[发明专利]一种机床主轴与刀柄装配刚度测量系统

说明书

本发明公开了一种机床主轴与刀柄装配刚度测量系统，包括螺柱、螺母和防松垫圈，用以调整待测件之间的接触应力；激励锤，用于待测件的激励加载；以及依次电连接的加速度传感器、电荷放大器、信号采集器、终端机，用于数据的采集与处理。本发明通过传感器与数据处理系统的能够准确测量机床主轴‑刀柄刚度；本发明通过旋转六角螺母调整主轴模块与刀柄模块的过盈量，实现对不同接触应力下的刚度的测量；本发明通过简单加工主轴模块的内锥孔和刀柄模块的外锥面，实现对不同接触状态的主轴‑刀柄刚度的测量。

技术领域

本发明涉及刚度测量技术领域，具体涉及一种机床主轴与刀柄装配刚度测量系统。

背景技术

刚度是指材料或结构在受力时抵抗弹性变形的能力。刀柄是连接机床主轴与刀具的关键零件，刀柄与主轴的刚度是影响同心度和动平衡的重要因素。由于自身尺寸、材料、形状等因素已经确定，刀柄的刚度已经确定，而机床主轴与刀柄的装配刚度受到刀柄锥面与主轴内锥孔的接触率和接触状态等因素的影响是可变的。因此，机床主轴-刀柄之间的接触刚度是影响主轴切削性能的主要因素，机床主轴与刀柄的刚度的测量对提高机床的加工性能具有重要意义。

现有的机床主轴-刀柄刚度测量装置普遍有一定的局限性：不能测量不同接触状态下两锥面之间的刚度；不能测量不同接触应力状态下的刚度；普遍只能测量单一接触状态条件下的刚度，且一般用于测量系统的径向刚度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种机床主轴与刀柄装配刚度测量系统，装置结构更简单、测量结果更准确，并能适用于不同接触应力、不同接触状态下的刚度测量。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明一种机床主轴与刀柄装配刚度测量系统，包括螺柱、螺母和防松垫圈，用以调整待测件之间的接触应力；激励锤，用于待测件的激励加载；以及依次电连接的加速度传感器、电荷放大器、信号采集器、终端机，用于数据的采集与处理。

进一步的，待测试件包括机床主轴模块与刀柄模块，机床轴模块与刀柄模块之间为楔形面过盈装配。

进一步的，螺柱的一端穿过机床主轴模块的中部光孔后与刀柄模块的中部螺纹孔螺纹连接。

进一步的，螺柱的另一端与螺母螺纹连接，螺母为六角螺母，放松垫圈套设在螺柱上并位于六角螺母与机床主轴模块之间。

进一步的，旋转六角螺母以使机床主轴模块与刀柄模块的过盈量可调。

进一步的，激励锤设于刀柄模块的一侧并与电荷放大器电连接，用于敲击刀柄模块，以施加激励。

进一步的，加速度传感器安装在刀柄模块上，并接线连接至电荷放大器、信号采集器、终端机。

进一步的，还包括柔性绳，柔性绳与机床主轴模块的上端连接，以将螺柱、六角螺母、防松垫圈、机床主轴模块、刀柄模块以及加速度传感器吊挂在柔性绳下方。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：

本发明通过传感器与数据处理系统的能够准确测量机床主轴-刀柄刚度；本发明通过旋转六角螺母调整主轴模块与刀柄模块的过盈量，实现对不同接触应力下的刚度的测量；本发明通过简单加工主轴模块的内锥孔和刀柄模块的外锥面，实现对不同接触状态的主轴-刀柄刚度的测量。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为机床主轴与刀柄装配刚度测量系统的示意图。。