滚压加工力热测试平台制造技术

一种滚压加工力热测试平台，包括X‑Y运动平台，X‑Y运动平台是由步进电机通过联轴器带动滚珠丝杠旋转以此来使立柱在X、Y方向上运动的机构，立柱上设有Z方向驱动机构，立柱安装在X‑Y运动平台的动作端，主轴箱安装在Z方向驱动机构的上端，主轴箱的输出端安装滚压刀具，X‑Y运动平台、工件夹具均安装在机床底座上；工件夹具包括锥形套，锥形套位于机床底座的锥形槽内，锥形套底部有一段圆柱，圆柱与气缸主轴联接，气缸固定在工件夹具上，锥形套的锥角大于工件夹具的锥角，当气缸吸气将气缸主轴拉下，从而将锥形套向下拉使得锥形套将会向内收缩从而将工件夹牢。本发明专利技术有效测量加工力热、有效保证工件表面质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及辊压加工领域，尤其是一种滚压加工力热测试平台。
技术介绍
关研究实验统计表明，在普通的零件使用过程中，单单由于零件表面粗糙度、强度、刚度不足而引起的零件失效占了绝大多数，通常这些因素均与零件自身的表面质量有关。为了提高零件表面质量，我们对零件表面实施一种有效改变材料表面性能的方法——滚压加工。通常情况下，所使用的滚压技术是采用滚子或者滚珠对零件表面进行连续的滚压变形，从而改变零件自身的质量。而在滚压加工中的压力大小以及温度的高低极大的影响到了零件的表面性能。所以需要知道当对某种材料进行滚压加工时，通过控制滚压刀具的转速、进给速度等外界参数来控制工件上的力和热，以达到工件表面质量的最优解。
技术实现思路
为了克服已有滚压加工方式的无法测量加工力热、无法保证工件表面质量的不足，本专利技术提供一种有效测量加工力热、有效保证工件表面质量的滚压加工力热测试平台。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种滚压加工力热测试平台，所述测试平台包括X-Y运动平台，所述X-Y运动平台是由步进电机通过联轴器带动滚珠丝杠旋转以此来使立柱在X、Y方向上运动的机构，立柱上设有由步进电机通过联轴器带动滚珠丝杠旋转以此来使主轴箱在Z轴上平移的Z方向驱动机构，所述立柱安装在所述X-Y运动平台的动作端，所述主轴箱安装在所述Z方向驱动机构的上端，所述主轴箱的输出端安装滚压刀具，所述X-Y运动平台、工件夹具均安装在机床底座上；所述工件夹具包括锥形套，所述锥形套位于所述机床底座的锥形槽内，所述锥形套底部有一段圆柱，所述圆柱与气缸主轴联接，气缸固定在工件夹具上，所述锥形套的锥角大于工件夹具的锥角，当气缸吸气将气缸主轴拉下，从而将锥形套向下拉使得锥形套将会向内收缩从而将工件夹牢。进一步，所述气缸和工件夹具通过夹具连接套固定，所述夹具连接套设有使气缸主轴在其中上下平移的圆柱孔，所述夹具连接套内部安装有用以保证气缸主轴在Z方向运动不偏衬套的衬套。再进一步，所述夹具连接套下方由气缸底板、汽缸壁、气缸前板组成密封的缸体，密封套安装在缸体内与气缸主轴连接，所述密封套边上安有橡胶圈。在平台底座上安装有第一滚珠导轨副，第一滚珠导轨副由螺栓固定在平台底座上；在立柱上安装有第二滚珠导轨副，以此来支撑主轴箱的重量和减少移动时的摩擦力。所述夹具基座下面伸出4根圆柱通过螺栓固定在机床底座上，在夹具基座的4根圆柱上贴用于测量工件上受到的力的应变片，在工件中间制作出缝隙，在缝隙内安上用于测量工件温度的云母片。本专利技术的技术构思为：当在测试平台上得出加工参数与作用在工件上的力热之间的一一对应的关系时，就可以在普通的滚压加工机床上通过控制加工参数来控制工件的力热，以达到工件表面质量的最优解。主轴箱中间安装有变速箱，其上由螺栓固定了一个三相异步电机，通过控制三相异步电机的电流频率结合变速箱可以使滚压刀具拥有更大的变速范围。变速箱可以实现12档变速，三相异步电动机安装在变速箱最左边的上面，通过轴和变速齿轮将旋转运动和转矩传递到最右边的主轴套。主轴套内有主轴，主轴上方有液压装置，通过液压装置将主轴向上拉起，使主轴下方的夹子收紧，以此来将滚压刀具固定。滚压刀具下方就是工件的夹具了。测试平台工件的形状必须事先加工成固定的形状，否则将无法夹持。工件由锥形套来固定，锥形套上端的内部有几个凸块，工件中间有几个凹槽，凸块与凹槽相契合。锥形套安装在夹具底座上，夹具底座下方有一气缸通过螺栓与夹具底座相连。气缸与锥形套通过螺纹联接，当气缸吸气时将锥形套向下拉。锥形套由于夹具基座的形状的限制而向内缩小从而将工件给固定主。夹具基座下面伸出4根圆柱通过螺栓固定在基体上。在夹具基座的4根圆柱上贴应变片，通过应变片来测量工件上受到的力。在工件中间制作出缝隙，在缝隙内安上云母片，这样就可以直接测量出工件的温度。本专利技术的有益效果主要表现在：有效测量加工力热、有效保证工件表面质量。附图说明图1是滚压加工力热测试平台的总装图图2是图1的俯视图。图3是工件夹具的示意图图4是气缸的示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。参照图1～图4，一种滚压加工力热测试平台，包括X-Y运动平台1、立柱2、主轴箱3、三相异步电机4、滚压刀具5、工件夹具6和机床底座7，X-Y运动平台1实现了滚压刀具在X,Y方向上的平移，可以实现更大的加工面积。立柱2用来控制滚压刀具5在Z轴的位移，从而控制滚压刀具5作用在工件表面垂直方向上的力。通过三相异步电机4和主轴箱3中的变速箱一同控制滚压刀具5的转速。通过控制转速和垂直作用在工件上的力，可以控制工件表面的温度以及工件表面所受的摩擦力等力。X-Y运动平台1、工件夹具6通过螺栓固定在机床底座7上，立柱2通过螺栓固定在X-Y运动平台1上。工件8被工件夹具6所固定。为了测量出工件表面的力和温度，需要将工件加工成特定的形状。工件上半层直径较大，下半层直径较小，上半层沿直径有个凹槽，凹槽中放有云母片9，当工件被夹紧时，云母片被卡在工件中。工件的中间有几个凹槽块，这可以与锥形套10上端的凸块相契合，以达到传递力矩的目的。参照图3，工件夹具6最上面是锥形套10，锥形套10放在机床底座11的锥形槽内，锥形套10底部有一段圆柱，圆柱上有螺纹。锥形套10可以与气缸主轴13通过螺纹联接。气缸14通过螺栓12固定在工件夹具上。锥形套10的锥角大于工件夹具11的锥角，当气缸14吸气将气缸主轴13拉下，从而将锥形套10向下拉。这样锥形套将会向内收缩，从而将工件夹牢。参照图4，夹具连接套15通过螺栓将气缸和工件夹具连接起来并固定住。夹具连接套15有个圆柱孔可以使气缸主轴12在其中上下平移。夹具连接套15内部安有衬套16，衬套可以保证气缸主轴在Z方向运动不偏。夹具连接套15下方由气缸底板1、汽缸壁19、气缸前板22组成密封的缸体，密封套20安装在缸体内与气缸主轴12连接。密封套20边上安有橡胶圈21可以防止漏气。参照图3，当气缸14吸气将锥形套10向下拉，锥形套收紧将工件夹牢。然后进行滚压加工，由于云母片9与工件8一同与刀具接触，这样就可以通过云母片直接测量温度，这样所测的温度较为准确。作用在工件上的力都通过工件夹具底部的4根圆柱传递到机床底座上。这样只要测出工件夹具圆柱的受力情况就能算出工件的受力情况，所以在4根圆柱上贴上应变片来测量圆柱的受力情况。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种滚压加工力热测试平台，其特征在于：所述测试平台包括X‑Y运动平台，所述X‑Y运动平台是由步进电机通过联轴器带动滚珠丝杠旋转以此来使立柱在X、Y方向上运动的机构，立柱上设有由步进电机通过联轴器带动滚珠丝杠旋转以此来使主轴箱在Z轴上平移的Z方向驱动机构，所述立柱安装在所述X‑Y运动平台的动作端，所述主轴箱安装在所述Z方向驱动机构的上端，所述主轴箱的输出端安装滚压刀具，所述X‑Y运动平台、工件夹具均安装在机床底座上；所述工件夹具包括锥形套，所述锥形套位于所述机床底座的锥形槽内，所述锥形套底部有一段圆柱，所述圆柱与气缸主轴联接，气缸固定在工件夹具上，所述锥形套的锥角大于工件夹具的锥角，当气缸吸气将气缸主轴拉下，从而将锥形套向下拉使得锥形套将会向内收缩从而将工件夹牢。

【技术特征摘要】
1.一种滚压加工力热测试平台，其特征在于：所述测试平台包括X-Y运动平台，所述X-Y运动平台是由步进电机通过联轴器带动滚珠丝杠旋转以此来使立柱在X、Y方向上运动的机构，立柱上设有由步进电机通过联轴器带动滚珠丝杠旋转以此来使主轴箱在Z轴上平移的Z方向驱动机构，所述立柱安装在所述X-Y运动平台的动作端，所述主轴箱安装在所述Z方向驱动机构的上端，所述主轴箱的输出端安装滚压刀具，所述X-Y运动平台、工件夹具均安装在机床底座上；所述工件夹具包括锥形套，所述锥形套位于所述机床底座的锥形槽内，所述锥形套底部有一段圆柱，所述圆柱与气缸主轴联接，气缸固定在工件夹具上，所述锥形套的锥角大于工件夹具的锥角，当气缸吸气将气缸主轴拉下，从而将锥形套向下拉使得锥形套将会向内收缩从而将工件夹牢。2.如权利要求1所述的滚压加工力热测试平台，其特征在于：所述气缸和工件夹具通过夹...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴钟宇，周振宇，徐佳，文东辉，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33