[实用新型]一种车削加工刀具的螺栓紧固设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及机械加工制造领域，尤其涉及一种车削加工刀具的螺栓紧固设备。

背景技术

车削加工在制造领域发挥着重要的作用，车削加工刀具对工件进行加工，首先必须对刀具进行紧固。为了方便装卸以及更换刀具，现有的刀具紧固多采用螺栓紧固方式。为了保证安全可靠地进行加工，在装卡刀具时需要对刀具进行紧固，其中关键的就是要对刀具施加预紧力。

如专利CN201520969702.0公开了一种机床刀具定位装置，专利CN201210552545.4公开了一种刀具的微调机构，类似的实用新型主要是设计用于刀具装卡固定的装置，然而，刀具紧固操作时预紧力的施加还是凭借操作者的经验进行，对“紧固”程度没有明确界定。

上述公开文献存在以下问题：首先，由于经验上存在差别，操作者对“紧固”程度的认知和掌控能力不同，对同样的刀具而言，不同的操作者所施加的预紧力将存在一定的差异；其次，凭经验进行的操作难易实现精确的控制，预紧力过低难以满足紧固的要求，预紧力过大，将对刀具和机床造成一定的载荷疲劳；而且整个过程不够直观，难以进行可视化操作。

另外，在加工过程中，刀具的紧固与工件之间存在必然的联系，同时工件也会对刀具产生一定的作用力，该作用力同样影响刀具的结构性能和动态性能，而刀具的结构性能和动态性能又进一步影响工件的加工质量。因此，在刀具的紧固时应两者进行综合考虑，而现有技术通常是凭经验对刀具进行孤立加载，没有综合考虑加工过程中刀具的动态性能以及与工件之间的作用，无法实现刀具预紧力的有效控制，难以保证刀具的动态性能。

如专利CN201110286541.1公开了一种测试刀柄—结合部特征参数的实验装置，其操作过程中螺栓的预应力大小虽然可通过动态应变仪和计算机进行显示，实现预应力的可视化调整，但是其施加的预应力大小无法综合考虑工件负载以及具体加工工况的影响，属于孤立的加载，难以使刀具的动态性能处于最佳状态。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是实现一种车削加工刀具的螺栓紧固设备，以实现刀具紧固时预紧力的精确控制，同时使刀具的动态性能处于最佳状态，且整个操作过程直观化、可视化。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种车削加工刀具的螺栓紧固设备，刀具通过紧固螺栓固定在固定基座上，所述紧固螺栓的端面开有盲孔，所述盲孔内埋设有测试元件，所述测试元件输出测试信号至测试分析系统。

设备配套有刀具性能分析系统，所述刀具性能分析系统包括刀具库模块、有限元仿真模块、动力学仿真模块和求解模块，所述刀具库模块输出刀具参数信号至有限元仿真模块和动力学仿真模块，所述有限元仿真模块输出应力分布云图信号至求解模块，所述动力学仿真模块输出振动位移曲线信号至求解模块，所述求解模块输出并显示刀具预紧力大小值。

所述测试分析系统为用于信号比较的计算机，所述测试分析系统预设有紧固螺栓的输出信号与预紧力载荷之间的关系曲线或关系表格。

所述的测试元件为应变片或压电片。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果和优点：

本实用新型刀具螺栓紧固时施加的预紧力大小是考虑工件属性和加工工况，基于刀具动态性能最优确定的，为刀具螺栓紧固时预紧力的确定提供了明确的量化指标，避免了凭借操作者经验所带来的不足，减少了对操作者经验的依赖性；同时考虑加工过程中刀具与工件之间的相互作用和联系，更符合实际情况，避免了对刀具的孤立加载带来的不足；同时考虑了加工过程中刀具所承受的切削力载荷，基于动态性能最优指标确定刀具预紧力的大小，能够优化刀具的结构性能和动态性能，使刀具的动态性能处于最佳状态，能够提高工件的加工质量；

在施加预紧力的过程中，测试分析系统能够实时显示所施加的预紧力大小，实现刀具螺栓紧固预紧力的精确控制，整个施加过程比较直观、可视化；

本实用新型的刀具性能分析系统具有刀具库模块，能够对不同型号的刀具进行性能分析，整个性能分析过程基于模块化实现，避免了复杂的计算过程，有利于设备的集成化设计和分析。

附图说明

下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为车削加工刀具的螺栓紧固设备框图；

图2为图1中紧固螺栓的结构示意图；

图3为车削加工刀具的螺栓紧固方法流程图；