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单颗磨粒高速连续划擦试验机的进给轴调平系统及方法技术方案

技术编号:13330462 阅读:66 留言:0更新日期:2016-07-11 20:56
本发明专利技术公开了一种单颗磨粒高速连续划擦试验机的进给轴调平系统及方法,该调平系统包括机床,电主轴,划擦盘,进给轴,激光位移传感器,车削装置等,首先将车削装置固接在进给轴上,划擦盘高速旋转,对划擦盘进行立式车削;然后将激光位移传感器固结在进给轴上,通过进给轴的进给在划擦盘一半径上任意选择两不同点进行测距,并计算出两次测量的距离差;最后是根据测量结果对进给轴的两支承部的高度进行调整。本发明专利技术能对进给轴进行精准调平,可用于划擦试验机的进给轴的调平,使进给轴平行于划擦盘的回转平面。有效的保证了单颗磨粒高速连续划擦实验的测试精度,该方法简单便捷,可获得较高的调平精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种单颗磨粒高速连续划擦试验机的进给轴调平系统及方法
技术介绍
单颗磨粒划擦实验作为深入研究磨削加工机理的重要手段,近年来被越来越广的应用,用于单颗磨粒的高速连续划擦试验机可在高速条件下稳定采集划擦力信号,而为了保证较高的测试精度,高速连续划擦试验机对各部分的精度要求较高,其中进给轴与划擦盘的平行度更是影响测试过程中划擦深度变化的决定性因素,若进给轴方向与划擦盘回转平面不平行,则在工具头沿划擦试验机进给轴方向进给过程中单颗磨粒的划擦深度是变化的,严重影响了测试精度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处,提供了一种单颗磨粒高速连续划擦试验机的进给轴调平系统及方法,能对进给轴进行精准调平,使其与划擦盘回转平面的平行度达到一定的精度要求,从而保证划擦过程中划擦深度不变,进而保证测试精度。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案之一是:一种单颗磨粒连续划擦试验机的进给轴调平系统,包括:机床;电主轴,垂直装接在机床上;划擦盘,水平固接在电主轴上且二者同轴,划擦盘可通过电主轴旋转;进给轴,通过支撑架固接在机床,该支撑架包括高度可调的第一支撑臂和第二支撑臂,进给轴的两端分别固接在第一支撑臂和第二支撑臂;第一支撑臂和第二支撑臂沿划擦盘回转轴线对称设置,进给轴沿划擦盘径线设置;通过调整第一支撑臂高度以调节进给轴的水平度;进给轴上滑动装接有进给装置;激光位移传感器,固接在进给装置,其探测方向面向划擦盘;用于对划擦盘表面进行车削的车削装置,装接在进给装置;通过电主轴带动划擦盘旋转,进给装置带动车削装置进给并对划擦盘表面进行车削,激光位移传感器检测车削后划擦盘表面半径线上两点间的垂直距离和径向距离,计算得到第一支撑臂的调整值,以对进给轴进行调平。一实施例中:所述第一支撑臂与机床之间设有一能调整第一支撑臂高度的微调装置;通过微调装置调整第一支撑臂高度以调节进给轴水平度。一实施例中:所述微调装置的最小位移分辨率优于10nm。一实施例中:所述激光位移传感器的分辨率优于10nm。一实施例中:所述机床包括固定座与工作台,工作台水平固接在固定座顶部;所述电主轴垂直固接在固定座且向上穿出工作台;所述支撑架固接在工作台;所述微调装置位于工作台与第一支撑臂之间。一实施例中:所述划擦盘为圆盘状结构,通过夹具固接在电主轴顶部;电主轴、夹具与划擦盘三者同轴。一实施例中:所述进给装置包括可沿进给轴进给的X向进给装置和可沿平行于划擦盘回转轴线方向进给的Z向进给装置。一实施例中:所述进给装置的进位精度优于0.1μm。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案之二是:采用上述的单颗磨粒连续划擦试验机的进给轴调平系统的调平方法,包括:步骤1:采用车削装置对划擦盘进行立式车削:将车削装置固接在进给装置上,划擦盘通过电主轴进行高速旋转,车削装置在进给装置带动下从划擦盘外侧沿进给轴以一定切深径向切入划擦盘,对划擦盘表面进行全面立式车削;步骤2:测距:选择划擦盘一半径线上的任意两点作为测量点,两测量点所在区域与立式车削时车刀进给所在区域应位于划擦盘回转轴线的两侧;采用激光位移传感器检测两测量点之间的垂直距离差值δ,以及两测量点沿划擦盘径向的距离a;步骤3,进给轴调平:1)当δ=0时,表明进给轴方向平行于划擦盘回转平面,无需调整;2)当δ≠0时,调整第一支撑臂高度使其升高或降低,从而使得进给轴方向平行于划擦盘回转平面,调整值为: s = δ · L 2 a ]]>其中,L为进给轴两个支撑臂之间的距离。10.根据权利要求9所述的调平方法,其特征在于:所述步骤2中,两测量点之间的位置应尽量远。除有说明外,本专利技术所涉及的各装置的单一处理过程以及各装置间的连接方式均为本领域常规技术,在此不加以详细描述。本技术方案与
技术介绍
相比,它具有如下优点:本专利技术的单颗磨粒高速连续划擦试验机的进给轴调平系统及方法,能对进给轴进行精准调平,可用于划擦试验机的进给轴的调平,使进给轴平行于划擦盘的回转平面。有效的保证了单颗磨粒高速连续划擦实验的测试精度,该方法简单便捷,可获得较高的调平精度。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1为本专利技术的单颗磨粒连续划擦试验机的进给轴调平系统示意图。图2为本专利技术的单颗磨粒连续划擦试验机的进给轴调平系统俯视示意图。图3为单颗磨粒高速连续划擦试验原理图。图4为本专利技术的调平方法中步骤1的立式车削示意图。图5为本专利技术的调平方法中步骤2的测距原理图。附图标记:底座1,床身2,电主轴3,调整螺钉4,工作台5,微调装置6,支撑架7,第一支撑臂71,第二支撑臂72,对刀仪8,X向进给装置9,Z向进给装置10,激光位移传感器夹具11,激光位移传感器12,划擦盘13,夹具14,工具头15,车削装置16,进给轴轴线17,车削去除部分18。具体实施方式下面通过实施例具体说明本专利技术的内容:请查阅图1和图2,一种单颗磨粒连续划擦试验机的进给轴调平系统,包括:机床,包括固定座与工作台5,工作台5水平固接在固定座顶部,中部为孔结构;该固定座可以包括上下布置并用螺栓固接的床身2与底座1;床身2为铸铁结构,可以保证试验机的整体刚度,同时具备一定的吸振能力;工作台5与床身2之间可以设有调平工作台5的调整螺钉4;电主轴3,垂直固接在床身2且向上从工作台5的孔结构中穿出工作台5;电主轴3可以为电动机直联主轴或电动机经中间传动、变速装置驱动主轴;划擦盘13,为圆盘状结构,通过夹具14水平固接在电主轴3顶部;电主轴3、夹具14与划擦盘13三者同轴;划擦盘13可通过电主轴3旋转;根据需要,划擦盘13可以为黑色金属、有色金属或硬脆材料制成;当划擦盘13较薄或者划擦盘13是硬脆材料时优选真空吸盘作为夹具,当划擦盘13是铁磁性材料时可选用磁吸盘作为夹具,也可采用机械式夹具;进给轴,通过支撑架7固接在工作台5,该支撑架7包括长度不等的两个支撑臂,较短的第一支撑臂71与工作台5之间设有一能调整第一支撑臂71高度的微调装置6,微调装置6的分辨率越高,调平越精确,最好最小位移分辨率优于10nm;较长的第二支撑臂72直接固接在工作台5上;进给轴的两端分别固接在两个支撑臂上部;第一支撑臂71和第二支撑臂72沿划...

【技术保护点】
一种单颗磨粒连续划擦试验机的进给轴调平系统,其特征在于:包括:机床;电主轴,垂直装接在机床上;划擦盘,水平固接在电主轴上且二者同轴,划擦盘可通过电主轴旋转;进给轴,通过支撑架固接在机床,该支撑架包括高度可调的第一支撑臂和第二支撑臂,进给轴的两端分别固接在第一支撑臂和第二支撑臂;第一支撑臂和第二支撑臂沿划擦盘回转轴线对称设置,进给轴沿划擦盘径线设置;通过调整第一支撑臂高度以调节进给轴的水平度;进给轴上滑动装接有进给装置;激光位移传感器,固接在进给装置,其探测方向面向划擦盘;用于对划擦盘表面进行车削的车削装置,装接在进给装置;通过电主轴带动划擦盘旋转,进给装置带动车削装置进给并对划擦盘表面进行车削,激光位移传感器检测车削后划擦盘表面半径线上两点间的垂直距离和径向距离,计算得到第一支撑臂的调整值,以对进给轴进行调平。

【技术特征摘要】
1.一种单颗磨粒连续划擦试验机的进给轴调平系统,其特征在于:包括:
机床;
电主轴,垂直装接在机床上;
划擦盘,水平固接在电主轴上且二者同轴,划擦盘可通过电主轴旋转;
进给轴,通过支撑架固接在机床,该支撑架包括高度可调的第一支撑臂和第二支撑臂,
进给轴的两端分别固接在第一支撑臂和第二支撑臂;第一支撑臂和第二支撑臂沿划擦盘回转
轴线对称设置,进给轴沿划擦盘径线设置;通过调整第一支撑臂高度以调节进给轴的水平度;
进给轴上滑动装接有进给装置;
激光位移传感器,固接在进给装置,其探测方向面向划擦盘;
用于对划擦盘表面进行车削的车削装置,装接在进给装置;
通过电主轴带动划擦盘旋转,进给装置带动车削装置进给并对划擦盘表面进行车削,激
光位移传感器检测车削后划擦盘表面半径线上两点间的垂直距离和径向距离,计算得到第一
支撑臂的调整值,以对进给轴进行调平。
2.根据权利要求1所述的一种单颗磨粒连续划擦试验机的进给轴调平系统,其特征在
于:所述第一支撑臂与机床之间设有一能调整第一支撑臂高度的微调装置;通过微调装置调
整第一支撑臂高度以调节进给轴水平度。
3.根据权利要求2所述的一种单颗磨粒连续划擦试验机的进给轴调平系统,其特征在
于:所述微调装置的最小位移分辨率优于10nm。
4.根据权利要求3所述的一种单颗磨粒连续划擦试验机的进给轴调平系统,其特征在
于:所述激光位移传感器的分辨率优于10nm。
5.根据权利要求4所述的一种单颗磨粒连续划擦试验机的进给轴调平系统,其特征在
于:所述机床包括固定座与工作台,工作台水平固接在固定座顶部;所述电主轴垂直固接在
固定座且向上穿出工作台;所述支撑架固接在工作台;所述微调装置位于工作台与第一支撑

\t臂之间。
6.根据权利要求5所述的一种单颗磨粒连续...

【专利技术属性】
技术研发人员:姜峰张涛言兰徐西鹏
申请(专利权)人:华侨大学
类型:发明
国别省市:福建;35

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