一种旋转超声磨削的测力装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于材料加工领域，具体涉及一种旋转超声磨削的测力装置，包括测力组件、工件旋转组件、工件装夹组件和计算机，所述测力组件包括工作台连接法兰、六维力传感器和工字形连接法兰，所述工作台连接法兰与机床工作台固定连接，所述六维力传感器固定连接在工作台连接法兰的上端面，所述工字形连接法兰通过螺栓固定连接在六维力传感器的上端面；所述工件旋转组件安装在工字形连接法兰的上端用于驱动工件装夹组件的旋转，所述工件装夹组件用于夹持工件，所述计算机与六维力传感器连接，用于接收六维力传感器采集的数据。本实用新型专利技术工件旋转组件安装在测力组件的上方，避免了六维力传感器旋转测力带来的扭矩处理的问题。力传感器旋转测力带来的扭矩处理的问题。力传感器旋转测力带来的扭矩处理的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种旋转超声磨削的测力装置


[0001]本技术属于材料加工领域，具体涉及一种旋转超声磨削的测力装置。

技术介绍

[0002]磨削加工是一种去除材料的机械加工方法，是应用较为广泛的材料去除方法之一。磨削加工可以获得较高的加工精度和很小的表面粗糙度值，磨削速度快和切削余量少，磨削不但可以加工软材料，如未淬火钢、铸铁等，而且还可以加工淬火钢及其他刀具不能加工的硬质材料，如瓷件、硬质合金等。随着硬脆性材料在汽车、医学、半导体、航空航天等领域中的大量应用，由于其材料自身所具有的高脆性、高硬度的特点，使加工此类材料出现了较大的难题。
[0003]传统磨削方法在加工硬脆性材料时，会出现所加工材料表面崩边、撕裂、破碎等加工损伤，刀具磨损情况相比加工普通材料时也更加的严重。这些加工硬脆性材料时难以解决的问题给传统的加工工艺带来挑战的同时也促进着新的加工技术的产生，上世纪中叶左右，可加工特殊材料的特种加工方法逐渐出现，并进行了多种加工技术的配合运用。其中的超声辅助磨削加工就是将传统磨削与超声加工相结合的新型复合加工技术，此方法在保持有传统磨削加工的优越磨削性能外，在磨具上又新增加了可促进磨削的超声振动性能，两者结合后，加工材料时的效率和材料的质量都得到了显著的提高。对比于传统磨削，其所需磨削力更小，磨削温度更低，材料去除率更高，加工精度更高，刀具的使用寿命更长。因此，超声辅助磨削加工技术开始广泛的应用于硬脆性材料加工领域，为此其磨削性能的改进优化和配套的测试仪器性能提高也成为此领域研究者们一直研究的课题。
[0004]对于超声辅助磨削技术的研究，测试其性能参数的配套测试装置是非常重要的。传统磨削的测试影响因素较少，设计相对简单，但超声辅助磨削的测试就必须考虑超声波的影响和测试装置旋转时的线路缠绕等各种衍生问题。比如测力刀柄在其他需要测力的情况下测试性能非常优越，但其在超声辅助磨削装置中由于超声波的影响却较难适用。申请号为201920207426.2的专利于2019年设计了一种测力仪与超声装置相组合的超声测力装置，测试装置连接于超声装置的上方，其在磨削实验中进行测试时，超声波也对测力仪有影响，测试所得参数也一定受到影响。申请号为201910424415.4的专利于2019年提出一种测力装置位置在回转工作台上方的测力夹具，此装置由于结构特点，在工件旋转过程中，测力仪也必将旋转进行测试，因此测试所得参数必须经过处理旋转带来的影响因素才能得到最终参数。此外其他专利也没提到测力仪旋转时线路缠绕的解决办法。因此，专利技术一种适用于旋转超声辅助磨削装置的测力装置非常有价值，本专利技术通过设计独特的结构构型，解决了超声波对测力装置影响的问题和测力仪线路随着旋转缠绕的问题，对超声辅助磨削技术的发展必将有很大的促进作用。

技术实现思路

[0005]本技术针对上述问题提供了一种旋转超声磨削的测力装置。
[0006]为达到上述目的本技术采用了以下技术方案：
[0007]一种旋转超声磨削的测力装置，包括测力组件、工件旋转组件、工件装夹组件和计算机，所述测力组件包括工作台连接法兰、六维力传感器和工字形连接法兰，所述工作台连接法兰与机床工作台固定连接，所述六维力传感器固定连接在工作台连接法兰的上端面，所述工字形连接法兰通过螺栓固定连接在六维力传感器的上端面；
[0008]所述工件旋转组件安装在工字形连接法兰的上端用于驱动工件装夹组件的旋转，所述工件装夹组件用于夹持工件，所述计算机与六维力传感器连接，用于接收六维力传感器采集的数据。
[0009]进一步，所述工件旋转组件包括固定架、电机、减速器、联轴器、回转轴、平面轴承和转盘，所述固定架通过螺栓与工字形连接法兰的上端面固定连接，所述电机安装在固定架内，所述减速器的输入轴与电机的输出轴连接，所述回转轴通过联轴器与减速器的输出轴连接，所述回转轴与转盘的中部连接，所述平面轴承的下部卡装在固定架上端面的凹槽内，所述平面轴承的上部与转盘相卡接。
[0010]再进一步，所述回转轴的上部为方形，所述转盘的中部设置有与回转轴上部相对应的方形孔。
[0011]更进一步，在所述转盘的下表面设置有卡环，所述卡环与平面轴承上部的内侧面相卡接，以实现转盘与平面轴承的径向定位。
[0012]更进一步，在所述固定架的侧面开设有出线孔，用于引出连接线路。
[0013]更进一步，所述工件装夹组件包括夹具主体和夹爪，所述夹具主体通过螺栓固定连接在转盘的上表面，所述夹爪固定安装在夹具主体上，用于夹持工件303。
[0014]与现有技术相比本技术具有以下优点：
[0015]本技术工件旋转组件安装在测力组件的上方，避免了六维力传感器旋转测力带来的扭矩处理的问题，同时六维力传感器的固定设置，也避免了因旋转导致的线路难处理问题，六维力传感器与工件装夹组件安装在一起，而非同超声主轴系统安装在一起，避免了变幅杆与六维传感器太近带来的超声波影响测力结果的问题；
[0016]本技术与传统的测试装置相比，测力组件不会随工件旋转、超声波不会影响到测力组件的测量，六维力传感器的线路不会缠绕，非常适用于旋转超声辅助磨削的场合；
[0017]本技术安装方便，可以根据实用要求随时拆卸，不需要与机床主轴相连，整体装置体积小，可随时移动，可单独作为一个立式旋转测试装置用于实验室和各种需要的场合中，适用性能大幅增加，相比于价格昂贵的测力刀柄，整体造价更便宜，结构简单，可大量推广使用。
附图说明
[0018]图1为本技术的结构示意图；
[0019]图2为本技术工件旋转组件的结构示意图；
[0020]图3为本技术转盘的仰视图；
[0021]图4为本技术应用于外圆磨削工艺的使用状态图；
[0022]图5为本技术应用于内圆磨削工艺的使用状态图；
[0023]图中，工作台连接法兰—101、六维力传感器—102、工字形连接法兰—103、固定
架—201、电机—202、减速器—203、联轴器—204、回转轴—205、平面轴承—206、转盘—207、出线孔—208、方形孔—209、卡环—210、夹具主体—301、夹爪—302、工件—303。
具体实施方式
[0024]为了进一步阐述本技术的技术方案，下面通过实施例对本技术进行进一步说明。
[0025]如图1至图5所示，一种旋转超声磨削的测力装置，包括测力组件、工件旋转组件、工件装夹组件和计算机，所述测力组件包括工作台连接法兰101、六维力传感器102和工字形连接法兰103，所述工作台连接法兰101与机床工作台固定连接，所述六维力传感器102固定连接在工作台连接法兰101的上端面，所述工字形连接法兰103通过螺栓固定连接在六维力传感器102的上端面；
[0026]所述工件旋转组件安装在工字形连接法兰103的上端用于驱动工件装夹组件的旋转，所述工件装夹组件用于夹持工件，所述计算机与六维力传感器102连接，用于接收六维力传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转超声磨削的测力装置，其特征在于：包括测力组件、工件旋转组件、工件装夹组件和计算机，所述测力组件包括工作台连接法兰（101）、六维力传感器（102）和工字形连接法兰（103），所述工作台连接法兰（101）与机床工作台固定连接，所述六维力传感器（102）固定连接在工作台连接法兰（101）的上端面，所述工字形连接法兰（103）通过螺栓固定连接在六维力传感器（102）的上端面；所述工件旋转组件安装在工字形连接法兰（103）的上端用于驱动工件装夹组件的旋转，所述工件装夹组件用于夹持工件，所述计算机与六维力传感器（102）连接，用于接收六维力传感器（102）采集的数据。2.根据权利要求1所述的一种旋转超声磨削的测力装置，其特征在于：所述工件旋转组件包括固定架（201）、电机（202）、减速器（203）、联轴器（204）、回转轴（205）、平面轴承（206）和转盘（207），所述固定架（201）通过螺栓与工字形连接法兰（103）的上端面固定连接，所述电机（202）安装在固定架（201）内，所述减速器（203）的输入轴与电机（202）的输出轴连接，所述回转轴（205）通过联轴器与减速器...

【专利技术属性】
技术研发人员：白旭日，冯毅，马彪，邱俊宇，张晋，秦慧斌，张红燕，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：新型
国别省市：