用于研究振动对机床主轴精密测量影响的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于研究振动对机床主轴精密测量影响的装置，床座板、隔振层与测试台面依次叠加，由设在床座板上的若干上离合定位机构、下离合定位机构、横向离合定位机构依据六点定位原理将床座板与测试台面连接定位，并通过上述三种离合定位机构中的离合销、离合旋钮离合床座板与测试台面之间的虚实接触，以离合传感器与机床工作台的共振与否。本发明专利技术所述装置通过离合旋钮锁紧与否的简单调节，既可测试了解机床主轴在空间中回转的真实位移情况，又可测试了解刀具相对工件的相对位移；且通过更换不同的传感器夹具及配置相应的传感器，本发明专利技术还能满足两点法、三点法、四点法等机床主轴回转精度测试所需，也可对轴的圆度误差、圆柱度误差等进行测量评定。

【技术实现步骤摘要】
用于研究振动对机床主轴精密测量影响的装置
本专利技术涉及一种机床精密测试装置，主要涉及一种机床主轴振动位移测量的装置，尤其是涉及一种用于分析振动噪声对机床主轴振动位移测量影响的装置。
技术介绍
机床加工机械零件过程中，主轴产生的振动对产品加工精度以及刀具的磨损和寿命都有较大影响。加工高精度的机械零件，对机床主轴的回转精度、圆度精度、圆柱度精度等都有非常高的要求。主轴回转误差、圆度误差、圆柱度误差等是衡量加工中心和机床精度的重要指标，通常可采用双向法、三点法等对其进行测试评估。通过测量，可以了解机床主轴的工作状态，分析误差产生的原因；另一方面，主轴转动时会产生很大的振动，为精确地采集到主轴的振动位移信号，必须采取一定的隔振措施来保证位移传感器采集到真实有效的数据，进而方便处理和分析数据。现有主要测量和隔振方法如下：两点法：对主轴振动位移的精确测量，需要至少两个传感器在主轴横截面内相互垂直的两个方向同时采集数据，但是简单的垂直两点法无法将传感器安装的误差分离出来，从而影响测量结果的精确性；三点法：需要三个传感器同时采集数据，三个传感器要位于同一主轴截面内，且相交于主轴的几何中心。三点法要求测试装置需有较高的加工精度，同时对传感器的装夹、调试要求较高。但是三点法会产生严重的谐波抑制，从而影响实验的准确性；四点法或其他多点法的优点是，采用四个或更多的传感器采集数据进行误差分离，能够减少谐波抑制。但这也使数据处理变的更加复杂，同时多个传感器带来的安装对心、精确的角度布置、传感器性能之间的差异问题同样会降低误差分离结果的精度；主动隔振技术：对于机器本身是振源的设备，为了减小它们对周围其它设备的影响，将它们与地基（或支承）隔离开来。这种将振源进行隔离，振源的振动经过减振后再传递出去的隔振称为主动隔振；被动隔振技术：对于需要隔振的设备，为了减小周围振源对它的影响，需要将它与整个地基（或支承）隔离开来。这种将设备进行隔离，在振源与系统之间加入弹性元件、阻尼元件甚至惯性元件等，防止周围振源传给设备的隔振称为被动隔振。综上，测量主轴振动位移时，传感器安装精度及隔离振源的振动至关重要。然而，现有的主轴回转精度测量实验装置，如“用于主轴回转精度测量实验的混合多方法测试装置”（CN105033759A），虽然可以用于各种实验目的主轴回转时径向位移的采集实验，且保证了传感器的定位精度，但并未考虑到主轴转动过程中床体因动力源和传动不平稳所造成的振动对主轴回转精度测试的影响，故无法对比振动与否对机床主轴回转精度测试的影响。虽然，现有隔振平台，如“被动隔振平台”（CN204083050U）也能起到隔振的作用，但无法直接用于机床主轴回转精度的测试：一是因为其结构安装、调节不便，无法适应精密测试；二是因为现有隔振平台不能在保证测试传感器位置不变的条件下对振动进行隔离。为精确测量主轴的振动位移，不仅要保证传感器的安装精度，更要隔离振源的振动。研究表明，在机床加工零件的过程中，主轴工作时所产生的振动位移是影响加工质量和精度的主要扰动源,因此寻找一种可靠且便捷的传感器夹具隔振平台，准确的测量出主轴的实际振动位移具有重要的现实意义。本专利技术装置的主要作用就是为测量主轴振动位移提供良好的隔振实验环境。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提出一种加工要求相对较低，调整简单方便的用于研究振动对机床主轴精密测量影响的装置。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种用于研究振动对机床主轴精密测量影响的装置，包括床座板、隔振层、测试台面、上离合定位机构、下离合定位机构、横向离合定位机构、定位凸台；所述测试台面通过隔振层叠放在床座板上，所述测试台面上表面中央固定连接有定位凸台，定位凸台用于紧贴放置传感器夹具，传感器夹具上固定有若干个传感器；所述床座板上固定连接有有若干上离合定位机构、下离合定位机构及横向离合定位机构，且上离合定位机构、下离合定位机构及横向离合定位机构中游离的离合销分别位于测试台面上平面、下平面和四周侧面，用于与测试台面接触及定位；压下上述三种离合定位机构的定位拉手后，离合销通过弹簧与测试台面虚接触，实现定位，并通过调节三种离合定位机构中的离合旋钮的锁紧程度，来离合床座板与测试台面的振动传递，用于测试了解机床主轴在空间中回转的真实位移情况以及测试了解刀具相对于工件的相对位移。所述床座板四周设有若干长圆孔，并通过螺栓和T型螺母与机床工作台紧固连接，床座板的四周还设有若干用于安装固定上、下、横向离合定位机构的螺孔。所述隔振层为隔震气囊气浮或隔震橡胶等被动式隔振层或为主控频率范围可调的主动式隔振层；隔振层尺寸小于测试台面。所述测试台面中央位置设有高精度的定位凸台，定位凸台与测试台面固定连接，定位凸台上段为圆柱形，下段为多边形结构，测试台面与定位凸台组合成定位元件，并可与多种传感器夹具定位连接，且传感器夹具可方便拆下更换。所述传感器夹具为角铁型传感器夹具，用于机床主轴采用两点法进行回转精度的精密测量；或为圆筒型传感器夹具，用于机床主轴采用三点法进行回转精度的精密测量；或为方筒型传感器夹具，用于机床主轴采用四点法进行回转精度的精密测量；或为在不同平面所设传感器安装孔的传感器夹具，用于主轴圆柱度误差的测试实验。所述若干个上、下、横向离合定位机构均通过螺栓固定安装在床座板上，其分布满足六点定位原理的要求，且所述上、下、横向离合定位机构包括定位拉手、离合销、弹簧和离合旋钮；压下定位拉手，则离合销靠弹簧弹出与测试台面虚接触，松开离合旋钮则游离床座板与测试台面的连接，振动传递被隔振层隔断；锁紧离合旋钮则实现床座板与测试台面之间的过定位，用以提高床座板与测试台面之间的振动耦合刚度；所诉弹簧应采用小胡克系数、高灵敏度弹簧，使得压下定位拉手时，既能保证弹出销子头与测试台面虚接触，又能保证当测试台面朝任意方向产生微小的振动移动时，即可以依靠弹簧弹力可以将工作台快速复位。所述上离合定位机构含有“Z”型基座、圆柱形离合销、定位拉手、离合旋钮及弹簧；所述“Z”型座下端设有圆孔，通过螺栓与床座板的螺孔固定相连；所述“Z”型座下端设有螺孔与床座板固定相连；“Z”型座上端有安装孔和螺孔，安装孔内依次装有圆柱形离合销、弹簧和定位拉手，圆柱型离合销朝下指向测试台面，按下定位拉手，通过小胡克系数弹簧的压力使得圆柱型离合销与测试台面的上表面始终虚接触；螺孔内旋有离合旋钮，离合旋钮指向圆柱离合销，通过松开与压紧离合旋钮，可固定与松开离合销的活动，以离合床座板与测试台面的振动传递。所述下离合定位机构含有“几”字型基座、“Z”型离合销、定位拉手、离合旋钮及弹簧；所述“几”型基座，下端设有螺孔，通过螺栓与床座板固定相连；“几”型基座上端设有安装孔及螺孔：安装孔内依次装有“Z”型离合销、弹簧与定位拉手，“Z”型离合销朝上指向测试台面，按下定位拉手，通过小胡克系数弹簧的压力使得“Z”型离合销与测试台面的下平面始终虚接触；螺孔内旋有离合旋钮，离合旋钮垂直指向“Z”型离合销，通过松开与压紧离合旋钮，可固定与松开“Z”型离合销的活动，以离合床座板与测试台面的向上的振动传递。所述横向离合定位机构包含凸座、圆柱型离合销、定位拉手、离合旋钮及弹簧；所述凸座，下端设有圆孔，通过螺栓与床座板固定相连；凸座设有横向安装孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于研究振动对机床主轴精密测量影响的装置，包括床座板(1)、隔振层(7)、测试台面(6)、上离合定位机构(4)、下离合定位机构(2)、横向离合定位机构(3)及定位凸台(5)，其特征在于：所述测试台面(6)通过隔振层(7)叠放在床座板(1)上，测试台面(6)的上平面与床座板的下平面平行，所述测试台面(6)上面中央固定连接有定位凸台（5），定位凸台（5）用于放置传感器夹具，传感器夹具上固定有若干传感器；所述床座板上固定连接有若干个上离合定位机构(4)、下离合定位机构(2)、横向离合定位机构(3)，且上离合定位机构(4)、下离合定位机构(2)及横向离合定位机构(3)中游离的离合销分别位于测试台面(6)上平面、下平面和四周侧面，用于与测试台面(6)接触及定位；压下上述三种离合定位机构的定位拉手后，离合销通过弹簧与测试台面虚接触，实现定位，并通过调节三种离合定位机构中的离合旋钮的锁紧程度，来离合床座板(1)与测试台面(6)的振动传递，用于测试了解机床主轴在空间中回转的真实位移情况以及测试了解刀具相对于工件的相对位移。

【技术特征摘要】
1.一种用于研究振动对机床主轴精密测量影响的装置，包括床座板(1)、隔振层(7)、测试台面(6)、上离合定位机构(4)、下离合定位机构(2)、横向离合定位机构(3)及定位凸台(5)，其特征在于：所述测试台面(6)通过隔振层(7)叠放在床座板(1)上，测试台面(6)的上平面与床座板的下平面平行，所述测试台面(6)上面中央固定连接有定位凸台（5），定位凸台（5）用于放置传感器夹具，传感器夹具上固定有若干传感器；所述床座板上固定连接有若干个上离合定位机构(4)、下离合定位机构(2)、横向离合定位机构(3)，且上离合定位机构(4)、下离合定位机构(2)及横向离合定位机构(3)中游离的离合销分别位于测试台面(6)上平面、下平面和四周侧面，用于与测试台面(6)接触及定位；压下上述三种离合定位机构的定位拉手后，离合销通过弹簧与测试台面虚接触，实现定位，并通过调节三种离合定位机构中的离合旋钮的锁紧程度，来离合床座板(1)与测试台面(6)的振动传递，用于测试了解机床主轴在空间中回转的真实位移情况以及测试了解刀具相对于工件的相对位移。2.根据权利要求1所述的用于研究振动对机床主轴精密测量影响的装置，其特征在于：所述床座板(1)四周设有若干长圆孔，并通过螺栓和T型螺母与机床工作台紧固连接，床座板(1)的四周还设有若干用于安装固定上、下、横向离合定位机构的螺孔。3.根据权利要求1所述的用于研究振动对机床主轴精密测量影响的装置，其特征在于：所述隔振层(7)为隔震气囊气浮或隔震橡胶等被动式隔振层或为主控频率范围可调的主动式隔振层。4.根据权利要求1所述的用于研究振动对机床主轴精密测量影响的装置，其特征在于：所述测试台面(6)中央位置设有高精度的定位凸台（5），定位凸台（5）与测试台面(6)固定连接，定位凸台（5）上段为圆柱形，下段为多边形结构，测试台面(6)与定位凸台组合成定位元件，并可与多种传感器夹具定位连接，且夹具可方便拆下更换。5.根据权利要求4所述的用于研究振动对机床主轴精密测量影响的装置，其特征在于：所述传感器夹具为角铁型传感器夹具（8），用于机床主轴采用两点法进行回转精度的精密测量；或为圆筒型传感器夹具，用于机床主轴采用三点法进行回转精度的精密测量；或为方筒型传感器夹具（9），用于机床主轴采用四点法进行回转精度的精密测量；或为在不同平面所设传感器安装孔的传感器夹具，用于主轴圆柱度误差的测试实验。6.根据权利要求1所述的用于研究振动对机床主轴精密测量影响的装置，其特征在于：所述若干个上、下、横向离合定位机构(4，2，3)均通过螺栓固定安装在床座板(1)上，其分布满足六点定位原理的要求，且所述上、下、横向离合定位机构(4，2，3)包括定位拉手(21)和离合旋钮(25)，松开离合旋钮(25)则游离床座板(1)与测试台面(6)的连接，振动传递被隔振层（7）隔断；锁紧离合旋钮(25)则实现床座板与测试台面之间的过定位，用以提高床座板与测试台面之间的振动耦合刚度。7.根据权利要求1所述的用于研究振动对机床主轴精密测量影响的装置，其特征在于：所述上离合...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱坚民，沈昕璐，周亚南，李尧，郑洲洋，赵展，田丰庆，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31