一種在車床上對車削測力儀進行標定的標定裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種在車床上對車削測力儀進行標定的標定裝置，包括螺旋加載機構和標定架，標定架包括安裝架體，螺旋加載機構設置在安裝架體上，安裝架體的左右兩端對應設有兩頂尖孔或兩頂尖，安裝架體上的兩頂尖孔或兩頂尖沿左右方向分布，安裝架體上的兩頂尖孔或兩頂尖的軸線重合，標定架還包括用于與車床的導軌可拆固連以支撐安裝架體的支撐座。本實用新型所提供的標定裝置充分考慮并利用了車床自身的結構，利用車床的三爪卡盤、尾座及導軌作為支撐，使得標定裝置在對車削測力儀進行標定時不發生偏轉或偏移，保證標定精度。
【專利說明】一種在車床上對車削測力儀進行標定的標定裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種在車床上對車削測力儀進行標定的標定裝置。
【背景技術】
[0002]車削測力儀可對車削刀具在工作時所承受的三向力即進給抗力(X向)、切深抗力(Y向)及主切削力(Z向)進行實時的測量。測量時，將車削測力儀固定在車床的刀架臺上，然后將車削刀具固設在車削測力儀上，在車削刀具對工件進行車削加工的同時由車削測力儀對車削刀具所承受的三向作用力進行測量。而在使用車削測力儀對車削刀具進行測量前需要通過標定裝置對其進行準確標定，以便找出輸入(加載力)與輸出(電信號)之間的關系O
[0003]在文獻“張悅琴，李鋒.切削測力儀標定裝置的研制[J].湖北汽車工業學院學報，1999，13(4): 30-33.”中介紹了一種用于對電阻應變式切削測力儀進行標定的標定裝置，標定時，將待標定的測力儀安裝在標定裝置上，由標定裝置上安裝有的加載方向分別對應X向、Y向和Z向的三個螺旋加載機構對安裝在待標定的測力儀上的模擬刀頭進行加載，每個螺旋加載機構均包括用于與模擬刀頭頂壓接觸的測力計和用于向測力計施加載荷的加力旋鈕，標定時，測力計的鋼球與模擬刀頭對應處接觸，旋轉加力旋鈕，受力后測力儀內部傳感器有電信號輸出，傳送給計算機進行處理，找出作用于測力儀上的力與輸出電信號之間的關系。標定裝置根據需要可以進行逐向標定或對三個方向的受力同時進行標定。
[0004]但上述標定裝置是在自制的標定裝置上進行模擬的，并不是直接在車床上進行標定，使得測力儀所處的標定環境與實際測量時的工作環境不一致，在將測力儀從標定裝置上拆下，再安裝在車床的刀架臺上以對車削刀具進行測量，此時，因為測力儀所處環境發生改變，之前對測力儀的標定結果與實際車削時會有較大出入，而現有的標定裝置又無法直接安裝在車床上對固定在車床上的車削測力儀進行標定。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的是提供一種可直接在車床上對模擬刀頭進行加載以標定車削測力儀的標定裝置。
[0006]為實現上述目的，本實用新型所提供的用于在車床上對車削測力儀進行標定的標定裝置的技術方案是:在車床上對車削測力儀進行標定的標定裝置，包括用于向固設于車削測力儀上的模擬刀頭施加X向、Y向及Z向中至少一向的定向作用力的螺旋加載機構，所述的標定裝置還包括用于安裝在固設有車削測力儀的車床上的標定架，標定架包括安裝架體，所述螺旋加載機構設置在所述安裝架體上，安裝架體的左右兩端對應設有用于在車床主軸延伸的左右方向上與車床的三爪卡盤及尾座上分別設有的擋止件上的頂尖或頂尖孔對應插配的兩頂尖孔或兩頂尖，安裝架體上的兩頂尖孔或兩頂尖沿左右方向分布，安裝架體上的兩頂尖孔或兩頂尖的軸線重合，所述標定架還包括用于與車床的導軌可拆固連以支撐安裝架體的支撐座，支撐座和安裝架體采用下述其中一種聯接方式聯接:[0007](I)支撐座和安裝架體固定連接；
[0008](2)支撐座包括用于與車床的導軌可拆固連的安裝底座，安裝底座與安裝架體之間設有可驅動安裝架體繞所述安裝架體上的兩頂尖孔或兩頂尖的軸線轉動并在安裝架體轉動調整后對安裝架體定位鎖止的支撐調整機構。
[0009]所述的安裝架體包括沿左右方向布置的左頂桿、右頂桿及橋接在兩頂桿之間的Y向標定夾具、Z向標定夾具，所述安裝架體上的兩頂尖孔對應設置在兩頂桿的外端，螺旋加載機構包括對應左右方向的X向螺旋加載機構、對應前后方向的Y向螺旋加載機構及對應上下方向的Z向螺旋加載機構，X向螺旋加載機構設置在右頂桿上，Y向標定夾具包括沿前后方向并行延伸并分別對應與兩頂桿固定裝配的兩個Y向連桿及橋接在兩Y向連桿之間的沿左右方向延伸的Y向橫桿，所述Y向螺旋加載機構設置在Y向橫桿上，Z向標定夾具包括沿上下方向并行延伸并分別對應與兩頂桿固定裝配的兩個Z向連桿及橋接在兩Z向連桿之間的沿左右方向延伸的Z向橫桿，所述Z向螺旋加載機構設置在Z向橫桿上。
[0010]所述的Z向標定夾具在上下方向上處于兩頂桿的中心線的一側，在兩頂桿的中心線的另一側設有Z向加強桿機構，Z向加強桿機構包括沿上下方向并行延伸并分別對應與兩頂桿固定裝配的兩個Z向加強連桿及橋接在兩Z向加強連桿之間的沿左右方向延伸的Z向加強橫桿。
[0011]所述的Y向標定夾具的Y向連桿上設有沿前后方向延伸的導向長孔，所述支撐座還包括對應Y向連桿的導向長孔布置并固設在所述安裝底座上的立柱，所述支撐調整機構為螺旋調整機構，螺旋調整機構包括軸向沿上下反向延伸的插裝在所述Y向連桿的導向長孔中并與該導向長孔移動配合的支撐螺柱，支撐螺柱的上下兩端分別對應設有上螺紋段、下螺紋段，支撐螺柱的下螺紋段對應與所述立柱的頂部開設有向下延伸的螺紋孔螺旋插接，支撐螺柱上設有與對應Y向連桿頂壓配合以在支撐螺柱轉動時可驅動安裝架體繞所述兩頂尖孔的軸線轉動的支撐凸緣，支撐螺柱的上螺紋段上螺旋套裝有用于緊固連接支撐螺柱和安裝架體的緊固螺母。
[0012]所述的標定裝置包括模擬刀頭，該模擬刀頭上開設有與X向螺旋加載機構對應的X向加載孔、與Y向螺旋加載機構對應的Y向加載孔及與Z向螺旋加載機構的Z向加載孔，三個螺旋加載孔的中心線相交于設定的交匯點，所述三個螺旋加載機構均包括測力計和加力旋鈕，測力計具有與對應加載孔對應的壓力輸出端和與加力旋鈕相對應的壓力輸入端，在加力旋鈕和測力計的壓力輸入端之間設有用于傳遞加力旋鈕向測力計施加壓力的中間傳力滑塊，所述螺旋加載機構還包括固設在安裝架體上的與中間傳力滑塊在加力旋鈕軸向上移動配合、在加力旋鈕周向上止旋配合的止旋套。
[0013]本實用新型的有益之處是:本實用新型所提供的標定裝置均可直接在車床上對車削測力儀進行標定，使用時，將待標定的車削測力儀安裝在車床的刀架臺上，并將模擬刀頭固定設置在車削測力儀上，再將標定架安裝在對應的車床上，使車床的三爪卡盤及尾座對應安裝的擋止件上的頂尖孔或頂尖與安裝架體上的兩頂尖孔或兩頂尖對應插配，通過頂尖與頂尖孔的對應插配在安裝架體的左右兩端形成兩個支點，兩支點構成對安裝架體的5個自由度的限位，然后由固連在車床的導軌上的支撐座對安裝架體支撐以形成支點，進而限制安裝架體在繞兩頂尖孔或兩頂尖的軸線的周向上的自由度，這樣，通過車床的三爪卡盤及尾座以及固連在車床的導軌上的支撐座的配合在6個自由度上對安裝架體形成定位，保證安裝架體安裝在車床上的穩定性，這樣，在將用于向模擬刀頭施加定向作用力的螺旋加載機構設置在安裝架體上后，螺旋加載機構可以向模擬刀頭施加穩定的定向作用力，進而保證對車削測力儀的準確標定，標定時，可根據標定要求，通過向模擬刀頭施加至少一向的定向作用力以對車削測力儀進行逐向標定或者是三向同時標定。本實用新型所提供的標定裝置中，支撐座可以通過與安裝架體固定連接以形成支點，也可以通過支撐調整機構在驅動安裝架體轉動調整后再對安裝架體定位鎖止以形成支點，后一種支撐座和安裝架體的聯接方式可以使得標定裝置適用于不同類型的車床及車削測力儀，可以加強標定裝置的適用性。本實用新型所提供的標定裝置充分考慮并利用了車床自身的結構，利用車床的三爪卡盤、尾座及導軌作為支撐，可保證標定裝置在對車削測力儀進行標定時不發生偏轉或偏移，進而保證標定精度。
[0014]進一步的，在兩頂尖孔的中心線的上下兩側分別布置有Z向標定夾具和Z向加強桿機構，Z向加強桿機構可有效提高Z向標定夾具及安裝架體的強度，還可以提高安裝架體的穩定性。
[0015]進一步的，螺旋加載機構包括固設在安裝架體上的止旋套，這樣，當加力旋鈕轉動以通過中間傳力滑塊向測力計施加壓力時，中間傳力滑塊與止旋套在加力旋鈕的軸向上移動配合、在加力旋鈕的周向上轉動配合，這樣，中間傳力滑塊僅能向測力計傳遞軸向上的作用力，可有效避免周向轉矩對測力計的影響，從而提高標定精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型所提供的用于在車床上對車削測力儀進行標定的標定裝置一種實施例的結構示意圖；
[0017]圖2是圖1所示標定裝置的主視圖(Y向標定夾具未顯示);
[0018]圖3是圖1所示標定夾具的俯視圖(Z向標定夾具未顯示)；
[0019]圖4是圖1所示標定裝置的側視圖；
[0020]圖5是圖2中Z向止旋套的結構示意圖；
[0021]圖6是圖3中Z向中間傳力滑塊的結構示意圖；
[0022]圖7是圖2中右頂桿的結構示意圖；
[0023]圖8是圖2中左頂桿的結構示意圖；
[0024]圖9是圖3中X向加載螺套的結構示意圖；
[0025]圖10是圖3中X向止旋套的結構示意圖；
[0026]圖11是圖1中模擬刀頭的立體示意圖；
[0027]圖12是圖3中Y向連桿的結構示意圖；
[0028]圖13是圖4中支撐螺柱的結構示意圖；
[0029]圖14是將圖1所示標定裝置安裝在車床上以對車削測力儀進行標定時的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0030]在車床上對車削測力儀進行標定的標定方法，該標定方法包括如下步驟:
[0031](I)將待標定的車削測力儀對應安裝在車床的刀架臺上，將模擬刀頭對應固設在車削測力儀上；
[0032](2)將標定架對應安裝在車床上，標定架包括用于安裝螺旋加載機構的安裝架體和用于支撐安裝架體的支撐座，將安裝架體的左右兩端對應設有的兩頂尖孔或兩頂尖對應與車床的三爪卡盤及尾座上分別設有的擋止件上的頂尖或頂尖孔對應插配，安裝架體上的兩頂尖孔或兩頂尖的軸線重合，將支撐座固連在車床的導軌上；
[0033](3)將用于向模擬刀頭施加X向、Y向及Z向中至少一向的定向作用力的螺旋加載機構對應安裝在安裝架體上；
[0034](4)根據標定要求，由螺旋加載機構對模擬刀頭施加定向作用力，對車削測力儀進行單向標定或兩向標定或三向逐向標定或三向同時標定。
[0035]在上述步驟一中，模擬刀頭已經制作完成，模擬刀頭也可以現場制作，使模擬刀頭的尾部適于裝配在通用刀桿上，并在模擬刀頭的三個相互垂直的相鄰側面上分別加工X向加載孔、Y向加載孔和Z向加載孔，并使得三個加載孔的中心線相交匯于設定的交匯點，該交匯點處在通用刀桿上裝配適配的車削刀具時刀尖所在的位置。在將車削測力儀安裝在車床上后，將通用刀桿固定于車削測力儀上，再用螺釘將模擬刀頭固定在通用刀桿上。
[0036]上述標定方法中，可根據標定需要在安裝架體上設置可施加相應方向的定向作用力的螺旋加載機構，即可滿足單向標定或兩向標定或三向逐向標定或三向同時標定的要求。
[0037]上述標定方法中，模擬刀頭可采用現有技術中的模擬刀頭，此時，螺旋加載機構也可以采用現有技術中的螺旋加載機構。當然，模擬刀頭也可以采用本實用新型所提供的標定裝置的實施例中的圖11所示的模擬刀頭，此時，螺旋加載機構可以采用本實用新型所提供的標定裝置的實施例中的螺旋加載機構。
[0038]如圖1至圖14所示，一種用于實施上述標定方法的可直接在車床上對車削測力儀進行標定的標定裝置的實施例，該實施例中的標定裝置包括用于安裝在待標定的車削測力儀上的模擬刀頭12和用于向模擬刀頭12施加X向、Y向及Z向作用力的三個螺旋加載機構，三個螺旋加載機構分別為對應左右方向的X向螺旋加載機構100、對應前后方向的Y向螺旋加載機構200及對應上下方向的Z向螺旋加載機構300，標定裝置還包括用于對應安裝在車床上的標定架，所述三個螺旋加載機構安裝在標定架上。
[0039]本實施例中，模擬刀頭12的三個相互垂直的相鄰側面上對應開設有X向加載孔121，Y向加載孔122及Z向加載孔123，三個加載孔均進行倒角加工，且三個加載孔的中心線相交于設定的交匯點，該交匯點位于車削測力儀上裝配有車削刀具時車削刀具的刀尖所處位置，從而保證在標定加載過程中各方向的定向作用力能分別沿X向、Y向、Z向通過設定的交匯點，可準確模擬實際車削時車削刀具所承受的三向力。
[0040]本實施例中，標定架包括用于設置螺旋加載機構的安裝架體400和用于與車床的導軌可拆固連以支撐安裝架體400的支撐座500，因為本實施例中的標定架利用車床的三爪卡盤上安裝有的車床頂尖700及尾座上安裝有的車床頂尖800和車床導軌600固定在車床上，相應的，在標定架的安裝架體400的左右兩端對應設有用于在車床主軸延伸的左右方向上與車床的三爪卡盤及尾座上分別設有的擋止件上的頂尖對應插配的兩頂尖孔，安裝架體400上的兩頂尖孔的軸線重合，且支撐座500包括用于與車床的導軌可拆固連的安裝底座17，安裝時，安裝架體400左右兩端的兩頂尖孔則與車床的三爪卡盤及尾座上設有的車床頂尖對應插配，安裝底座17通過夾板18固定在車床導軌600上。具體來說，安裝架體400包括沿左右方向分布的左頂桿13、右頂桿7及橋接在兩頂桿之間的Y向標定夾具和Z向標定夾具，所述安裝架體400的兩頂尖孔分別為設置在左頂桿13、右頂桿7的相背外端的左頂尖孔131、右頂尖孔71，兩頂尖孔在使用時分別對應與車床的三爪卡盤及尾座上分別裝配有的車床頂尖對應插配以形成兩個支點，安裝架體上的兩頂尖孔的軸線重合。在安裝底座17與安裝架體400之間設有可驅動安裝架體繞所述安裝架體上的兩頂尖孔的軸線轉動并在安裝架體轉動調整后對安裝架體定位鎖止的支撐調整機構。
[0041 ] 在右頂桿7上安裝有X向螺旋加載機構100，X向螺旋加載機構100包括X向測力計C7和X向加力旋鈕，X向測力計C7具有與模擬刀頭12的X向加載孔121對應的壓力輸出端和與X向加力旋鈕相對應的壓力輸入端，此處的X向測力計C7的壓力輸出端布置有與模擬刀頭12的X向加載孔121相對應的鋼球，鋼球緊頂在X向加載孔121的邊緣倒角處，X向加力旋鈕為旋裝在右頂桿上的X向加載螺套9，X向加載螺套9的一端具有與右頂桿7上的螺紋軸段72螺旋插接的螺紋孔91、另一端設置有施力軸段92，在X向加載螺套9的施力軸段92與X向測力計C7的壓力輸入端之間設有用于傳遞X向加載螺套9向X向測力計C7施加壓力的X向中間傳力滑塊，X向中間傳力滑塊呈矩形，矩形的X向中間傳力滑塊布置在X向止旋套10中，X向止旋套10通過支撐螺柱8固定裝配在右頂桿上，X向止旋套10具有貫穿X向止旋套10左右兩端的內孔，X向止旋套10的內孔由左側的方孔段101和右側的圓孔段102構成，X向中間傳力滑塊導向移動裝配在方孔段101中，X向測力計C7的壓力輸入端伸入至圓孔段102以與X向中間傳力滑塊頂推配合，這樣，X向中間傳力滑塊與X向止旋套10在X向加載螺套的軸向上移動配合、在X向加載螺套周向上止旋配合，使得X向加載螺套9旋加載荷時不帶動X向測力計C7旋轉，使施加的載荷能完全傳遞到X向測力計。
[0042]安裝架體400的Z向標定夾具包括沿前后方向并行延伸并分別通過連接螺栓對應與左右兩頂桿固定裝配的兩個Z向連桿4及橋接在兩Z向連桿4之間的沿左右方向延伸的Z向橫桿1，Z向螺旋加載機構300設置在Z向橫桿I上，Z向螺旋加載機300構包括Z向測力計C2和Z向加力旋鈕，Z向測力計C2具有與模擬刀頭12的Z向加載孔123對應的壓力輸出端和與Z向加力旋鈕相對應的壓力輸入端，此處的Z向測力計C2的壓力輸出端布置有與模擬刀頭12的Z向加載孔123相對應的鋼球，鋼球緊頂在Z向加載孔的邊緣倒角處，Z向加力旋鈕為旋裝在Z向橫桿I上的Z向加載螺釘C4，Z向加載螺釘C4旋裝在Z向橫桿I上開設的螺紋通孔中，Z向加載螺釘C4的下端為施力端，在Z向加載螺釘C4的施力端與Z向測力計C2的壓力輸入端之間設有用于傳遞Z向加載螺釘向Z向測力計施加壓力的Z向中間傳力滑塊3，Z向中間傳力滑塊3呈矩形，矩形的Z向中間傳力滑塊3布置在Z向止旋套2中，Z向止旋套2通過緊固螺釘安裝在Z向橫桿I上，Z向止旋套2具有貫穿Z向止旋套上下兩端的內孔，Z向止旋套2的內孔由上側的方孔段21和下側的圓孔段22構成，Z向中間傳力滑塊3導向移動裝配在方孔段21中，Z向測力計C2的壓力輸入端伸入至圓孔段22以與Z向中間傳力滑塊3頂推配合，這樣，Z向中間傳力滑塊3與Z向止旋套2在Z向加載螺釘C4的軸向上移動配合、在Z向加載螺釘C4周向上止旋配合，使得Z向加載螺釘C4旋加載荷時不帶動Z向測力計C2旋轉，使施加的載荷能完全傳遞到Z向測力計。
[0043]此處的Z向標定夾具布置在左右兩頂桿的兩頂尖孔的中心線的上側，為加強Z向標定夾具的強度及提高整個安裝架體的穩定性，在兩頂尖孔的中心線的下側還設有Z向加強桿機構，該Z向加強桿機構包括沿上下方向并行延伸并分別對應與兩頂桿固定裝配的兩個Z向加強連桿5及橋接在兩Z向加強連桿5之間的沿左右方向延伸的Z向加強橫桿6。
[0044]安裝架體400的Y向標定夾具包括沿前后方向并行延伸并分別對應與兩頂桿固定裝配的兩個Y向連桿14及橋接在兩Y向連桿14之間的沿左右方向延伸的Y向橫桿11，Y向螺旋加載機構200設置在Y向橫桿11上，Y向螺旋加載機構200與上述的Z向螺旋加載機構300基本相同，Y向螺旋加載機構200也同樣包括Y向測力計C9和作為加力旋鈕的Y向加載螺釘，Y向測力計的壓力輸出端的鋼球同樣與模擬刀頭的Y向加載孔相對應，在Y向測力計的壓力輸入端和Y向加載螺釘之間同樣布置有矩形的Y向中間傳力滑塊，在Y向橫桿上對應固定裝配有Y向止旋套，該Y向止旋套同樣具有方孔段和圓孔段，Y向中間傳力滑塊與Y向止旋套在Y向加載螺釘軸向上移動配合、在Y向加載螺釘周向上止旋配合，Y向測力計的壓力輸入端伸入至圓孔段以與Y向中間傳力滑塊頂推配合，這樣，Y向中間傳力滑塊與Y向止旋套在Y向加載螺釘的軸向上移動配合、在Y向加載螺釘周向上止旋配合，使得Y向加載螺套旋加載荷時不帶動Y向測力計旋轉，使施加的載荷能完全傳遞到Y向測力計。
[0045]本實施例中，因為有兩車床頂尖與兩頂桿的兩頂尖孔所形成的兩個支點只能限制安裝架體的5個自由度，即X向、Y向、Z向、XOY平面及XOZ平面內的自由度，不能防止安裝架體在YOZ平面內的轉動，所以，為保證整個安裝架體的平衡，由用于可拆固連在車床導軌600上的支撐座500對安裝架體支撐以形成新的支點定位，進而防止安裝架體在YOZ平面內的轉動。具體來說，為簡化安裝結構及便于調整安裝架體的位置，支撐座500對應Y向標定夾具中的Y向連桿14布置，兩Y向連桿14上均設有沿前后方向延伸的導向長孔141，此處的支撐座可任選其中一個Y向連桿布置，支撐座500包括用于與車床導軌600可拆固連的安裝底座17和對應Y向連桿的導向長孔布置并固設在所述安裝底座上的立柱16，而在安裝底座17與安裝架體400之間設有可驅動安裝架體繞所述安裝架體上的兩頂尖孔的軸線轉動并在安裝架體轉動調整后對安裝架體定位鎖止的支撐調整機構，具體來說，支撐調整機構為安裝在立柱和安裝架體之間的螺旋調整機構，螺旋調整機構包括軸向沿上下反向延伸的插裝在所述Y向連桿14的導向長孔141中并與該導向長孔移動配合的支撐螺柱15，支撐螺柱15的上下兩端分別對應設有上螺紋段153、下螺紋段151，支撐螺柱15的下螺紋段151對應與所述立柱16的頂部開設有向下延伸的螺紋孔螺旋插接，支撐螺柱15上設有與對應Y向連桿14頂壓配合以在支撐螺柱轉動時可驅動安裝架體繞所述兩頂尖孔的軸線轉動的支撐凸緣152，支撐螺柱15的上螺紋段153上螺旋套裝有用于在安裝架體繞所述兩頂尖孔的軸線轉動調整后緊固連接支撐螺柱和安裝架體以對安裝架體400定位鎖止的緊固螺母CS。使用時，通過轉動支撐螺柱15，支撐螺柱15帶著支撐凸緣152在上下方向上往復移動，可驅動安裝架體400繞兩頂尖孔的軸線轉動，進而調整安裝架體400的位置，使得Y向標定夾具的Y向連桿14及Y向橫桿11所確定的平面平行于車床的兩導軌600所決定的平面，在調整完成后，再旋緊緊固螺母CS以對安裝架體定位鎖止。
[0046]上述實施例中，支撐座上的支撐調整機構為螺旋調整機構，在其他實施例中，支撐調整機構也可以采用由液壓動力或氣壓動力驅動的活塞驅動機構，活塞驅動機構包括鉸接在安裝底座上或立柱上的活塞缸，活塞缸中往復裝配有活塞桿，活塞桿穿入Y向連桿的導向長孔中，可同樣在活塞桿上設有與Y向連桿頂壓配合的支撐凸緣，此時，可同樣通過緊固螺母在安裝架體轉動調整后對安裝架體的定位鎖止。也可以直接將活塞桿與Y向連桿鉸接，此時，通過液壓或氣壓動力的自鎖性能實現對安裝架體的定位鎖止。
[0047]上述實施例中，安裝架體的左右兩端對應設有兩頂尖孔，當將標定架安裝在車床上時，車床的三爪卡盤及尾座上對應安裝兩擋止件上的兩車床頂尖與安裝架體的上的兩頂尖孔對應插配以形成兩個支點。在其他實施例中，也可以在安裝架體的左右兩端分別設兩個頂尖，而在車床的三爪卡盤及尾座上對應安裝兩擋止件上相應布置頂尖孔，這樣通過頂尖與頂尖孔的對應插配同樣可以形成兩個支點。
[0048]上述實施例中，支撐座的安裝底座和安裝架體之間布置有支撐調整機構，該支撐調整機構可驅動安裝架體轉動并在安裝架體轉動調整后對安裝夾緊定位鎖止以形成輔助的支點。在其他實施例中，支撐座也可以為固定的架體，此時支撐座及安裝架體就需要根據對應的車床及車削測力儀進行設計，此時，該固定的架體可直接與安裝架體固定連接，這樣同樣可以對安裝架體形成輔助支點。只要可以使支撐座對安裝架體的支點與車床的三爪卡盤及尾座所形成的兩支點配合以在6個自由度上對安裝架體形成支撐定位即可。
[0049]上述實施例中，三個螺旋加載機構均包括測力計和加力旋鈕，在其他實施例中，也可以選用壓力傳感器來代替測力計，或者采用手輪驅動機構代替加力旋鈕，手輪驅動機構包括手輪和由手輪驅動絲桿螺母機構，當手輪帶著螺母轉動時，絲桿將做伸縮運動，此時，絲桿通過壓力傳感器或測力計向模擬刀頭施加作用力，保證螺旋加載。
[0050]下面結合附圖14具體介紹一種采用上述標定方法標定車削測力儀的一個特例，即對車削測力儀進行三向同時標定，車削測力儀為自制的八角環形電阻應變式車削測力儀(以下簡稱八角環900)，本特例以八角環900和與之配套的動態應變儀為標定實例，整個標定過程使用直頭側切式可轉位車刀，在普通車床CA6140上完成，所用直頭側切刀桿型號為:ECMNN-2525M12A (臺灣益詮工業有限公司生產)。在正式標定前首先檢測八角環上電阻應變片的粘貼是否牢靠，電橋接線方式是否正確，與動態應變儀連接處的焊點是否牢靠。具體標定方法如下:
[0051]1、標定時，卸下車床的四方刀架，將八角環900固定于車床的刀架臺上，用螺釘將模擬刀頭12固定在直頭側切刀桿上，再將直頭側切刀桿緊固于八角環900中孔內，通過墊刀片調整直頭側切刀桿位置，使模擬刀頭12上的X方向加載孔的中心線與機床主軸中心線平齊。八角環900、直頭側切刀桿、模擬刀頭12三者位置固定后切勿松動。通過數據線連接動態應變儀，動態應變儀再和計算機連接，組成應變信號采集系統。
[0052]2、安裝X、Y、Z三向標定夾具
[0053]將車床頂尖700和車床頂尖800分別固定于車床的三爪卡盤和尾座上，將標定架對應安裝在車床上，具體使兩車床頂尖與安裝架體400的兩頂尖孔對應插接以形成兩處支點，再由車床導軌600及支撐座與安裝架體支撐配合形成第三處支點，通過螺旋調整機構驅動安裝架體繞兩頂尖孔的中心線轉動，以確保標定架安裝準確。
[0054]3、安裝X、Y、Z三向螺旋加載機構
[0055]通過調整車床溜板箱及刀架臺的位置，將X向螺旋加載機構安裝在右頂桿上，將Y向螺旋加載機構安裝在Y向橫桿上，將Z向螺旋加載機構安裝在Z向橫桿上，調整整套標定裝置的平衡，使模擬刀頭分別沿X、Y、Z三個相互垂直的方向受力。
[0056]4、對X、Y、Z三向車削力同時進行在機標定
[0057]旋擰X向加載螺套和Y、Z向加載螺釘(三個方向同時加載或同時卸載)，并使各個方向均有力施加且不斷改變其大小，待各方向標準測力計(使用0.3級標準測力計)上的表針穩定后讀出/換算出力值。
[0058]5、測得各個方向上的不同作用力所對應的應變值，找出兩者之間的對應關系，完成三向車削力的同時標定。標定結束后，將模擬刀頭更換為實際切削時的刀片，即可進行實際車削力的測定。
【權利要求】
1.一種在車床上對車削測力儀進行標定的標定裝置，包括用于向固設于車削測力儀上的模擬刀頭施加X向、Y向及Z向中至少一向的定向作用力的螺旋加載機構，其特征在于:所述的標定裝置還包括用于安裝在固設有車削測力儀的車床上的標定架，標定架包括安裝架體，所述螺旋加載機構設置在所述安裝架體上，安裝架體的左右兩端對應設有用于在車床主軸延伸的左右方向上與車床的三爪卡盤及尾座上分別設有的擋止件上的頂尖或頂尖孔對應插配的兩頂尖孔或兩頂尖，安裝架體上的兩頂尖孔或兩頂尖沿左右方向分布，安裝架體上的兩頂尖孔或兩頂尖的軸線重合，所述標定架還包括用于與車床的導軌可拆固連以支撐安裝架體的支撐座，支撐座和安裝架體采用下述其中一種聯接方式聯接: (1)支撐座和安裝架體固定連接； (2)支撐座包括用于與車床的導軌可拆固連的安裝底座，安裝底座與安裝架體之間設有可驅動安裝架體繞所述安裝架體上的兩頂尖孔或兩頂尖的軸線轉動并在安裝架體轉動調整后對安裝架體定位鎖止的支撐調整機構。
2.根據權利要求1所述的標定裝置，其特征在于:所述的安裝架體包括沿左右方向布置的左頂桿、右頂桿及橋接在兩頂桿之間的Y向標定夾具、Z向標定夾具，所述安裝架體上的兩頂尖孔對應設置在兩頂桿的外端，螺旋加載機構包括對應左右方向的X向螺旋加載機構、對應前后方向的Y向螺旋加載機構及對應上下方向的Z向螺旋加載機構，X向螺旋加載機構設置在右頂桿上，Y向標定夾具包括沿前后方向并行延伸并分別對應與兩頂桿固定裝配的兩個Y向連桿及橋接在兩Y向連桿之間的沿左右方向延伸的Y向橫桿，所述Y向螺旋加載機構設置在Y向橫桿上，Z向標定夾具包括沿上下方向并行延伸并分別對應與兩頂桿固定裝配的兩個Z向連桿及橋接在兩Z向連桿之間的沿左右方向延伸的Z向橫桿，所述Z向螺旋加載機構設置在Z向橫桿上。
3.根據權利要求2所述的標定裝置，其特征在于:所述的Z向標定夾具在上下方向上處于兩頂桿的中心線的一側，在兩頂桿的中心線的另一側設有Z向加強桿機構，Z向加強桿機構包括沿上下方向并行延伸并分別對應與兩頂桿固定裝配的兩個Z向加強連桿及橋接在兩Z向加強連桿之間的沿·左右方向延伸的Z向加強橫桿。
4.根據權利要求2所述的標定裝置，其特征在于:所述的Y向標定夾具的Y向連桿上設有沿前后方向延伸的導向長孔，所述支撐座還包括對應Y向連桿的導向長孔布置并固設在所述安裝底座上的立柱，所述支撐調整機構為螺旋調整機構，螺旋調整機構包括軸向沿上下反向延伸的插裝在所述Y向連桿的導向長孔中并與該導向長孔移動配合的支撐螺柱，支撐螺柱的上下兩端分別對應設有上螺紋段、下螺紋段，支撐螺柱的下螺紋段對應與所述立柱的頂部開設有向下延伸的螺紋孔螺旋插接，支撐螺柱上設有與對應Y向連桿頂壓配合以在支撐螺柱轉動時可驅動安裝架體繞所述兩頂尖孔的軸線轉動的支撐凸緣，支撐螺柱的上螺紋段上螺旋套裝有用于緊固連接支撐螺柱和安裝架體的緊固螺母。
5.根據權利要求2或3或4所述的標定裝置，其特征在于:所述的標定裝置包括模擬刀頭，該模擬刀頭上開設有與X向螺旋加載機構對應的X向加載孔、與Y向螺旋加載機構對應的Y向加載孔及與Z向螺旋加載機構的Z向加載孔,三個螺旋加載孔的中心線相交于設定的交匯點，所述三個螺旋加載機構均包括測力計和加力旋鈕，測力計具有與對應加載孔對應的壓力輸出端和與加力旋鈕相對應的壓力輸入端，在加力旋鈕和測力計的壓力輸入端之間設有用于傳遞加力旋鈕向測力計施加壓力的中間傳力滑塊，所述螺旋加載機構還包括固設在安裝架體上的與中間傳力滑塊在加力旋鈕軸向上移動配合在加力旋鈕周向上止旋配合的止旋套。
【文檔編號】B23Q17/09GK203557212SQ201320662767
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年10月25日 優先權日:2013年10月25日
【發明者】任鳳章, 王宇飛, 吳銳, 張旦聞, 羅玉梅, 孫娟, 田保紅, 魏世忠, 張軍濤 申請人:河南科技大學