基于隔振式電渦流傳感器測(cè)量動(dòng)態(tài)銑削力裝置的制造方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
[0002]本實(shí)用新型涉及一種基于隔振式電渦流傳感器測(cè)量動(dòng)態(tài)銑削力裝置。
[0003]【背景技術(shù)】:
[0004]目前測(cè)量動(dòng)態(tài)銑削力的傳感器一般安裝在主軸和刀具之間，使用時(shí)承受過(guò)大的軸向力、彎矩，同時(shí)這些旋轉(zhuǎn)測(cè)力計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)主軸系統(tǒng)有較大的附加質(zhì)量，降低了主軸系統(tǒng)的剛度。
[0005]汽車(chē)外覆蓋件模具與普通沖壓模具相比體積較大，形狀復(fù)雜，其制造難度大、加工質(zhì)量及精度要求很高，凹、凸模部分結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在自由形面上又存在大量的諸如溝槽、轉(zhuǎn)角、凸起、凹陷等包含曲率的型面。在復(fù)雜曲面區(qū)域，由于銑削特性的復(fù)雜，動(dòng)態(tài)銑削力嚴(yán)重影響工件的加工質(zhì)量并使其加工成本增加，由此可見(jiàn)，對(duì)于大型模具加工過(guò)程中動(dòng)態(tài)銑削力的測(cè)量具有十分重要的意義。
[0006]對(duì)于汽車(chē)外覆蓋件模具的動(dòng)態(tài)銑削力測(cè)量，受限于測(cè)力計(jì)與模具間的接觸面積，測(cè)力計(jì)只能測(cè)量較小模具的動(dòng)態(tài)切削力，同時(shí)測(cè)力計(jì)還存在對(duì)過(guò)載敏感、需要專(zhuān)門(mén)輔助裝置等，其動(dòng)態(tài)特性會(huì)隨著模具質(zhì)量的改變而變化等，這些原因都制約與測(cè)量大型模具的動(dòng)態(tài)銑削力。目前，使用的扭矩力傳感器一般安裝在主軸和刀具之間，使用時(shí)需要避免承受過(guò)大的軸向力、彎矩，以免影響扭矩傳感器的使用，這些旋轉(zhuǎn)測(cè)力計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)主軸系統(tǒng)有較大的附加質(zhì)量，且為懸伸式結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步降低了主軸系統(tǒng)的剛度，因此，需要一個(gè)簡(jiǎn)單的、低成本的、通過(guò)測(cè)量銑削加工時(shí)旋轉(zhuǎn)銑刀刀桿的徑向振動(dòng)位移動(dòng)，來(lái)間接測(cè)量動(dòng)態(tài)銑削力的方法。
[0007]在切削加工的過(guò)程中，伴隨著高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械和往復(fù)式運(yùn)動(dòng)機(jī)械的狀態(tài)，在振動(dòng)研宄、分析測(cè)量中，對(duì)于非接觸的高精度振動(dòng)、位移信號(hào)，我們需要能夠連續(xù)準(zhǔn)確地采集到刀具與機(jī)床振動(dòng)狀態(tài)的多種參數(shù)，而電渦流傳感器能直接非接觸測(cè)量轉(zhuǎn)軸的狀態(tài)，可提供關(guān)鍵的振動(dòng)信息。而一般情況下我們通常將電渦流傳感器通過(guò)某一連接裝置連接在主軸旁邊進(jìn)行非接觸檢測(cè)，但是主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)嚴(yán)重影響著電渦流傳感器的工作，所以，為了解決主軸振動(dòng)對(duì)測(cè)量的影響，有效的將電渦流傳感器集成在主軸上，我們就需要一個(gè)電渦流傳感器隔振式支承裝置。
[0008]針對(duì)現(xiàn)有的動(dòng)態(tài)銑削力測(cè)量方法在加工工件尺寸、質(zhì)量、測(cè)量帶寬以及安裝方式等方面的局限性，本產(chǎn)品提出一種利用電渦流傳感器隔振式支承裝置的測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量銑削加工時(shí)旋轉(zhuǎn)銑刀刀桿的徑向振動(dòng)位移，根據(jù)銑刀振動(dòng)位移與銑削力之間的關(guān)系，通過(guò)振動(dòng)位移間接確定動(dòng)態(tài)銑削力的方法。并對(duì)銑刀高速銑削速度下的銑削力測(cè)量失真問(wèn)題，進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，提高測(cè)量系統(tǒng)的帶寬，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)銑削力的精確測(cè)量。
[0009]【實(shí)用新型內(nèi)容】:
[0010]本實(shí)用新型的目的是提供一種基于五軸加工的整體葉輪減振式可調(diào)夾具。
[0011]上述的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0012]一種基于隔振式電渦流傳感器測(cè)量動(dòng)態(tài)銑削力裝置，其組成包括:銑削設(shè)備，所述的銑削設(shè)備包括主軸，所述的主軸側(cè)面具有平面，所述的平面上通過(guò)磁力與動(dòng)態(tài)銑削力測(cè)量裝置連接，所述的動(dòng)態(tài)銑削力測(cè)量裝置的另一端安裝有電渦流傳感器，所述的電渦流傳感器前端面與刀桿的外表面貼合，所述的電渦流傳感器后端與計(jì)算機(jī)電連接。
[0013]所述的基于隔振式電渦流傳感器測(cè)量動(dòng)態(tài)銑削力裝置，所述的動(dòng)態(tài)銑削力測(cè)量裝置包括減振滑動(dòng)桿、磁力座，所述的減振滑動(dòng)桿前端平面上安裝有鎖緊滑動(dòng)機(jī)構(gòu)A，所述的鎖緊滑動(dòng)機(jī)構(gòu)A側(cè)面穿有螺桿旋鈕A并同時(shí)穿過(guò)所述的減振滑動(dòng)桿，所述的減振滑動(dòng)桿內(nèi)具有孔，所述的孔內(nèi)安裝有減振塊，所述的孔與所述的減振塊之間裝有阻尼液，所述的減振塊端面安裝有墊圈，所述的鎖緊滑動(dòng)機(jī)構(gòu)A內(nèi)安裝有所述的電渦流傳感器。
[0014]所述的基于隔振式電渦流傳感器測(cè)量動(dòng)態(tài)銑削力裝置，所述的減振滑動(dòng)桿穿過(guò)鎖緊圈，所述的鎖緊圈與鎖緊滑動(dòng)機(jī)構(gòu)B固定，所述的鎖緊滑動(dòng)機(jī)構(gòu)B內(nèi)分別裝有螺桿旋鈕B、滑動(dòng)桿，所述的滑動(dòng)桿外部套有鎖緊滑動(dòng)機(jī)構(gòu)C，所述的鎖緊滑動(dòng)機(jī)構(gòu)C內(nèi)穿有螺桿旋鈕C并同時(shí)穿過(guò)連接支架。
[0015]所述的基于隔振式電渦流傳感器測(cè)量動(dòng)態(tài)銑削力裝置，所述的磁力座內(nèi)部具有錐形凹槽，所述的錐形凹槽內(nèi)裝有錐形夾緊機(jī)構(gòu)，所述的錐形夾緊機(jī)構(gòu)內(nèi)部裝有錐形壓緊塊，所述的錐形夾緊機(jī)構(gòu)底面與兩個(gè)側(cè)面分別安裝有隔板底墊、隔板側(cè)墊，所述的磁力座上方通過(guò)螺栓與上擋板連接，所述的磁力座與所述的上擋板之間安裝有隔板墊，所述的上擋板中間部位通過(guò)螺紋與所述的連接支架連接，所述的連接支架與所述的上擋板之間裝有小墊圈，所述的磁力座側(cè)面安裝有調(diào)整按鈕。
[0016]所述的基于隔振式電渦流傳感器測(cè)量動(dòng)態(tài)銑削力裝置，所述的主軸下方通過(guò)錐面與所述的刀桿連接，所述的刀桿具有銑刀刃，所述的銑刀刃與工件貼合，所述的工件下平面與工作臺(tái)固定。
[0017]有益效果:
[0018]1.本實(shí)用新型是利用隔振式電渦流傳感器對(duì)動(dòng)態(tài)銑削力進(jìn)行測(cè)試的裝置，主要解決了由于汽車(chē)外覆蓋件模具太大，測(cè)力儀安裝不了的問(wèn)題，本產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)銑削力間接測(cè)量系統(tǒng)完全可以代替測(cè)力儀，該裝置成本低，簡(jiǎn)單實(shí)用，測(cè)量的動(dòng)態(tài)銑削力的精度較高，和測(cè)力儀測(cè)得的動(dòng)態(tài)銑削力相比，誤差只有7%。
[0019]本實(shí)用新型是對(duì)加工外覆蓋件模具復(fù)雜曲面時(shí)動(dòng)態(tài)銑削力的測(cè)量，以及五軸聯(lián)動(dòng)加工整體葉輪時(shí)動(dòng)態(tài)銑削力和銑削過(guò)程穩(wěn)定性的預(yù)測(cè)等，通過(guò)對(duì)動(dòng)態(tài)銑削力測(cè)量和加工穩(wěn)定性實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)，可以修正加工參數(shù)、優(yōu)化刀具進(jìn)給方向，也可以控制刀具、工件變形，為刀具設(shè)計(jì)、刀具磨損和破損監(jiān)測(cè)提供重要的參考價(jià)值。
[0020]本實(shí)用新型系統(tǒng)中的電渦流傳感器隔振式支承裝置減振效果明顯，使得銑刀刀桿的振動(dòng)位移測(cè)量準(zhǔn)確，測(cè)試的裝置內(nèi)部設(shè)有隔振墊、隔振底墊、隔振側(cè)墊，在使用的過(guò)程中可以起到很好的隔振作用。
[0021]本實(shí)用新型的減振滑動(dòng)桿內(nèi)部設(shè)有減振機(jī)構(gòu)，通過(guò)與隔振墊的配合，隔振效果十分明顯，該裝置設(shè)有滑動(dòng)桿、鎖緊滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以根據(jù)實(shí)際情況很方便的調(diào)節(jié)位置。
[0022]本實(shí)用新型系統(tǒng)具有多功能性，可以根據(jù)實(shí)際情況來(lái)預(yù)測(cè)顫振，即根據(jù)刀具振動(dòng)的實(shí)際情況來(lái)預(yù)測(cè)顫振，銑削過(guò)程中隨著切深不斷增大，刀具會(huì)發(fā)生顫振，這時(shí)得到的銑削振動(dòng)信號(hào)會(huì)發(fā)生混沌現(xiàn)象，所謂混沌是指在確定性系統(tǒng)中出現(xiàn)的一種貌似無(wú)規(guī)則，類(lèi)似隨機(jī)的現(xiàn)象，可以采用Lyaunov指數(shù)和近似熵等方法來(lái)監(jiān)測(cè)銑削過(guò)程中振動(dòng)位移信號(hào)的非線性特征變化，以此來(lái)預(yù)測(cè)顫振，通過(guò)電渦流傳感器獲得銑刀刀桿的振動(dòng)位移信號(hào)數(shù)據(jù)，如果振動(dòng)信號(hào)的采樣頻率為5000Hz，對(duì)于信號(hào)每隔1024點(diǎn)(時(shí)間間隔0.2048秒)進(jìn)行最大Lyapuno V指數(shù)和近似摘計(jì)算，計(jì)算結(jié)果對(duì)應(yīng)于銑削振動(dòng)信號(hào)。
[0023]本實(shí)用新型在銑削孕育時(shí)，當(dāng)最大Lyapunov指數(shù)嵌入的維數(shù)2時(shí)，最大Lyapunov指數(shù)變化較大，大于0.5并有突變；顫振孕育階段和顫振產(chǎn)生階段的最大Lyapunov指數(shù)大于平穩(wěn)銑削時(shí)的最大Lyapunov指數(shù)，閾值大約在0.5-0.65之間。當(dāng)平穩(wěn)切削時(shí)，銑削振動(dòng)信號(hào)的近似熵?cái)?shù)值在0.1左右，一旦顫振孕育、顫振發(fā)生近似熵?cái)?shù)值將提高到0.4?0.6之間。
[0024]本實(shí)用新型對(duì)振動(dòng)信號(hào)的最大Lyapunov指數(shù)和近似j:商分析，在相同的工況條件下進(jìn)行過(guò)多組類(lèi)似的試驗(yàn)研宄，試驗(yàn)的重復(fù)性很好，重復(fù)率達(dá)94%以上，如果設(shè)定相應(yīng)的閾值，可以準(zhǔn)確地確定加工系統(tǒng)是否發(fā)生了顫振，因此本產(chǎn)品具有多功能的用途。
[0025]【附圖說(shuō)明】:
[0026]附圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]附圖2是附圖1中A的放大圖。
[0028]附圖3是附圖1中的動(dòng)態(tài)銑削力測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]附圖4是附圖3的A-A剖視圖。
[0030]附圖5是附圖3的B-B剖視圖。
[0031 ] 附圖6是附圖3的分解圖。
[0032]【具體實(shí)施方式】:
[0033]實(shí)施例1:
[0034]一種基于隔振式電渦流傳感器測(cè)量動(dòng)態(tài)銑削力裝置，銑削設(shè)備16，所述的銑削設(shè)備包括主軸5，所述的主軸側(cè)面具有平面，所述的平面上通過(guò)磁力與動(dòng)態(tài)銑削力測(cè)量裝置6連接，所述的動(dòng)態(tài)銑削力測(cè)量裝置的另一端安裝有電渦流傳感器8，所述的電渦流傳感器前端面與刀桿4的外表面貼合，所述的電渦流傳感器后端與計(jì)算機(jī)7電連接。
[0035]實(shí)施例2:
[0036]根據(jù)實(shí)施例1所述的基于隔振式電渦流傳感器測(cè)量動(dòng)態(tài)銑削力裝置，所述的動(dòng)態(tài)銑削力測(cè)量裝置包括減振滑動(dòng)桿12、磁力座9，所述的減振滑動(dòng)桿前端平面上安裝有鎖緊滑動(dòng)機(jī)構(gòu)A13，所述的鎖緊滑動(dòng)機(jī)構(gòu)A側(cè)面穿有螺桿旋鈕A27并同時(shí)穿過(guò)所述的減振滑動(dòng)桿，所述的減振滑動(dòng)桿內(nèi)具有孔，所述的孔內(nèi)安裝有減振塊18，所述的孔與所述的減振塊之間裝有阻尼液15，所述的減振塊端面安裝有墊圈17，所述的鎖緊滑動(dòng)機(jī)構(gòu)A內(nèi)安裝有所述的電渦流傳感器。
[0037]實(shí)施例3:
[0038]根據(jù)實(shí)施例2所述的基于隔振式電渦流傳感器測(cè)量動(dòng)態(tài)銑削力裝置，所述的減振滑動(dòng)桿穿過(guò)鎖緊圈11，所述的鎖緊圈與鎖緊滑動(dòng)機(jī)構(gòu)B28固定，所述的鎖緊滑動(dòng)機(jī)構(gòu)B內(nèi)分別裝有螺桿旋鈕B14、滑動(dòng)桿10，所述的滑動(dòng)桿外部套有鎖緊滑動(dòng)機(jī)構(gòu)C29，所述的鎖緊滑動(dòng)機(jī)構(gòu)C內(nèi)穿有螺桿旋鈕C30并同時(shí)穿過(guò)連接支架24。
[0039]實(shí)施例4:
[0040]根據(jù)實(shí)施例3所述的基于隔振式電渦流傳感器測(cè)量動(dòng)態(tài)銑削力裝置，所述的磁力座內(nèi)部具有錐形凹槽，所述的錐形凹槽內(nèi)裝有錐形夾緊機(jī)構(gòu)25，所述的錐形夾緊機(jī)構(gòu)內(nèi)部裝有錐形壓緊塊23，所述的錐形夾緊機(jī)構(gòu)底面與兩個(gè)側(cè)面分別安裝有隔板底墊22、隔板側(cè)墊21，所述的磁力座上方通過(guò)螺栓與上擋板19連接，所述的磁力座與所述的上擋板之間安裝有隔板墊20，所述的上擋板中間部位通過(guò)螺紋與所述的連接支架連接，所述的連接支架與所述的上擋板之間裝有小墊圈26，所述的磁力座側(cè)面安裝有調(diào)整按鈕