基于隔振式电涡流传感器测量动态铣削力装置的制造方法
【专利说明】
[0001]技术领域:
[0002]本实用新型涉及一种基于隔振式电涡流传感器测量动态铣削力装置。
[0003]【背景技术】:
[0004]目前测量动态铣削力的传感器一般安装在主轴和刀具之间，使用时承受过大的轴向力、弯矩，同时这些旋转测力计结构复杂，对主轴系统有较大的附加质量，降低了主轴系统的刚度。
[0005]汽车外覆盖件模具与普通冲压模具相比体积较大，形状复杂，其制造难度大、加工质量及精度要求很高，凹、凸模部分结构复杂，在自由形面上又存在大量的诸如沟槽、转角、凸起、凹陷等包含曲率的型面。在复杂曲面区域，由于铣削特性的复杂，动态铣削力严重影响工件的加工质量并使其加工成本增加，由此可见，对于大型模具加工过程中动态铣削力的测量具有十分重要的意义。
[0006]对于汽车外覆盖件模具的动态铣削力测量，受限于测力计与模具间的接触面积，测力计只能测量较小模具的动态切削力，同时测力计还存在对过载敏感、需要专门辅助装置等，其动态特性会随着模具质量的改变而变化等，这些原因都制约与测量大型模具的动态铣削力。目前，使用的扭矩力传感器一般安装在主轴和刀具之间，使用时需要避免承受过大的轴向力、弯矩，以免影响扭矩传感器的使用，这些旋转测力计结构复杂，对主轴系统有较大的附加质量，且为悬伸式结构，进一步降低了主轴系统的刚度，因此，需要一个简单的、低成本的、通过测量铣削加工时旋转铣刀刀杆的径向振动位移动，来间接测量动态铣削力的方法。
[0007]在切削加工的过程中，伴随着高速旋转机械和往复式运动机械的状态，在振动研宄、分析测量中，对于非接触的高精度振动、位移信号，我们需要能够连续准确地采集到刀具与机床振动状态的多种参数，而电涡流传感器能直接非接触测量转轴的状态，可提供关键的振动信息。而一般情况下我们通常将电涡流传感器通过某一连接装置连接在主轴旁边进行非接触检测，但是主轴高速运转时产生振动严重影响着电涡流传感器的工作，所以，为了解决主轴振动对测量的影响，有效的将电涡流传感器集成在主轴上，我们就需要一个电涡流传感器隔振式支承装置。
[0008]针对现有的动态铣削力测量方法在加工工件尺寸、质量、测量带宽以及安装方式等方面的局限性，本产品提出一种利用电涡流传感器隔振式支承装置的测量系统，测量铣削加工时旋转铣刀刀杆的径向振动位移，根据铣刀振动位移与铣削力之间的关系，通过振动位移间接确定动态铣削力的方法。并对铣刀高速铣削速度下的铣削力测量失真问题，进行动态补偿，提高测量系统的带宽，实现动态铣削力的精确测量。
[0009]【实用新型内容】:
[0010]本实用新型的目的是提供一种基于五轴加工的整体叶轮减振式可调夹具。
[0011]上述的目的通过以下的技术方案实现:
[0012]一种基于隔振式电涡流传感器测量动态铣削力装置，其组成包括:铣削设备，所述的铣削设备包括主轴，所述的主轴侧面具有平面，所述的平面上通过磁力与动态铣削力测量装置连接，所述的动态铣削力测量装置的另一端安装有电涡流传感器，所述的电涡流传感器前端面与刀杆的外表面贴合，所述的电涡流传感器后端与计算机电连接。
[0013]所述的基于隔振式电涡流传感器测量动态铣削力装置，所述的动态铣削力测量装置包括减振滑动杆、磁力座，所述的减振滑动杆前端平面上安装有锁紧滑动机构A，所述的锁紧滑动机构A侧面穿有螺杆旋钮A并同时穿过所述的减振滑动杆，所述的减振滑动杆内具有孔，所述的孔内安装有减振块，所述的孔与所述的减振块之间装有阻尼液，所述的减振块端面安装有垫圈，所述的锁紧滑动机构A内安装有所述的电涡流传感器。
[0014]所述的基于隔振式电涡流传感器测量动态铣削力装置，所述的减振滑动杆穿过锁紧圈，所述的锁紧圈与锁紧滑动机构B固定，所述的锁紧滑动机构B内分别装有螺杆旋钮B、滑动杆，所述的滑动杆外部套有锁紧滑动机构C，所述的锁紧滑动机构C内穿有螺杆旋钮C并同时穿过连接支架。
[0015]所述的基于隔振式电涡流传感器测量动态铣削力装置，所述的磁力座内部具有锥形凹槽，所述的锥形凹槽内装有锥形夹紧机构，所述的锥形夹紧机构内部装有锥形压紧块，所述的锥形夹紧机构底面与两个侧面分别安装有隔板底垫、隔板侧垫，所述的磁力座上方通过螺栓与上挡板连接，所述的磁力座与所述的上挡板之间安装有隔板垫，所述的上挡板中间部位通过螺纹与所述的连接支架连接，所述的连接支架与所述的上挡板之间装有小垫圈，所述的磁力座侧面安装有调整按钮。
[0016]所述的基于隔振式电涡流传感器测量动态铣削力装置，所述的主轴下方通过锥面与所述的刀杆连接，所述的刀杆具有铣刀刃，所述的铣刀刃与工件贴合，所述的工件下平面与工作台固定。
[0017]有益效果:
[0018]1.本实用新型是利用隔振式电涡流传感器对动态铣削力进行测试的装置，主要解决了由于汽车外覆盖件模具太大，测力仪安装不了的问题，本产品的动态铣削力间接测量系统完全可以代替测力仪，该装置成本低，简单实用，测量的动态铣削力的精度较高，和测力仪测得的动态铣削力相比，误差只有7%。
[0019]本实用新型是对加工外覆盖件模具复杂曲面时动态铣削力的测量，以及五轴联动加工整体叶轮时动态铣削力和铣削过程稳定性的预测等，通过对动态铣削力测量和加工稳定性实时预测，可以修正加工参数、优化刀具进给方向，也可以控制刀具、工件变形，为刀具设计、刀具磨损和破损监测提供重要的参考价值。
[0020]本实用新型系统中的电涡流传感器隔振式支承装置减振效果明显，使得铣刀刀杆的振动位移测量准确，测试的装置内部设有隔振垫、隔振底垫、隔振侧垫，在使用的过程中可以起到很好的隔振作用。
[0021]本实用新型的减振滑动杆内部设有减振机构，通过与隔振垫的配合，隔振效果十分明显，该装置设有滑动杆、锁紧滑动机构，可以根据实际情况很方便的调节位置。
[0022]本实用新型系统具有多功能性，可以根据实际情况来预测颤振，即根据刀具振动的实际情况来预测颤振，铣削过程中随着切深不断增大，刀具会发生颤振，这时得到的铣削振动信号会发生混沌现象，所谓混沌是指在确定性系统中出现的一种貌似无规则，类似随机的现象，可以采用Lyaunov指数和近似熵等方法来监测铣削过程中振动位移信号的非线性特征变化，以此来预测颤振，通过电涡流传感器获得铣刀刀杆的振动位移信号数据，如果振动信号的采样频率为5000Hz，对于信号每隔1024点(时间间隔0.2048秒)进行最大Lyapuno V指数和近似摘计算，计算结果对应于铣削振动信号。
[0023]本实用新型在铣削孕育时，当最大Lyapunov指数嵌入的维数2时，最大Lyapunov指数变化较大，大于0.5并有突变；颤振孕育阶段和颤振产生阶段的最大Lyapunov指数大于平稳铣削时的最大Lyapunov指数，阈值大约在0.5-0.65之间。当平稳切削时，铣削振动信号的近似熵数值在0.1左右，一旦颤振孕育、颤振发生近似熵数值将提高到0.4?0.6之间。
[0024]本实用新型对振动信号的最大Lyapunov指数和近似j:商分析，在相同的工况条件下进行过多组类似的试验研宄，试验的重复性很好，重复率达94%以上，如果设定相应的阈值，可以准确地确定加工系统是否发生了颤振，因此本产品具有多功能的用途。
[0025]【附图说明】:
[0026]附图1是本实用新型的结构示意图。
[0027]附图2是附图1中A的放大图。
[0028]附图3是附图1中的动态铣削力测量装置结构示意图。
[0029]附图4是附图3的A-A剖视图。
[0030]附图5是附图3的B-B剖视图。
[0031 ] 附图6是附图3的分解图。
[0032]【具体实施方式】:
[0033]实施例1:
[0034]一种基于隔振式电涡流传感器测量动态铣削力装置，铣削设备16，所述的铣削设备包括主轴5，所述的主轴侧面具有平面，所述的平面上通过磁力与动态铣削力测量装置6连接，所述的动态铣削力测量装置的另一端安装有电涡流传感器8，所述的电涡流传感器前端面与刀杆4的外表面贴合，所述的电涡流传感器后端与计算机7电连接。
[0035]实施例2:
[0036]根据实施例1所述的基于隔振式电涡流传感器测量动态铣削力装置，所述的动态铣削力测量装置包括减振滑动杆12、磁力座9，所述的减振滑动杆前端平面上安装有锁紧滑动机构A13，所述的锁紧滑动机构A侧面穿有螺杆旋钮A27并同时穿过所述的减振滑动杆，所述的减振滑动杆内具有孔，所述的孔内安装有减振块18，所述的孔与所述的减振块之间装有阻尼液15，所述的减振块端面安装有垫圈17，所述的锁紧滑动机构A内安装有所述的电涡流传感器。
[0037]实施例3:
[0038]根据实施例2所述的基于隔振式电涡流传感器测量动态铣削力装置，所述的减振滑动杆穿过锁紧圈11，所述的锁紧圈与锁紧滑动机构B28固定，所述的锁紧滑动机构B内分别装有螺杆旋钮B14、滑动杆10，所述的滑动杆外部套有锁紧滑动机构C29，所述的锁紧滑动机构C内穿有螺杆旋钮C30并同时穿过连接支架24。
[0039]实施例4:
[0040]根据实施例3所述的基于隔振式电涡流传感器测量动态铣削力装置，所述的磁力座内部具有锥形凹槽，所述的锥形凹槽内装有锥形夹紧机构25，所述的锥形夹紧机构内部装有锥形压紧块23，所述的锥形夹紧机构底面与两个侧面分别安装有隔板底垫22、隔板侧垫21，所述的磁力座上方通过螺栓与上挡板19连接，所述的磁力座与所述的上挡板之间安装有隔板垫20，所述的上挡板中间部位通过螺纹与所述的连接支架连接，所述的连接支架与所述的上挡板之间装有小垫圈26，所述的磁力座侧面安装有调整按钮