[发明专利]一种超精密飞切机床主轴与导轨刚度检测装置及检测方法

说明书

一种超精密飞切机床主轴与导轨刚度检测装置及检测方法，属于机床性能检测技术领域。本发明解决了现有技术无法实现超精密静压主轴与导轨刚度准确检测的问题。所述第一基准板上由下到上依次固设有力传感器、气缸及定心支杆，支撑板的底端开设有定心孔，所述定心孔与主轴同轴布置，且定心支杆的顶端与所述定心孔配合，第一基准板上方布置有若干导轨位移传感器，第二基准板上方布置有若干主轴位移传感器，且若干所述导轨位移传感器及若干主轴位移传感器分别绕主轴轴线均布，若干主轴位移传感器分别通过导线连接主轴位移信号采集器，若干导轨位移传感器分别通过导线连接导轨位移信号采集器，力传感器通过导线连接力信号采集器。

技术领域

本发明涉及一种超精密飞切机床主轴与导轨刚度检测装置及检测方法，属于机床性能检测技术领域。

背景技术

随着现代科学技术的迅猛发展，特别是航空、航天、国防、军工等尖端科学技术的突飞猛进，这些产业对产品的稳定性和使用性能的要求越来越高，比较典型的就是在激光核聚变系统广泛使用的KDP晶体器件，该晶体由于具有软、脆、易潮解等特性，传统的磨抛等光学加工方法不能用于大口径KDP晶体的超精密加工，目前单点金刚石飞刀切削加工是实现KDP晶体最终加工的主要手段。切削加工是一种复制式加工，超精密机床的精度决定了零件的加工精度。因此，超精密加工机床是KDP晶体超精密加工的核心与关键，其中超精密主轴与导轨是超精密机床的两大核心部件。超精密飞切加工机床是一种专用于KDP晶体加工的超精密机床。超精密飞切加工机床主轴与导轨的性能是直接影响到被加工零件的表面质量和制造精度。主轴与导轨刚度是首要满足的基本性能参数，但是如何实现超精密静压主轴刚度与导轨刚度的准确测量是目前噬待解决的巨大难题。

现有技术主要是加载重物，用位移传感器读取数值进行计算获取，但是由于机床结构特点及操作空间的限制，飞切加工机床主轴刚度的检测一直是难点，其主要的技术难点在于难以实现大载荷量的加载(主轴上端是圆光栅，无法加载，主轴下端是大直径刀盘，向下加载由于受到重物安装固定及导轨在空间上的限制，难以实现大载荷加载，加载重物的质量受限，且搬运加载重物时严重影响超精密传感器读数的准确性)。

发明内容

本发明是为了解决现有技术无法实现超精密静压主轴与导轨刚度准确检测的问题，进而提供了一种超精密飞切机床主轴与导轨刚度检测装置及检测方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种超精密飞切机床主轴与导轨刚度检测装置，它包括水平固设在导轨上表面的第一基准板、水平固设在机床主轴顶端的第二基准板以及水平固设在机床刀盘底端的支撑板，所述第一基准板上由下到上依次固设有力传感器、气缸及定心支杆，支撑板的底端开设有定心孔，所述定心孔与主轴同轴布置，且定心支杆的顶端与所述定心孔配合，第一基准板上方布置有若干导轨位移传感器，第二基准板上方布置有若干主轴位移传感器，且若干所述导轨位移传感器及若干主轴位移传感器分别绕主轴轴线均布，若干主轴位移传感器分别通过导线连接主轴位移信号采集器，若干导轨位移传感器分别通过导线连接导轨位移信号采集器，力传感器通过导线连接力信号采集器。

进一步地，第二基准板、主轴、支撑板、定心支杆、气缸、力传感器、第一基准板及导轨由上到下正对布置。

进一步地，所述定心支杆包括螺纹杆及一体固接在螺纹杆一端的钢球，所述定心孔为大端朝下布置的圆锥形孔。

进一步地，气缸与力传感器之间水平固设有转接板。

进一步地，导轨位移传感器及主轴位移传感器的数量均至少为三个。

进一步地，支撑板为圆形板结构，其通过若干螺栓固装在刀盘的底端，且支撑板上的螺栓绕主轴轴线均匀布置。

一种使用上述检测装置的检测方法，它包括如下步骤：

步骤一、在导轨工作台面划线，确定导轨工作台面的中心位置；