感器；調節座的上表面設有螺孔若干，螺孔分布在V型槽的兩邊，調整機構通過螺孔安裝在調節座上表面；調節座上表面的中央位置設有T型孔；調節座的上表面(上表面的外邊緣)設有兩個相互垂直的直邊。優選情況下，所述調整機構包括壓座、壓緊旋鈕、固連片、調長旋鈕及卡簧；壓座的下表面中間設有圓弧凹槽，上端中間開有螺孔，壓座安裝在調節座上表面的V型槽之上，通過壓緊旋鈕固定并壓緊V型槽內的傳感器；固連片與傳感器固定相連；調長旋鈕通過卡簧與固連片活動相連后，旋入壓座上端螺孔中，通過旋轉調長旋鈕，可調整傳感器在V型槽內滑動，即調整傳感器相對主軸的徑向距離。優選情況下，所述用于主軸回轉精度測量實驗的混合多方法測試裝置還包括導向套，放置在在調節座上表面所設的T型孔中，導向套有多個；導向套的上表面打有中央點或開有不同孔徑的導向孔。本技術把多個傳感器安放在同一零件上，具有定位一致性好的優點；利用V型槽自動對中的特點，定位傳感器的中心相對主軸的位置；采用調節機構可方便調平傳感器測試平面呈水平或與主軸相垂直，應本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種主軸回轉精度測試裝置，其特征在于包括機床連接件、減震器、固定座、調節座和調整機構；機床連接件與工作臺或機床導軌配合連接；固定座通過減震器連接在機床連接件上；調節座通過球面接觸與固定座可調相連，調節座的上表面開有多條呈中心發散狀V型槽，傳感器安放在V型槽內；調整機構有多套，均安裝在調節座上表面，調整機構可調節傳感器相對主軸徑向距離并壓緊固定傳感器。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙展，黃春燕，徐友法，
申請(專利權)人：上海理工大學，
類型：新型
國別省市：上海;31