用于研究振動對機床主軸精密測量影響的裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種用于研究振動對機床主軸精密測量影響的裝置，床座板、隔振層與測試臺面依次疊加，由設在床座板上的若干上離合定位機構、下離合定位機構、橫向離合定位機構依據六點定位原理將床座板與測試臺面連接定位，并通過上述三種離合定位機構中的離合銷、離合旋鈕離合床座板與測試臺面之間的虛實接觸，以離合傳感器與機床工作臺的共振與否。本發明專利技術所述裝置通過離合旋鈕鎖緊與否的簡單調節，既可測試了解機床主軸在空間中回轉的真實位移情況，又可測試了解刀具相對工件的相對位移；且通過更換不同的傳感器夾具及配置相應的傳感器，本發明專利技術還能滿足兩點法、三點法、四點法等機床主軸回轉精度測試所需，也可對軸的圓度誤差、圓柱度誤差等進行測量評定。

【技術實現步驟摘要】
用于研究振動對機床主軸精密測量影響的裝置
本專利技術涉及一種機床精密測試裝置，主要涉及一種機床主軸振動位移測量的裝置，尤其是涉及一種用于分析振動噪聲對機床主軸振動位移測量影響的裝置。
技術介紹
機床加工機械零件過程中，主軸產生的振動對產品加工精度以及刀具的磨損和壽命都有較大影響。加工高精度的機械零件，對機床主軸的回轉精度、圓度精度、圓柱度精度等都有非常高的要求。主軸回轉誤差、圓度誤差、圓柱度誤差等是衡量加工中心和機床精度的重要指標，通常可采用雙向法、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工作狀態，分析誤差產生的原因；另一方面，主軸轉動時會產生很大的振動，為精確地采集到主軸的振動位移信號，必須采取一定的隔振措施來保證位移傳感器采集到真實有效的數據，進而方便處理和分析數據。現有主要測量和隔振方法如下：兩點法：對主軸振動位移的精確測量，需要至少兩個傳感器在主軸橫截面內相互垂直的兩個方向同時采集數據，但是簡單的垂直兩點法無法將傳感器安裝的誤差分離出來，從而影響測量結果的精確性；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。但是三點法會產生嚴重的諧波抑制，從而影響實驗的準確性；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。但這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；主動隔振技術：對于機器本身是振源的設備，為了減小它們對周圍其它設備的影響，將它們與地基（或支承）隔離開來。這種將振源進行隔離，振源的振動經過減振后再傳遞出去的隔振稱為主動隔振；被動隔振技術：對于需要隔振的設備，為了減小周圍振源對它的影響，需要將它與整個地基（或支承）隔離開來。這種將設備進行隔離，在振源與系統之間加入彈性元件、阻尼元件甚至慣性元件等，防止周圍振源傳給設備的隔振稱為被動隔振。綜上，測量主軸振動位移時，傳感器安裝精度及隔離振源的振動至關重要。然而，現有的主軸回轉精度測量實驗裝置，如“用于主軸回轉精度測量實驗的混合多方法測試裝置”（CN105033759A），雖然可以用于各種實驗目的主軸回轉時徑向位移的采集實驗，且保證了傳感器的定位精度，但并未考慮到主軸轉動過程中床體因動力源和傳動不平穩所造成的振動對主軸回轉精度測試的影響，故無法對比振動與否對機床主軸回轉精度測試的影響。雖然，現有隔振平臺，如“被動隔振平臺”（CN204083050U）也能起到隔振的作用，但無法直接用于機床主軸回轉精度的測試：一是因為其結構安裝、調節不便，無法適應精密測試；二是因為現有隔振平臺不能在保證測試傳感器位置不變的條件下對振動進行隔離。為精確測量主軸的振動位移，不僅要保證傳感器的安裝精度，更要隔離振源的振動。研究表明，在機床加工零件的過程中，主軸工作時所產生的振動位移是影響加工質量和精度的主要擾動源,因此尋找一種可靠且便捷的傳感器夾具隔振平臺，準確的測量出主軸的實際振動位移具有重要的現實意義。本專利技術裝置的主要作用就是為測量主軸振動位移提供良好的隔振實驗環境。
技術實現思路
為解決上述問題，本專利技術提出一種加工要求相對較低，調整簡單方便的用于研究振動對機床主軸精密測量影響的裝置。為實現上述目的，本專利技術的技術方案是：一種用于研究振動對機床主軸精密測量影響的裝置，包括床座板、隔振層、測試臺面、上離合定位機構、下離合定位機構、橫向離合定位機構、定位凸臺；所述測試臺面通過隔振層疊放在床座板上，所述測試臺面上表面中央固定連接有定位凸臺，定位凸臺用于緊貼放置傳感器夾具，傳感器夾具上固定有若干個傳感器；所述床座板上固定連接有有若干上離合定位機構、下離合定位機構及橫向離合定位機構，且上離合定位機構、下離合定位機構及橫向離合定位機構中游離的離合銷分別位于測試臺面上平面、下平面和四周側面，用于與測試臺面接觸及定位；壓下上述三種離合定位機構的定位拉手后，離合銷通過彈簧與測試臺面虛接觸，實現定位，并通過調節三種離合定位機構中的離合旋鈕的鎖緊程度，來離合床座板與測試臺面的振動傳遞，用于測試了解機床主軸在空間中回轉的真實位移情況以及測試了解刀具相對于工件的相對位移。所述床座板四周設有若干長圓孔，并通過螺栓和T型螺母與機床工作臺緊固連接，床座板的四周還設有若干用于安裝固定上、下、橫向離合定位機構的螺孔。所述隔振層為隔震氣囊氣浮或隔震橡膠等被動式隔振層或為主控頻率范圍可調的主動式隔振層；隔振層尺寸小于測試臺面。所述測試臺面中央位置設有高精度的定位凸臺，定位凸臺與測試臺面固定連接，定位凸臺上段為圓柱形，下段為多邊形結構，測試臺面與定位凸臺組合成定位元件，并可與多種傳感器夾具定位連接，且傳感器夾具可方便拆下更換。所述傳感器夾具為角鐵型傳感器夾具，用于機床主軸采用兩點法進行回轉精度的精密測量；或為圓筒型傳感器夾具，用于機床主軸采用三點法進行回轉精度的精密測量；或為方筒型傳感器夾具，用于機床主軸采用四點法進行回轉精度的精密測量；或為在不同平面所設傳感器安裝孔的傳感器夾具，用于主軸圓柱度誤差的測試實驗。所述若干個上、下、橫向離合定位機構均通過螺栓固定安裝在床座板上，其分布滿足六點定位原理的要求，且所述上、下、橫向離合定位機構包括定位拉手、離合銷、彈簧和離合旋鈕；壓下定位拉手，則離合銷靠彈簧彈出與測試臺面虛接觸，松開離合旋鈕則游離床座板與測試臺面的連接，振動傳遞被隔振層隔斷；鎖緊離合旋鈕則實現床座板與測試臺面之間的過定位，用以提高床座板與測試臺面之間的振動耦合剛度；所訴彈簧應采用小胡克系數、高靈敏度彈簧，使得壓下定位拉手時，既能保證彈出銷子頭與測試臺面虛接觸，又能保證當測試臺面朝任意方向產生微小的振動移動時，即可以依靠彈簧彈力可以將工作臺快速復位。所述上離合定位機構含有“Z”型基座、圓柱形離合銷、定位拉手、離合旋鈕及彈簧；所述“Z”型座下端設有圓孔，通過螺栓與床座板的螺孔固定相連；所述“Z”型座下端設有螺孔與床座板固定相連；“Z”型座上端有安裝孔和螺孔，安裝孔內依次裝有圓柱形離合銷、彈簧和定位拉手，圓柱型離合銷朝下指向測試臺面，按下定位拉手，通過小胡克系數彈簧的壓力使得圓柱型離合銷與測試臺面的上表面始終虛接觸；螺孔內旋有離合旋鈕，離合旋鈕指向圓柱離合銷，通過松開與壓緊離合旋鈕，可固定與松開離合銷的活動，以離合床座板與測試臺面的振動傳遞。所述下離合定位機構含有“幾”字型基座、“Z”型離合銷、定位拉手、離合旋鈕及彈簧；所述“幾”型基座，下端設有螺孔，通過螺栓與床座板固定相連；“幾”型基座上端設有安裝孔及螺孔：安裝孔內依次裝有“Z”型離合銷、彈簧與定位拉手，“Z”型離合銷朝上指向測試臺面，按下定位拉手，通過小胡克系數彈簧的壓力使得“Z”型離合銷與測試臺面的下平面始終虛接觸；螺孔內旋有離合旋鈕，離合旋鈕垂直指向“Z”型離合銷，通過松開與壓緊離合旋鈕，可固定與松開“Z”型離合銷的活動，以離合床座板與測試臺面的向上的振動傳遞。所述橫向離合定位機構包含凸座、圓柱型離合銷、定位拉手、離合旋鈕及彈簧；所述凸座，下端設有圓孔，通過螺栓與床座板固定相連；凸座設有橫向安裝孔本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于研究振動對機床主軸精密測量影響的裝置，包括床座板(1)、隔振層(7)、測試臺面(6)、上離合定位機構(4)、下離合定位機構(2)、橫向離合定位機構(3)及定位凸臺(5)，其特征在于：所述測試臺面(6)通過隔振層(7)疊放在床座板(1)上，測試臺面(6)的上平面與床座板的下平面平行，所述測試臺面(6)上面中央固定連接有定位凸臺（5），定位凸臺（5）用于放置傳感器夾具，傳感器夾具上固定有若干傳感器；所述床座板上固定連接有若干個上離合定位機構(4)、下離合定位機構(2)、橫向離合定位機構(3)，且上離合定位機構(4)、下離合定位機構(2)及橫向離合定位機構(3)中游離的離合銷分別位于測試臺面(6)上平面、下平面和四周側面，用于與測試臺面(6)接觸及定位；壓下上述三種離合定位機構的定位拉手后，離合銷通過彈簧與測試臺面虛接觸，實現定位，并通過調節三種離合定位機構中的離合旋鈕的鎖緊程度，來離合床座板(1)與測試臺面(6)的振動傳遞，用于測試了解機床主軸在空間中回轉的真實位移情況以及測試了解刀具相對于工件的相對位移。

【技術特征摘要】
1.一種用于研究振動對機床主軸精密測量影響的裝置，包括床座板(1)、隔振層(7)、測試臺面(6)、上離合定位機構(4)、下離合定位機構(2)、橫向離合定位機構(3)及定位凸臺(5)，其特征在于：所述測試臺面(6)通過隔振層(7)疊放在床座板(1)上，測試臺面(6)的上平面與床座板的下平面平行，所述測試臺面(6)上面中央固定連接有定位凸臺（5），定位凸臺（5）用于放置傳感器夾具，傳感器夾具上固定有若干傳感器；所述床座板上固定連接有若干個上離合定位機構(4)、下離合定位機構(2)、橫向離合定位機構(3)，且上離合定位機構(4)、下離合定位機構(2)及橫向離合定位機構(3)中游離的離合銷分別位于測試臺面(6)上平面、下平面和四周側面，用于與測試臺面(6)接觸及定位；壓下上述三種離合定位機構的定位拉手后，離合銷通過彈簧與測試臺面虛接觸，實現定位，并通過調節三種離合定位機構中的離合旋鈕的鎖緊程度，來離合床座板(1)與測試臺面(6)的振動傳遞，用于測試了解機床主軸在空間中回轉的真實位移情況以及測試了解刀具相對于工件的相對位移。2.根據權利要求1所述的用于研究振動對機床主軸精密測量影響的裝置，其特征在于：所述床座板(1)四周設有若干長圓孔，并通過螺栓和T型螺母與機床工作臺緊固連接，床座板(1)的四周還設有若干用于安裝固定上、下、橫向離合定位機構的螺孔。3.根據權利要求1所述的用于研究振動對機床主軸精密測量影響的裝置，其特征在于：所述隔振層(7)為隔震氣囊氣浮或隔震橡膠等被動式隔振層或為主控頻率范圍可調的主動式隔振層。4.根據權利要求1所述的用于研究振動對機床主軸精密測量影響的裝置，其特征在于：所述測試臺面(6)中央位置設有高精度的定位凸臺（5），定位凸臺（5）與測試臺面(6)固定連接，定位凸臺（5）上段為圓柱形，下段為多邊形結構，測試臺面(6)與定位凸臺組合成定位元件，并可與多種傳感器夾具定位連接，且夾具可方便拆下更換。5.根據權利要求4所述的用于研究振動對機床主軸精密測量影響的裝置，其特征在于：所述傳感器夾具為角鐵型傳感器夾具（8），用于機床主軸采用兩點法進行回轉精度的精密測量；或為圓筒型傳感器夾具，用于機床主軸采用三點法進行回轉精度的精密測量；或為方筒型傳感器夾具（9），用于機床主軸采用四點法進行回轉精度的精密測量；或為在不同平面所設傳感器安裝孔的傳感器夾具，用于主軸圓柱度誤差的測試實驗。6.根據權利要求1所述的用于研究振動對機床主軸精密測量影響的裝置，其特征在于：所述若干個上、下、橫向離合定位機構(4，2，3)均通過螺栓固定安裝在床座板(1)上，其分布滿足六點定位原理的要求，且所述上、下、橫向離合定位機構(4，2，3)包括定位拉手(21)和離合旋鈕(25)，松開離合旋鈕(25)則游離床座板(1)與測試臺面(6)的連接，振動傳遞被隔振層（7）隔斷；鎖緊離合旋鈕(25)則實現床座板與測試臺面之間的過定位，用以提高床座板與測試臺面之間的振動耦合剛度。7.根據權利要求1所述的用于研究振動對機床主軸精密測量影響的裝置，其特征在于：所述上離合...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱堅民，沈昕璐，周亞南，李堯，鄭洲洋，趙展，田豐慶，
申請(專利權)人：上海理工大學，
類型：發明
國別省市：上海,31