一种车床刀架竖直径向的静刚度测量装置及其测量方法与流程

本发明涉及机床功能部件基本性能参数测试技术领域，尤其涉及一种车床刀架竖直径向的静刚度测量装置及其测量方法。

背景技术：

刚度是指材料或结构在受力时抵抗弹性变形的能力。车床刚度是指车床上安装刀具的部件与安装工件的部件抵抗外力作用下产生变形的能力，它是评价车床工作性能的主要指标之一。车床在不同状态下所表现出的刚度是不相同的，在动态下表现的刚度为动态刚度，简称动刚度；在静态下表现的刚度为静态刚度，简称静刚度。

随着高精密加工的广泛应用，对车床的静态刚度性能要求越来越高，车床的静刚度是车床保证几何精度的重要因素，同时车床的几何精度直接影响到车床加工零件的精度。

车床静刚度检测装置传统的测量完全凭借经验，或者理论，误判断可能性大，不能满足精确测量车床静刚度的需求。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种车床刀架竖直径向的静刚度测量装置，能减小车床刀架竖直径向的静刚度值的误判断的可能性。

本发明的目的之一采用以下技术方案实现：

一种车床刀架竖直径向的静刚度测量装置，包括：力传感器、施加力元件和位移测量仪，所述力传感器具有相对的上端和下端，所述力传感器的下端固定设置，所述力传感器的上端与所述施加力元件的下端连接，所述施加力元件的上端与车床刀架的侧面连接，车床刀架固定设置；

所述施加力元件用于向车床刀架的侧面的竖直方向施加载荷，所述力传感器用于获取施加载荷数据，所述位移测量仪用于测量车床刀架的竖直径向变形量。

进一步地，其特征在于，还包括第一安装座，所述第一安装座的下端连接所述施加力元件的上端，所述第一安装座的侧面连接车床刀架的侧面。

进一步地，其特征在于，还包括第二安装座，所述力传感器的下端连接所述第二安装座的上端，所述第二安装座的下端固定于车床上。

进一步地，其特征在于，所述位移测量仪设于车床刀架的下端。

进一步地，其特征在于，所述施加力元件为气动型施加力元件、液压型施加力元件或螺纹型施加力元件。

进一步地，其特征在于，所述位移测量仪为电涡流传感器。

本发明的目的之二在于提供一种车床刀架竖直径向的静刚度测量装置的测量方法。

本发明的目的之二采用以下技术方案实现：

上述所述的车床刀架竖直径向的静刚度测量装置的测量方法，通过施加力元件向车床刀架的侧面的竖直方向施加载荷，再由力传感器获取施加载荷数据f；接着利用位移测量仪测量并获取车床刀架的竖直径向的变形量y；最后得出车床刀架的竖直径向静刚度

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明的车床刀架竖直径向的静刚度测量装置减小了静刚度值的误判断的可能性，满足精确测量车床刀架竖直径向的静刚度的需求。

附图说明

图1是本发明实施例的车床刀架竖直径向的静刚度测量装置的立体图。

图中：10、力传感器；20、施加力元件；30、位移测量仪；40、第一安装座；50、第二安装座；60、车床刀架；70、滑鞍部件。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

参照图1，车床刀架竖直径向的静刚度测量装置适用于车床、立式加工中心、卧室加工中心、龙门加工中心等类型的数控机床整机静刚度检测。特别是斜床身t型刀架车床，车床刀架竖直径向的静刚度检测结果是评价机床整机静刚度性能的主要指标之一。

车床刀架竖直径向的静刚度测量装置包括力传感器10、施加力元件20和位移测量仪30，力传感器10具有相对的上端和下端，力传感器10的下端固定设置，力传感器10的上端与施加力元件20的下端连接，施加力元件20的上端与车床刀架60的侧面连接，车床刀架60固定设置，力传感器10和车床刀架60都是固定设置以保证静刚度值不会有偏差。施加力元件20用于向车床刀架60的侧面的竖直方向施加载荷，力传感器10用于获取施加载荷数据，位移测量仪30设于车床刀架60的下端用于测量车床刀架60的竖直径向变形量，车床刀架竖直径向的静刚度可以表示为施加载荷数据和竖直径向变形量的比值。本发明实施例中，施加力元件20为气动型施加力元件20、液压型施加力元件20或螺纹型施加力元件20，位移测量仪30为电涡流传感器，在其他实施例中，位移测量仪30也可以为千分表。本发明实施例的车床刀架竖直径向的静刚度测量装置能有效测量出车床刀架竖直径向的静刚度，减少误判断的可能性。

车床刀架竖直径向的静刚度测量装置还包括第一安装座40，第一安装座40的下端连接施加力元件20的上端，第一安装座40的侧面连接车床刀架60的侧面，第一安装座40加固了施加力元件20与车床刀架60的侧面的连接，防止载荷力的大小、方向及位置发生偏移，从而保证测量结果的准确性。

较佳地，车床刀架竖直径向的静刚度测量装置还包括第二安装座50，力传感器10的下端连接第二安装座50的上端，第二安装座50的下端固定于车床上，第二安装座50加固了力传感器10的下端在车床上的连接，防止载荷力的大小、方向及位置发生偏移，从而保证测量结果的准确性。具体地，第二安装座50固定于车床上的滑鞍部件70，滑鞍部件70位于车床刀架60的下端。

车床刀架竖直径向的静刚度测量装置的测量方法为：通过施加力元件20向车床刀架60的侧面的竖直方向施加载荷，再由力传感器10获取施加载荷数据f；接着利用位移测量仪30测量并获取车床刀架60的竖直径向的变形量y；最后得出车床刀架60的竖直径向静刚度该测量方法误判断的可能小。

综上，本发明的车床刀架竖直径向的静刚度测量装置提高了车床刀架竖直径向的测量精度，减小了误判断的可能性，能够有效测量出车床刀架竖直径向的静刚度，能满足精确测量车床静刚度的需求。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种车床刀架竖直径向的静刚度测量装置及其测量方法。车床刀架竖直径向的静刚度测量装置包括：力传感器、施加力元件和位移测量仪，所述力传感器具有相对的上端和下端，所述力传感器的下端固定设置，所述力传感器的上端与所述施加力元件的下端连接，所述施加力元件的上端与车床刀架的侧面连接，车床刀架固定设置；所述施加力元件用于向车床刀架的侧面的竖直方向施加载荷，所述力传感器用于获取施加载荷数据，所述位移测量仪用于测量车床刀架的竖直径向变形量。上述车床刀架竖直径向的静刚度测量装置能够减小车床刀架竖直径向的静刚度值的误判断的可能性。

技术研发人员：卢强;席晨飞
受保护的技术使用者：纽威数控装备（苏州）有限公司
技术研发日：2018.06.28
技术公布日：2019.01.11