[发明专利]一种数控机床切削状态下的机床主轴动态测试装置

权利要求书

1.一种数控机床切削状态下的机床主轴动态测试装置，其包括数控机床、铣刀（1），铣刀套筒（2）、传感器支架（3）、铝制试件（6）、切削力测定仪（7）、测定仪夹具（8）、电涡流位移传感器Ⅰ（4）、电涡流位移传感器Ⅱ（5）、信号采集系统以及计算机；其特征在于：铣刀（1）固定在数控机床的主轴转子上用于加工铝制试件（6）、铣刀套筒（2）套在铣刀（1）上；传感器支架（3）下端设置有下挡板；传感器支架（3）上端固定在数控机床主轴定子部分的最前端；电涡流位移传感器Ⅰ（4）和电涡流位移传感器Ⅱ（5）水平角度成90度夹角分别固定在传感器支架（3）上，用于测量加工过程中铣刀（1）的振动信号；铝制试件（6）通过表面上安装孔固定在切削力测定仪（7）上；切削力测定仪（7）通过测定仪夹具（8）固定在数控机床工作台上，用于测量加工过程中的切削力信号；切削力测定仪（7）、电涡流位移传感器Ⅰ（4）、电涡流位移传感器Ⅱ（5）分别与信号采集系统的信号输入端相连，信号采集系统的数据输出送至计算机。

2.根据权利要求1所述的一种数控机床切削状态下的机床主轴动态测试装置，其特征在于：铣刀套筒（2）通过与铣刀（1）的过盈配合安装在铣刀（1）的刀柄位置处。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种数控机床切削状态下的机床主轴动态测试装置，其特征在于：铣刀套筒（2）外表面中间为10mm宽、表面粗糙度为Ra1.6的光洁测试带，且铣刀套筒（2）光洁测试带处的直径等于5倍的电涡流位移传感器Ⅰ（4）和电涡流位移传感器Ⅱ（5）的测试端的直径，电涡流位移传感器Ⅰ（4）和电涡流位移传感器Ⅱ（5）的轴线分别垂直且穿过铣刀套筒（2）的中心轴线，且电涡流位移传感器Ⅰ（4）和电涡流位移传感器Ⅱ（5）的测量端分别对准铣刀套筒（2）光洁测试带的中心。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的一种数控机床切削状态下的机床主轴动态测试装置，其特征在于：铣刀套筒（2）安装到铣刀（1）后，铣刀套筒（2）外表面中间的光洁测试带的径向全跳动不大于0.01mm。

5.根据权利要求1所述的一种数控机床切削状态下的机床主轴动态测试装置，其特征在于：传感器支架（3）的上端内侧均布有四个凹槽，凹槽内设置有四个弧形固定垫片，每个垫片上连接着一个调节螺栓，通过旋紧调节螺栓使传感器支架（3）固定在数控机床主轴定子部分的最前端。

6.根据权利要求1所述的一种数控机床切削状态下的机床主轴动态测试装置，其特征在于：传感器支架（3）的下端挡板中心位于铣刀（1）的中间位置处，传感器支架（3）的下端挡板将铣刀（1）的切削部分和电涡流位移传感器Ⅰ（4）、电涡流位移传感器Ⅱ（5）的测量端相隔开。

7.根据权利要求1或权利要求6所述的一种数控机床切削状态下的机床主轴动态测试装置，其特征在于：传感器支架（3）下挡板厚度为0.5倍铣刀（1）直径，传感器支架（3）下挡板中心有通孔，其直径为1.2倍铣刀（1）直径，铣刀（1）通过传感器支架（3）下挡板中心通孔穿过传感器支架（3）下挡板。

8.根据权利要求1所述的一种数控机床切削状态下的机床主轴动态测试装置，其特征在于：电涡流位移传感器Ⅰ（4）和电涡流位移传感器Ⅱ（5）分别通过固定螺母固定在传感器支架（3）上。

9.根据权利要求1所述的一种数控机床切削状态下的机床主轴动态测试装置，其特征在于：测定仪夹具（8）中间有两个螺栓通孔，用于固定切削力测定仪（7），测定仪夹具（8）的四个角上设有T型槽，用于将测定仪夹具（8）固定在工作台上。