[发明专利]机床结合部对刀尖点位移量的测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种位移测量装置，尤其是能测试机床大型结合部在启停状态下对刀尖点的位移量的装置与方法，属于测试技术领域。 

背景技术

机械部件中存在大量的结合面，结合面体现出的弹簧与阻尼特性是机械部件刚度与阻尼的特性的重要组成部分，尤其是对于机床来说，结合部产生阻尼占整个机床阻尼的90％左右，并且结合部的刚度及可靠性相对于机床刚度来说也是一个薄弱环节，机床总刚度的60％-80％是由结合面接触刚度决定的。因此，对于结合部的研究是非常有必要的，结合部的特性可以很大程度地影响产品的性能。 

在机床中，由于机床各个部件质量较大，机床在运行中有较大的惯性力，尤其是在机床启动与停止的瞬间，会增加机床刀头处某个方向的位移量。此时，结合部的特性起到至关重要的地位。机床各个结合部在机床启动与停止时对机床刀头位移量的影响成为主要问题。如果结合部的刚度不够，即可能造成机床在启停瞬间刀头处的X或者Z方向的位移量增加，当机床加工零件时，启动与停止瞬间必然会对加工的零件造成一定影响，使得刀头受损，有吃刀现象，或者加工的零件不符合加工要求等。目前，在机床研究与测试中，由于机床各结合部的复杂性，尚且无法确定各个结合部特性对机床刀头处位移量的确切影响，给机床结合部的刚度与阻尼特性的研究造成一定的困难，影响机床的使用，进而影响机床行业的快速发展。 

发明内容

本发明的目的在于提出一种研究机床各个结合部在启停时刻对机床刀头位移量的确切影响、能够直接对生产起到一定的帮助的机床结合部对刀尖点位移量的测试装置。本发明所提供的装置能够在机床启停瞬间时，测得各个结合部对机床刀头在水平方向(X、Y)与竖直方向(Z)位移量的数值，而且能够辨别出各个结合部在对机床刀头位移量影响中所占的比例。该测试装置具有测试效果精度高，线性度高，操作简单方便，故障率低等特点。 

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 

机床结合部对刀尖点位移量的测试装置，主要由电涡流传感器探头1、螺母2、微调垫片3、螺钉4、连杆与微调垫片固定夹5、连杆与支柱固定夹6、连杆7、支柱8、座体9、调整螺丝10、电涡流前置、电涡流前置电源、数据采集前端及计算机组成；电涡流传感器探头1的安装杆上有螺纹，电涡流传感器探头1穿过矩形微调垫片3上的通孔，一个位于 电涡流传感器探头1的安装杆上的定位螺母2与微调垫片3后侧接触，一个位于电涡流传感器探头1的安装杆上的定位螺母2与微调垫片3前侧接触；微调垫片3的另一个通孔上有螺钉4穿过，螺钉4拧紧固定于连杆与微调垫片固定夹5和微调垫片3之间，连杆与微调垫片固定夹5可通过螺钉4固定于连杆7的任意位置；连杆与微调垫片固定夹5另一通孔上有连杆7穿过，连杆7的另一端穿过调整螺丝10一侧的通孔，支柱8的上端穿过连杆与支柱固定夹6与上述通孔相垂直一侧的通孔，调整螺丝10的螺杆穿过连杆与支柱固定夹6水平通孔，通过拧紧调整螺丝10可以调节连杆7在支柱8上的相对位置与旋转角度，支柱8下端连接座体9；座体9的底面和侧面内部安装有可使其吸附于机床结合部的电磁铁，座体9的一个侧面安装有控制电磁铁的开关；电涡流传感器探头1与电涡流前置电源分别连接至电涡流前置上，电涡流前置与数据采集前端相连，数据采集前端与计算机相连，将采集信号送给计算机。 

上述的微调垫片3为长方形薄片，具有两个通孔：两通孔中心位于微调垫片3纵向中心线，左右并列分布于微调垫片3上，左侧为直径较小的通孔，右侧为直径较大的通孔；通过小孔中的螺钉4拧紧连杆与微调垫片固定夹5，电涡流传感器探头1穿过大孔并由两个螺母2固定在微调垫片3前后，通过两个螺母的摩擦相互拧紧，在调节电涡流传感器探头1与被测物体的间隙时，微调垫片3可通过调节螺母2改变其间隙大小。 

所述的微调垫片3由铝合金材料制成。 

数据采集前端连接多个电涡流传感器探头1同时进行测量。 

电涡流传感器探头1有水平与竖直两种放置方式。 

电涡流传感器探头1按不同的放置结构同时安放于机床的各个结合部。 

电涡流传感器探头1与被测物体采用非接触测量，应保持一定间隙，本装置的间隙范围为：0-1.6mm，微调垫片3可以方便的对间隙进行适当的调节，可以节省一定的时间。