一种生产法测量车床静刚度方法技术

本发明专利技术公开了一种生产法测量车床静刚度方法，试件上设有三处台阶，分别位于床头处、刀架和尾座处，每一处台阶加工前直径差值为Δ0，加工后直径误差为Δ1，由误差复映系数

A Production Method for Measuring Static Stiffness of Lathe

The invention discloses a method for measuring lathe static stiffness by production method. There are three steps on the specimen, which are located at the head of the lathe, the tool holder and the tailstock respectively. The diameter difference of each step before processing is 0, and the diameter error after processing is 1, which is reflected by the error coefficient.

【技术实现步骤摘要】
一种生产法测量车床静刚度方法
本专利技术属于机械技术测量领域，涉及一种生产法测量车床静刚度方法。
技术介绍
生产法测车床刚度的理论依据是误差复映规律，即有误差的工件毛坯，再次加工后，其误差仍以与毛坯相似的形式再次反映在新的加工表面上。传统的测量方法是，用千分尺分别测量出工件加工前、后同一位置的尺寸误差，利用误差复映系数和系统刚度计算公式联立三元一次方程组，分别求出车床床头、刀架、尾座和工艺系统刚度。该方法存在的问题：测量数据较多，人为误差较大；求解车床刚度计算公式较多，运算量很大，容易出现计算错误。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种生产法测量车床静刚度方法，本专利技术的有益效果是可提高10倍测量精度；能够直接显示出车床静刚度，可大大缩短实验数据的计算时间，提高了实验数据的准确性，提升了实验测试技术水平。本专利技术所采用的技术方案是试件上设有三处台阶，分别位于床头处x＝0、刀架位置x＝L/2和尾座处x＝L，每个台阶的结构相同，每一处台阶宽度相同而直径不同，其直径差值作为加工前的误差Δ0，由于复映误差存在，在保持车刀背吃刀量不变时，车削一次后仍能得到两个不同尺寸的外径，直径较大的位置车削后直径依然较大，直径小的位置车削后直径仍然较小，其差值即为加工后的工件误差Δ1，由误差复映系数得到三处台阶处的误差复映系数ε1、ε2、ε3，根据ε＝C/(K系统+C)，C为与切削条件有关的系数，C＝Cfy×f0.75，采用YT15车刀，Cfy＝1952，高速钢车刀Cfy＝922，f—进给量，得对应于三处台阶的误差复映系数，得到三台阶处的系统刚度值：据刚度方差方程其中：E—试件的弹性模量N/mm2I—试件截面的惯性矩mm4将x＝0，x＝L/2，x＝L代入上式，得到系统在三台阶处的刚度表达式：进一步：试件测试与加工：所述试件位于测量平台上两个V型块上，位移传感器固定在测量平台的横梁上，横梁纵梁可根据测量需求在水平、垂直方向调整，量块位于测量平台上，位移传感器借助于量块调零，然后，测出工件两个垂直方向的直径，取平均值，通过数据处理模块记录保存并计算出三台阶出的直径D1、d1；D2、d2、D3、d3。1)车刀：高速钢或YT15硬质合金车刀，主偏角45°，前角10°，刃倾角0°；2)切削用量：主轴转速n＝300～500r/min；进给量f＝0.1～0.15mm/r；背吃刀量所述小直径台阶处ap＝0.5～0.8mm；3)装夹试件。试件前端用三爪卡盘夹紧，后段用顶尖支承；4)调整好车床参数及刀具；5)保持背吃刀量不变，一次走到车削三处台阶；试件测试与数据分析：由位移传感器测量出车削后各处台阶处的直径D＇1、d＇1；D＇2、d＇2、D＇3、d＇3，并利用数据处理模块直接求出K系统1、K系统2、K系统3；和K刀架、K床头、K尾座，并打印实验报告。附图说明图1是试件示意图；图2是测量装置示意图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术依据试件如图1所示，试件上设有三处台阶，分别位于床头处x＝0、刀架位置x＝L/2和尾座处x＝L，每个台阶的结构相同，每一处台阶宽度相同而直径不同，其直径差值作为加工前的误差Δ0，由于复映误差存在，在保持车刀背吃刀量不变时，车削一次后仍能得到两个不同尺寸的外径，直径较大的位置车削后直径依然较大，直径小的位置车削后直径仍然较小，其差值即为加工后的工件误差Δ1，由误差复映系数得到三处台阶处的误差复映系数ε1、ε2、ε3，根据ε＝C/(K系统+C)，C为与切削条件有关的系数，C＝Cfy×f0.75，采用YT15车刀，Cfy＝1952，高速钢车刀Cfy＝922，f—进给量，得对应于三处台阶的误差复映系数，得到三台阶处的系统刚度值：据刚度方差方程其中：E—试件的弹性模量(N/mm2)(对钢料来说E＝2×105N/mm2)I—试件截面的惯性矩mm4(I＝πd4/64)将x＝0，x＝L/2，x＝L代入上式，得到系统在三台阶处的刚度表达式：测量用仪器设备及材料1.CD6140A车床；2.一种生产法测量车床静刚度装置；3.试件一组(不小于3件)材料45钢。测量步骤1.实验条件1)车刀：高速钢或YT15硬质合金车刀，主偏角45°，前角10°，刃倾角0°。2)切削用量：主轴转速n＝300～500r/min；进给量f＝0.1～0.15mm/r；背吃刀量(小直径台阶处)ap＝0.5～0.8mm。2.装夹试件，试件前端用三爪卡盘夹紧，后段用顶尖支承。3.调整好车床参数及刀具4.保持背吃刀量不变，一次走到车削三处台阶。5.用图2装置测量车削后各处台阶处的直径，并通过数据处理模块直接计算出K系统1、K系统2、K系统3；和K刀架、K床头、K尾座，并打印实验报告。以上所述仅是对本专利技术的较佳实施方式而已，并非对本专利技术作任何形式上的限制，凡是依据本专利技术的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本专利技术技术方案的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生产法测量车床静刚度方法，其特征在于：试件上设有三处台阶，分别位于床头处x＝0、刀架位置x＝L/2和尾座处x＝L，x＝L，每个台阶的结构相同，每一处台阶宽度相同而直径不同，其直径差值作为加工前的误差Δ0，由于复映误差存在，在保持车刀背吃刀量不变时，车削一次后仍能得到两个不同尺寸的外径，直径较大的位置车削后直径依然较大，直径小的位置车削后直径仍然较小，其差值即为加工后的工件误差Δ1，由误差复映系数

【技术特征摘要】
1.一种生产法测量车床静刚度方法，其特征在于：试件上设有三处台阶，分别位于床头处x＝0、刀架位置x＝L/2和尾座处x＝L，x＝L，每个台阶的结构相同，每一处台阶宽度相同而直径不同，其直径差值作为加工前的误差Δ0，由于复映误差存在，在保持车刀背吃刀量不变时，车削一次后仍能得到两个不同尺寸的外径，直径较大的位置车削后直径依然较大，直径小的位置车削后直径仍然较小，其差值即为加工后的工件误差Δ1，由误差复映系数得到三处台阶处的误差复映系数ε1、ε2、ε3，根据ε＝C/(K系统+C)，C为与切削条件有关的系数，C＝Cfy×f0.75，采用YT15车刀，Cfy＝1952，高速钢车刀Cfy＝922，f—进给量，得对应于三处台阶的误差复映系数，得到三台阶处的系统刚度值：据刚度方差方程其中：E—试件的弹性模量N/mm2I—试件截面的惯性矩mm4将x＝0，x＝L/2，x＝L代入上式，得到系统在三台阶处的刚度表达式：2.按照权利要求1所述一种生产法测量车床静刚度方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王继伟，徐树生，吕宝君，黄新平，周健波，郑孟昆，
申请(专利权)人：青岛农业大学，
类型：发明
国别省市：山东,37