一種機床切削力傳感器動態(tài)保護裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車銑復合機床加工過程中切削力傳感器的動態(tài)保護裝置，，屬于機械設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著精密微細切削加工技術(shù)的發(fā)展，車銑復合加工技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了細長軸類微小零件的加工，逐漸成為了非硅基微細復雜結(jié)構(gòu)件加工的關(guān)鍵技術(shù)。與常規(guī)的金屬切削一樣，車銑復合加工過程中的切削力是影響工件質(zhì)量的關(guān)鍵因素，切削力測量對于刀具設(shè)計、工藝參數(shù)優(yōu)化以及切削狀態(tài)監(jiān)測都具有重要的意義。不同的是，在車銑復合加工過程中車削主軸和銑削主軸同時轉(zhuǎn)動以獲得相對較高的切削速度，從而導致只能將測量切削力的傳感器安裝到機床主軸上進行動態(tài)的測量。為滿足微小切削力的測量需求，針對微細加工的切削力傳感器，其精度應在HiN級別，量程在1N左右。如果將這樣的微力傳感器直接安裝到機床主軸上對切削力進行測量，勢必會由于傳感器前端卡具等負重及其動態(tài)力過大而導致傳感器的損壞。然而，現(xiàn)有的力傳感器保護裝置大都用于進行靜態(tài)安裝的傳感器保護，暫時還沒有發(fā)現(xiàn)安裝在類似機床主軸上做高速旋轉(zhuǎn)運動的傳感器保護裝置。因此，確有必要設(shè)計相應的傳感器保護裝置以解決現(xiàn)有的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種機床切削力傳感器動態(tài)保護裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)針對微細結(jié)構(gòu)件車銑復合加工過程中切削力傳感器的動態(tài)保護。
[0004]一種機床切削力傳感器動態(tài)保護裝置，包括安裝板、連接板和三個獨立的傳感器保護模塊；每個傳感器保護模塊都包括一個軸向保護模塊和一個徑向保護模塊，外圍設(shè)備為卡盤和車削主軸；
[0005]所述軸向保護模塊與力傳感器均固定連接在安裝板的表面上，所述軸向保護模塊垂直于安裝板平面方向上的高度小于力傳感器垂直于安裝板平面方向上的高度，所述徑向保護模塊固定連接在所述安裝板上對應力傳感器的位置，徑向保護模塊能夠沿所述安裝板的徑向方向調(diào)節(jié)自身與力傳感器的相對距離，所述卡盤通過連接板與所述安裝板上的力傳感器固定連接，上述部件形成一個組件后通過安裝板固定連接在所述車削主軸上。
[0006]進一步地，所述的安裝板的中間部分為圓環(huán)狀，圓環(huán)四周有均布的三個方形平板，圓環(huán)部分有兩個均布的六個軸向保護模塊安裝孔和三個均布的力傳感器安裝孔，每個方形平板上有兩個安裝孔用于安裝徑向保護模塊的安裝支座，安裝板上還加工有三個周向均布的安裝孔。
[0007]進一步地，所述連接板的中部有一個通孔和凹槽用于卡盤的定位，連接板上還設(shè)有有三個卡盤安裝孔和三個力傳感器安裝孔。
[0008]進一步地，所述軸向保護模塊為兩個矩形的立方體零件，每個軸向保護模塊包含一個安裝孔、一個定位面和一個調(diào)整面。
[0009]進一步地，所述徑向保護模塊為一個彈簧預緊的斜鍥調(diào)整機構(gòu)并通過軸承外圓面施加調(diào)整力，徑向保護模塊包含兩個彈簧，兩個彈簧預緊螺母，兩個徑向保護模塊安裝螺栓，一個徑向保護模塊安裝支座，一個調(diào)節(jié)螺釘，兩個彈簧預緊螺栓，四個軸承座安裝螺栓，兩個軸承座，一個大墊圈，一個軸承，一個小墊圈，一個調(diào)整基座，一個調(diào)整斜鍥和一個階梯軸；所述的徑向保護模塊安裝支座為一個L形狀的三維零件，徑向保護模塊安裝支座的一個面上包含兩個安裝孔用于徑向保護模塊安裝螺栓進行安裝固定，在另外一個面上包含兩個通孔用于安裝兩個彈簧預緊螺栓；
[0010]所述的階梯軸為一個階梯狀的軸類零件，包含兩個臺階分別用于安裝大墊圈和小墊圈進行軸承定位，一個與軸承配合安裝的軸面，兩個與軸承座安裝的軸面；
[0011]所述的軸承座為一個Ω狀的零件，軸承座包含兩個半圓面分別與調(diào)整基座上的兩個半圓面配合用于安裝階梯軸，兩個安裝孔用于階梯軸的固定；
[0012]所述的大墊圈和小墊圈都是一個環(huán)狀的零件，大墊圈和小墊圈都包含一個通孔用于階梯軸穿過，兩個定位面用于軸承定位；
[0013]所述的調(diào)整基座是一個復雜的三維結(jié)構(gòu)件，包含兩個帶半圓面的凸起用于安裝階梯軸，四個均布的螺紋孔用于安裝軸承座，兩個通孔用于安裝兩個彈簧預緊螺栓，一個微調(diào)螺紋孔用于安裝調(diào)節(jié)螺釘，一個斜槽用于安裝調(diào)整斜鍥；
[0014]所述的調(diào)整斜鍥為一個截面為直角三角形的三維零件，包含一個斜面用于與調(diào)整基座上的斜槽接觸，一個調(diào)整面用于與調(diào)節(jié)螺釘接觸。
[0015]進一步地，所述的軸承與階梯軸的軸承安裝面配合安裝，所述的大墊圈和小墊圈套到階梯軸上軸承的兩邊將軸承定位到階梯軸和軸承座之間，所述的兩個軸承座的半圓面與調(diào)整基座上的兩個半圓面的緊密結(jié)合將階梯軸定位到調(diào)整基座上并通過四個軸承座安裝螺栓實現(xiàn)其緊密連接，所述的調(diào)整基座通過彈簧和彈簧預緊螺栓浮動的連接到徑向保護模塊安裝支座上，所述的調(diào)整斜鍥置于調(diào)整基座的斜槽內(nèi)并被彈簧的預緊力夾緊在調(diào)整基座和徑向保護模塊安裝支座之間，所述的調(diào)節(jié)螺釘安裝在調(diào)整基座的微調(diào)螺紋孔內(nèi)并通過控制調(diào)整斜鍥的位置來控制彈簧的預緊力以及徑向定位的位置即軸承的徑向位置，實現(xiàn)力傳感器在車削主軸徑向方向上的保護，所述的徑向保護模塊安裝支座通過兩個徑向保護模塊安裝螺栓與安裝板上每個方形平板上兩個安裝孔分別進行安裝實現(xiàn)徑向保護模塊的安裝，所述的軸向保護模塊通過一個定位面和安裝孔安裝到安裝板的六個徑向保護模塊安裝孔上并通過對其調(diào)整面高度的調(diào)節(jié)來保證其與連接板的合理間隙實現(xiàn)力傳感器的軸向保護，所述的連接板通過其中間的通孔和凹槽進行卡盤定位，并通過三個卡盤安裝孔實現(xiàn)卡盤安裝，通過三個力傳感器安裝孔與力傳感器進行連接實現(xiàn)連接板安裝，所述的力傳感器通過安裝板上個均布的力傳感器安裝孔與安裝板連接安裝，所述的安裝板通過其三個均布的安裝板的安裝孔安裝到機床車削主軸上。
[0016]有益效果:
[0017]1、本發(fā)明通過緊湊的設(shè)計對隨機床主軸轉(zhuǎn)動的力傳感器進行保護，實現(xiàn)了力傳感器的軸向及徑向全方位的保護，并且力傳感器保護裝置的軸向保護模塊安裝在各個力傳感器之間的間隙空間里，徑向保護模塊安裝在力傳感器的外圍，對力傳感器測量系統(tǒng)的原有結(jié)構(gòu)沒有任何負面影響，有利于保障切削力測量過程的安全進行。
[0018]2、本發(fā)明針對車銑復合加工過程中可能出現(xiàn)切削力較大時，力傳感器保護裝置與待測對象接觸，從而阻礙力傳感器對切削力的測量，降低測量精度的情況，進行了合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，以高精度軸承作為導向部件，減小了在極端情況下力傳感器保護裝置對力傳感器測量結(jié)果的阻礙作用，保障了切削力測量系統(tǒng)的高精度測量。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明位于車銑復合加工系統(tǒng)中的示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為本發(fā)明的一個傳感器保護模塊的主視圖；
[0022]圖4為本發(fā)明的一個傳感器保護模塊的俯視圖；
[0023]圖5為本發(fā)明的調(diào)整基座與調(diào)整斜鍥的配合關(guān)系示意圖；
[0024]圖6為本發(fā)明的一個傳感器保護模塊的軸測圖。
[0025]其中，1-傳感器保護模塊，2-卡盤，3-工件，4-銑刀，5-銑削主軸，6_移動滑臺，
7-連接板，8-安裝板，9-車削主軸，10-力傳感器，11-軸向保護模塊，12-安裝孔，13-徑向保護模塊，14-彈簧，15-彈簧預緊螺母，16-徑向保護模塊安裝螺栓，17-徑向保護模塊安裝支座，18-調(diào)節(jié)螺釘，19-彈簧預緊螺栓，20-軸承座安裝螺栓，21-軸承座，22-大墊圈，23-軸承，24-小墊圈，25-調(diào)整基座，26-調(diào)整斜鍥，27-階梯軸。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖并舉實施例，對本發(fā)明進行詳細描述。
[0027]如附圖1所示，本發(fā)明的機床切削力傳感器動態(tài)保護裝置包括安裝板8、連接板7和三個獨立的傳感器保護模塊1，外圍設(shè)備為卡盤2和車削主軸9。
[0028]如附圖2所示，所述傳感器保護模塊I包括力傳感器10、軸向保護模塊11和徑向保護t吳塊13。
[0029]所述的安裝板8為一個平板類零件，其中間部分為圓環(huán)狀，圓環(huán)四周有均布的三個方形平板，圓環(huán)部分有兩個均布的六個軸向保護模塊安裝孔和三個均布的力傳感器安裝孔，每個方形平板上有兩個安裝孔用于安裝徑向保護模塊安裝支座，三個均布的安裝板的安裝孔12 ；
[0030]所述的連接板7為一個環(huán)形板狀零件，連接板中間有一個通孔和凹槽用于卡盤的定位，連接板軸向均布有三個卡盤安裝孔和三個力傳感器安裝孔；
[0031]所述的三個獨立的傳感器保護模塊I為圓周上均布且完全一樣的三個模塊，每個傳感器保護模塊I都包括一個軸向保護模塊11和一個徑向保護模塊13 ;
[0032]所述的軸向保護模塊11為兩個矩形的立方體零件，每個軸向保護模塊包含一個安裝孔、一個定位面和一個調(diào)整面；
[0033]如附圖3所示，所述的徑向保護模塊13為一個彈簧預緊的斜鍥調(diào)整機構(gòu)并通過軸承外圓面施加調(diào)整力，徑向保護模塊13包含兩個彈簧14，兩個彈簧預緊螺母15，兩個徑向保護模塊安裝螺栓16，一個徑向保護模塊安裝支座17，一個調(diào)節(jié)螺釘18，兩個彈簧預緊螺栓19，四個軸承座安裝螺栓20，兩個軸承座21，一個大墊圈22，一個軸承23，一個小墊圈24，一個調(diào)整基座25，一個調(diào)整斜鍥26，一個階梯軸27 ；
[0034]如附圖6所示，所述的徑向保護模塊安裝支座17為一個L形狀的三維零件，徑向保護模塊安裝支座17的一個面上包含兩個安裝孔用于徑向保護模塊安裝螺栓16進行安裝固定，在另外一個面上包含兩個通孔用于安裝兩個彈簧預緊螺栓19 ;