[发明专利]一种主轴回转误差测量装置

说明书

本发明公开了一种主轴回转误差测量装置，该装置包括主轴箱体、主轴固定套、联接盘和底座固定盘等；其中，主轴固定套一端安装在主轴箱体上，另一端与联接盘相连，底座固定盘固定在联接盘上，压板将支座底座压在底座固定盘的凹槽里，分度盘固定在底座固定盘上，传感器探头支座压在分度盘上并与支座底座相连；刀柄连接在主轴箱体内的转子上；传感器探头支座上有垂直于主轴轴向的安装孔，传感器探头安装在传感器探头支座上的安装孔内。该装置结构简单，安装方便，通过调整传感器探头支座在分度盘上的位置，确定传感器探头围绕刀柄的相对角度，可以精确地测量主轴回转误差；同时，该装置不仅可以测量主轴空转时的回转误差，还可以进行切削状态下的回转误差测量。

技术领域

本发明涉及一种主轴回转误差测量装置，该装置通过安装在主轴上的分度盘可以确定传感器探头的安装角度，利用刀柄上的高精度圆柱面代替传统的标准棒或标准球，可以准确方便的测试主轴在空转和切削工况下的回转精度。

背景技术

机床正在朝着高速、高效、高精度的方向发展。主轴作为机床重要功能部件，其回转精度是衡量数控机床性能的重要指标之一，主轴回转误差较大不仅会加剧刀具的磨损，而且直接影响工件的加工质量，尤其在高速加工时会极大地增加机床的动态载荷，严重影响机床的使用寿命和精度保持性。因此，对主轴的回转误差进行测试分析成为重要的技术问题。

目前，主轴回转精度测量方法很多，但是这些方法大多只能在机床空转下进行测量，而主轴在切削工况下的回转误差形式与空转时并不相同，主轴在实际加工工况下的回转精度更能真实反应其运行精度与运行状态。而国内外只有极少数学者研究测量主轴切削工况下的回转精度。浮燕等[液体静压主轴回转精度测试方法的研究]首先利用标准球法计算出主轴回转误差，然后利用两点法从传感器探头数据中减去回转误差得到被侧面的圆度误差，最后在切削工况下从两点法测得的传感器探头数据中减去由前面计算出的圆度误差得到切削工况下的回转误差。但是这种测量方法在第一步测量主轴回转误差过程中就忽略了被测件的圆度误差，使得圆度误差混入到回转误差中，导致测量精度不高。因此，开展更加适用于切削工况下的回转误差测量技术对研究主轴动力学特性具有重要意义。

另外，利用多点法测试主轴回转误差时，传感器探头的安装角度直接影响测量精度的大小。研究发现[三点法误差分离技术中的两个基本问题]，即使传感器探头的实际安装角度与理论安装角度存在0.1°的差别，都会使得最终测量的回转误差无法成功分离。而现有的传感器安装布置方法很难保证传感器探头的实际安装角度与理论安装角度一致，并且安装过程极为繁琐。因此，设计能够精确确定传感器探头安装角度的回转精度测量装置具有十分重要的意义。

发明内容

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供了一种主轴回转误差测量装置，该装置包括主轴箱体、主轴固定套、联接盘和底座固定盘等；其中，主轴固定套一端安装在主轴箱体上，另一端与联接盘相连，底座固定盘固定在联接盘上，压板将支座底座压在底座固定盘的凹槽里，分度盘固定在底座固定盘上，传感器探头支座压在分度盘上并与支座底座相连；刀柄连接在主轴箱体内的转子上；传感器探头支座上有垂直于主轴轴向的安装孔，传感器探头安装在传感器探头支座上的安装孔内。

本发明的优点是：

本发明能够精确确定各个传感器探头的安装角度，精确度达到0.1°，可以很大程度上提高回转误差的测量精度，为主轴回转误差与圆度误差的成功分离提供有力的支撑条件。

本发明为组合式机械结构，可先在机床外调整好传感器探头支座的位置，然后将测量装置安装到主轴固定套上，避免了在机床内调整传感器角度的操作不便及视角原因带来的误差，具备安装过程方便并且安装精度高的特点。

本发明兼具空转和切削状态下的回转误差测量，利用刀柄上的高精度圆柱面代替传统的标准棒或标准球，解决了以往只能测试主轴空转状态下回转精度的问题。

附图说明