金属圆锯床单齿、多齿锯切力测试装置的制作方法

本发明涉及金属圆锯床切力测试领域，更具体的说，尤其涉及一种金属圆锯床单齿和多齿锯切力测试装置。

背景技术：

金属材料锯切是原材料切断下料的重要工序。在现代制造业中，金属锯切作为金切加工的起点，已成为加工制造过程中的重要环节之一。锯切力是机械加工过程中的一个重要参数，了解锯切力的变化规律不仅是机床动态特性研究的需要，也是提高机械加工精度、提高刀具使用寿命的需要，锯切能提高生产率、节约原材料以及减少二次加工量，随着数控机床等技术的迅速发展，锯切力已成为自适应控制的重要判断依据。目前，金属锯切力的测试与计算是圆锯床设计与使用中的难点，国内外针对于圆锯床锯切力测试的相关专利很少。圆锯床的参数设计需根据锯切力计算，否则会导致锯片在工作过程中出现打滑、卡死或容易损坏。因此，设计一种用于测试圆锯床单齿、多齿锯切力的装置以测试锯切力与锯切速度、进给量的相互关系是非常必要的。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决圆锯床锯切力测试困难的问题而提供一种金属圆锯床单齿、多齿锯切力测试装置，可以测量单齿切削和多齿切削锯切力的变化过程并且能够分析锯切力的频谱特性，测量数据准确，装置的制造安装简单；尤其是能在一次锯切过程中记录并分析单齿、多齿锯切力的变化过程，以及每次进给单齿、多齿锯切削工件时的锯切力状况，从而确定影响锯切力变化的因素的测试装置。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：金属圆锯床单齿、多齿锯切力测试装置，包括金属圆锯床、阶梯型金属工件、压力传感器模块、放大器、数据采集模块和移动工作站；

所述金属圆锯床包括减速箱、移动工作台、锯片、固定底座和工件夹具，所述减速箱安装在移动工作台上，所述锯片安装在所述减速箱的输出轴上，所述移动工作台安装在所述固定底座的左侧，工件夹具安装在所述固定底座的右侧，移动工作台工作时带动减速箱和锯片沿着直线方向靠近和远离阶梯型金属工件；所述阶梯型金属工件通过工件夹具进行固定，阶梯型金属工件设置在锯片在移动工作台带动时的运动路径上；

所述阶梯型金属工件包括从左至右高度依次升高的多个台阶，所述锯片为多齿锯的锯片，所述阶梯型金属工件的每一台阶的高度刚好满足锯片的多个不同齿锯的锯切厚度；

所述压力传感器模块通过螺栓安装在工件夹具上，压力传感器模块设置在工件夹具和阶梯型金属工件之间，压力传感器模块通过放大器连接数据采集模块，所述数据采集模块连接移动工作站，所述压力传感器模块检测工件夹具上阶梯型金属工件受到的压力，并将该压力数据经过放大器进行信号放大后传输给数据采集模块，数据采集模块将信号传送到移动工作站。

进一步的，所述工件夹具包括工件定位机构和工件夹紧机构，所述工件定位机构为槽型定位机构，工件定位机构表面设有与阶梯型金属工件底部相配合的沟槽，阶梯型金属工件套装在工件定位机构的沟槽内并能够沿着工件定位机构的沟槽前后滑动；所述工件夹紧机构采用十字正交夹紧机构，工件夹紧机构从上向下并从右向左同时夹紧阶梯型金属工件。

进一步的，所述移动工作站根据压力传感器模块的信号记录锯齿在不同齿锯情况下的锯切力变化并计算其锯切力的频谱特性。

进一步的，所述压力传感器模块采用9257b多分量测力计，9257b多分量测力计设置在工件定位机构的沟槽底部，9257b多分量测力计上表面贴合阶梯型金属工件位于沟槽内部的底面。

进一步的，所述9257b多分量测力计通过螺栓固定在工件定位机构的沟槽底部。

进一步的，所述放大器为5080a电荷放大器。

具体的工作流程如下：将9257b多分量测力计安装在工件夹具的工件定位机构的沟槽内，将阶梯型金属工件安装在工件夹具上，阶梯型金属工件下端套装在工件定位机构的沟槽内，并通过工件夹紧机构将阶梯型金属工件向下并向左夹紧；将9257b多分量测力计的信号线连接放大器，并将放大器的信号线连接到数据采集模块上，并将数据采集模块连接移动工作站，移动工作站先进行设备调试，标定9257b多分量测力计，再在金属圆锯床上输入测试程序，运动该金属圆锯床，金属圆锯床的锯片在减速箱的带动下转动，并在移动工作台的带动下向阶梯型金属工件运动，锯片的不同锯齿依次与阶梯型金属工件的不同台阶接触并进行切割，在此过程中采用9257b多分量测力计测量阶梯型金属工件受到的锯切力，并将该锯切力信号通过放大器发送给数据采集模块，数据采集模块将信息发送至移动工作站中进行分析。

本发明的有益效果在于：本发明结构简单紧凑，生产成本低，能在一次锯切过程中记录并分析单齿、多齿锯切力的变化过程和单齿、多齿锯切力的频谱特性，从而确定金属圆锯床工作过程中影响锯切力变化的外在因素和内在因素。

附图说明

图1是本发明金属圆锯床单齿、多齿锯切力测试装置的整体结构示意图。

图2是本发明金属圆锯床的结构示意图。

图3是本发明阶梯型金属工件的结构示意图。

图4是本发明阶梯型金属工件和工件夹具的局部放大图。

图中，1-固定底座、2-移动工作台、3-减速箱、4-金属圆锯床、5-锯片、6-工件夹紧机构、7-工件定位机构、8-阶梯型金属工件、9-压力传感器模块、10-放大器、11-数据采集模块、12-移动工作站、13-工件夹具。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1~4所示，一种金属圆锯床单齿、多齿锯切力测试装置，包括金属圆锯床4、阶梯型金属工件8、压力传感器模块9、放大器10、数据采集模块11和移动工作站12。

所述金属圆锯床4包括减速箱3、移动工作台2、锯片5、固定底座1和工件夹具13，所述减速箱3安装在移动工作台2上，所述锯片5安装在所述减速箱3的输出轴上，所述移动工作台2安装在所述固定底座1的左侧，工件夹具13安装在所述固定底座1的右侧，移动工作台2工作时带动减速箱3和锯片5沿着直线方向靠近和远离阶梯型金属工件8；所述阶梯型金属工件8通过工件夹具13进行固定，阶梯型金属工件8设置在锯片5在移动工作台2带动时的运动路径上。

所述阶梯型金属工件8包括从左至右高度依次升高的多个台阶，所述锯片5为多齿锯的锯片，所述阶梯型金属工件8的每一台阶的高度刚好满足锯片5的多个不同齿锯的锯切厚度。

所述压力传感器模块9通过螺栓安装在工件夹具13上，压力传感器模块9设置在工件夹具13和阶梯型金属工件8之间，压力传感器模块9通过放大器10连接数据采集模块11，所述数据采集模块11连接移动工作站12，所述压力传感器模块9检测工件夹具13上阶梯型金属工件8受到的压力，并将该压力数据经过放大器10进行信号放大后传输给数据采集模块11，数据采集模块11将信号传送到移动工作站12。

所述工件夹具13包括工件定位机构7和工件夹紧机构6，所述工件定位机构7为槽型定位机构，工件定位机构7表面设有与阶梯型金属工件8底部相配合的沟槽，阶梯型金属工件8套装在工件定位机构7的沟槽内并能够沿着工件定位机构7的沟槽前后滑动；所述工件夹紧机构6采用十字正交夹紧机构，工件夹紧机构6从上向下并从右向左同时夹紧阶梯型金属工件8。

所述移动工作站12根据压力传感器模块9的信号记录锯齿在不同齿锯情况下的锯切力变化并计算其频谱特性。

所述压力传感器模块9采用9257b多分量测力计，9257b多分量测力计设置在工件定位机构7的沟槽底部，9257b多分量测力计上表面贴合阶梯型金属工件8位于沟槽内部的底面。

所述9257b多分量测力计通过螺栓固定在工件定位机构7的沟槽底部。

所述放大器10为5080a电荷放大器。

具体的工作流程如下：将9257b多分量测力计安装在工件夹具13的工件定位机构的沟槽内，将阶梯型金属工件8安装在工件夹具13上，阶梯型金属工件8下端套装在工件定位机构7的沟槽内，并通过工件夹紧机构6将阶梯型金属工件8向下并向左夹紧；将9257b多分量测力计的信号线连接放大器10，并将放大器10的信号线连接到数据采集模块11上，并将数据采集模块11连接移动工作站12，移动工作站12先进行设备调试，标定9257b多分量测力计，再在金属圆锯床4上输入测试程序，运动该金属圆锯床4，金属圆锯床7的锯片5在减速箱3的带动下转动，并在移动工作台2的带动下向阶梯型金属工件8运动，锯片5的不同锯齿依次与阶梯型金属工件8的不同台阶接触并进行切割，在此过程中采用9257b多分量测力计测量阶梯型金属工件8受到的锯切力，并将该锯切力信号通过放大器10发送给数据采集模块11，数据采集模块11将信息发送至移动工作站12中进行分析。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。