[發明專利]一種測量刀柄-主軸結合部靜剛度的實驗裝置

在審

• 申請號: 201410146057.2
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN103926066A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 蔡力鋼;魏曉君;趙永勝;楊靖;祁子軍
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

1.一種測量刀柄-主軸結合部靜剛度的實驗裝置，其特征在于：該裝置包括機床主軸（1）、刀柄（2）、千分表a（3）、千分表b（4）、施力桿（5）、徑向加載裝置（6）、荷重力計（7）；

刀柄（2）與機床主軸（1）通過拉刀機構連接在一起；

徑向加載裝置（6）包括徑向加載套筒裝置（8）、穿過徑向加載套筒的徑向加載螺釘（9）、水平調節裝置（10）、底座（11）；徑向加載裝置（6）通過底座緊固螺釘（12）固定在機床工作臺；徑向施力螺釘（9）底端與刀柄（2）懸伸端之間依次通過荷重力計（7）、徑向加載壓塊（13）、徑向加載壓塊（14）、施力桿（5）直接接觸來傳遞徑向加載力；

水平調節裝置（10）包括支撐套筒裝置A（15）、支撐套筒裝置B（16），水平調節螺栓（17）、螺母（18）；支撐套筒裝置A（15）、支撐套筒裝置B（16）通過焊接方式對稱固定在底座（11）上；徑向加載套筒裝置（8）與支撐套筒裝置通過水平調節螺栓（17）、螺母（18）以栓接方式連接在一起；徑向加載螺釘（9）直接擰入徑向加載套筒裝置（8）中心處的螺紋孔中；通過調節裝置（10），使徑向加載螺釘（9）與施力桿（5）和荷重力計（7）中軸線位于同一條直線上，且與刀柄（2）的中軸線垂直；

對不同系列刀柄進行徑向剛度試驗中，通過擰緊加載螺釘（9）的方式在刀柄（2）法蘭面靠下的位置加載徑向力F，通過徑向加載壓塊（13）、荷重力計（7）、徑向加載壓塊（14）、施力桿（5）直接接觸作用在刀柄（2）懸伸端，從而使刀柄（2）-主軸（1）結合部產生徑向位移，所加載的徑向力通過荷重力計（7）直接讀?。磺Х直韇（4）通過磁座、支架固定在相對于施力點刀柄（2）法蘭面靠下位置，來獲得主軸-刀柄系統的總徑向位移量；千分表a（3）通過磁座、支架固定在機床主軸（1）前端位置，使得機床主軸1端面處于千分表a（3）測點、千分表b（4）測點之間連線的中點，來獲取主軸前端徑向位移量。

2.根據權利要求1所述的一種測量刀柄-主軸結合部靜剛度的實驗裝置，其特征在于：建立刀柄（2）-主軸（1）結合部坐標系0-XY，刀柄（2）在徑向載荷F作用下刀柄懸伸端會產生位移δ₁，同時主軸（1）前端也會產生位移量δ₂，

由于刀柄（2）在機床主軸（1）的內錐孔中，在刀柄錐柄部只有結合部的變形；根據幾何關系可得：

刀柄懸伸端位移量δ₁，主軸前端位移量δ₂兩者之差為刀柄在結合部處的變形量δ₃

δ₃＝δ₁-δ₂

由上式可以得到刀柄-主軸結合部在不同徑向力作用下的徑向位移δ₃，經過多次測量，得到多組離散數據，這樣可以擬合出刀柄-主軸結合部在某拉刀力作用下的徑向力F與徑向位移δ₃之間的關系曲線；進一步對所獲得的徑向力F與徑向位移δ₃之間的函數關系進行求導，可以獲得刀柄-主軸結合部的徑向剛度K:

K=dFdδ3]]>