專利名稱：細長桿二維切削振動的測控裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及細長桿件的車削加工，尤其涉及一種細長桿二維切削振動的測控裝置。
背景技術：
在切削加工細長桿件時，被加工件通常會發(fā)生彎曲，產(chǎn)生震顫，從而導致被加工件的切削量無法保證，使加工得到的桿件呈現(xiàn)鼓型，且表面不平整。目前，在切削加工細長桿件時，通常是先將被加工件用夾具安裝在車床上，然后用跟刀架支撐被固定夾緊后的被加工件，但是由于目前的跟刀架在調(diào)節(jié)完成后的支撐直徑或支撐力是固定不變的，因此，其無法在加工過程中根據(jù)切削力的變化改變支撐直徑或支撐力的大小，也無法對被加工件在加工過程中發(fā)生的震顫進行檢測和控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種可對細長桿件在切削加工過程中發(fā)生的震顫進行檢測和控制的細長桿二維切削振動的測控裝置。本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為細長桿二維切削振動的測控裝置，包括跟刀架、控制系統(tǒng)和至少兩個固定安裝在所述的跟刀架內(nèi)的測控調(diào)節(jié)機構，所述的測控調(diào)節(jié)機構沿著所述的跟刀架的圓周方向均勻分布，所述的測控調(diào)節(jié)機構與所述的控制系統(tǒng)電連接。所述的跟刀架內(nèi)設置有徑向的用于安裝所述的測控調(diào)節(jié)機構的安裝孔，所述的測控調(diào)節(jié)機構包括手輪螺栓、頂緊螺栓、自感知壓電執(zhí)行器和推桿，所述的手輪螺栓與所述的安裝孔的后端相螺接，所述的手輪螺栓外螺接有鎖緊螺母，所述的鎖緊螺母壓接在所述的跟刀架的外表面上，所述的手輪螺栓內(nèi)設置有相連通的螺紋孔和內(nèi)孔，所述的自感知壓電執(zhí)行器安裝在所述的內(nèi)孔中，所述的頂緊螺栓與所述的螺紋孔相螺接且前端頂在所述的自感知壓電執(zhí)行器的后端面上，所述的手輪螺栓上設置有徑向的用于鎖緊所述的頂緊螺栓的鎖緊螺釘，所述的推桿設置在所述的安裝孔中且位于所述的手輪螺栓的前端，所述的自感知壓電執(zhí)行器的前端面與所述的推桿的后端面相接觸，所述的手輪螺栓的前端面與所述的推桿的后端面之間設置有彈性墊圈，所述的推桿上套設有直線軸承，所述的直線軸承通過軸承擋圈固定安裝在所述的安裝孔中，所述的推桿的前端伸出所述的安裝孔且設置有開槽，所述的開槽內(nèi)設置有用于與被加工件接觸的滾珠軸承，固定螺栓穿過所述的開槽且與所述的推桿固定連接，所述的滾珠軸承套接在所述的固定螺栓上。所述的控制系統(tǒng)包括時序控制器、計算機處理系統(tǒng)、傳感器電路控制部分和執(zhí)行器電路控制部分，所述的自感知壓電執(zhí)行器與所述的時序控制器電連接，所述的傳感器電路控制部分包括依次串聯(lián)的電荷放大器、低通濾波器、第一保持電路和A/D轉換器，所述的執(zhí)行器電路控制部分包括依次串聯(lián)的功率放大電路、D/A轉換器和第二保持電路，所述的A/D轉換器和所述的第二保持電路分別與所述的計算器處理系統(tǒng)電連接，所述的電荷放大器和所述的功率放大電路分別與所述的時序控制器電連接。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點是將被加工件穿過跟刀架，使本裝置上的滾珠軸承與被加工件相接觸，減少了測控裝置與被加工件之間的摩擦力；而且通過本測控裝置可檢測和控制被加工件在切削加工時產(chǎn)生的震顫，其響應頻率高(響應時間可以達到10 μ S)，精度高(檢測精度可以到I μ m)，可實現(xiàn)高速精密切削加工的震動檢測和控制，大大提高了細長桿件的加工質(zhì)量；此外，由于控制系統(tǒng)中設置了時序控制器，使傳感器電路控制部分與執(zhí)行器電路控制部分之間有足夠頻率切換，使自感知壓電執(zhí)行器可幾乎同時工作在傳感器電路控制部分和執(zhí)行器電路控制部分中，實現(xiàn)了自感知壓電執(zhí)行器既作為位移傳感器，又作為執(zhí)行器的作用，從而使得本測控裝置具有檢測和控制震顫的功能。



圖1為本發(fā)明的整體結構示意 圖2為本發(fā)明的測控調(diào)節(jié)機構在A-A向的剖視 圖3為本發(fā)明的控制系統(tǒng)的原理示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。如圖所示，細長桿二維切削振動的測控裝置，包括跟刀架1、控制系統(tǒng)2和四個固定安裝在跟刀架I內(nèi)的測控調(diào)節(jié)機構，四個測控調(diào)節(jié)機構沿著跟刀架I的圓周方向均勻分布，跟刀架I內(nèi)設置有徑向的用于安裝測控調(diào)節(jié)機構的安裝孔11，測控調(diào)節(jié)機構包括手輪螺栓3、頂緊螺栓4、自感知壓電執(zhí)行器5和推桿6，手輪螺栓3與安裝孔11的后端相螺接，手輪螺栓3外螺接有鎖緊螺母31，鎖緊螺母31壓接在跟刀架I的外表面上，手輪螺栓3內(nèi)設置有相連通的螺紋孔(圖中未標出)和內(nèi)孔(圖中未標出)，自感知壓電執(zhí)行器5安裝在內(nèi)孔(圖中未標出)中，頂緊螺栓4與螺紋孔(圖中未標出)相螺接且前端頂在自感知壓電執(zhí)行器5的后端面上，手輪螺栓3上設置有徑向的用于鎖緊頂緊螺栓4的鎖緊螺釘32，推桿6設置在安裝孔11中且位于手輪螺栓3的前端，自感知壓電執(zhí)行器5的前端面與推桿6的后端面相接觸，手輪螺栓3的前端面與推桿6的后端面之間設置有彈性墊圈7，推桿6上套設有直線軸承8，直線軸承8通過軸承擋圈81固定安裝在安裝孔11中，推桿6的前端伸出安裝孔11且設置有開槽(圖中未標出)，開槽(圖中未標出)內(nèi)設置有用于與被加工件200接觸的滾珠軸承9，固定螺栓10穿過開槽(圖中未標出)且與推桿6固定連接，滾珠軸承9套接在固定螺栓10上；
控制系統(tǒng)2包括時序控制器21、計算機處理系統(tǒng)22、傳感器電路控制部分和執(zhí)行器電路控制部分，自感知壓電執(zhí)行器5與時序控制器21電連接，傳感器電路控制部分包括依次串聯(lián)的電荷放大器23、低通濾波器24、第一保持電路25和A/D轉換器26，執(zhí)行器電路控制部分包括依次串聯(lián)的功率放大電路27、D/A轉換器28和第二保持電路29，A/D轉換器26和第二保持電路29分別與計算器處理系統(tǒng)22電連接，電荷放大器23和功率放大電路27分別與時序控制器21電連接。
上述實施例中，時序控制器21、電荷放大器23、低通濾波器24、第一保持電路25、A/D轉換器26、功率放大電路27、D/A轉換器28和第二保持電路29均采用現(xiàn)有常用的相應的電路結構。
權利要求
1.細長桿二維切削振動的測控裝置，其特征在于包括跟刀架、控制系統(tǒng)和至少兩個固定安裝在所述的跟刀架內(nèi)的測控調(diào)節(jié)機構，所述的測控調(diào)節(jié)機構沿著所述的跟刀架的圓周方向均勻分布，所述的測控調(diào)節(jié)機構與所述的控制系統(tǒng)電連接。
2.如權利要求1所述的細長桿二維切削振動的測控裝置，其特征在于所述的跟刀架內(nèi)設置有徑向的用于安裝所述的測控調(diào)節(jié)機構的安裝孔，所述的測控調(diào)節(jié)機構包括手輪螺栓、頂緊螺栓、自感知壓電執(zhí)行器和推桿，所述的手輪螺栓與所述的安裝孔的后端相螺接， 所述的手輪螺栓外螺接有鎖緊螺母，所述的鎖緊螺母壓接在所述的跟刀架的外表面上，所述的手輪螺栓內(nèi)設置有相連通的螺紋孔和內(nèi)孔，所述的自感知壓電執(zhí)行器安裝在所述的內(nèi)孔中，所述的頂緊螺栓與所述的螺紋孔相螺接且前端頂在所述的自感知壓電執(zhí)行器的后端面上，所述的手輪螺栓上設置有徑向的用于鎖緊所述的頂緊螺栓的鎖緊螺釘，所述的推桿設置在所述的安裝孔中且位于所述的手輪螺栓的前端，所述的自感知壓電執(zhí)行器的前端面與所述的推桿的后端面相接觸，所述的手輪螺栓的前端面與所述的推桿的后端面之間設置有彈性墊圈，所述的推桿上套設有直線軸承，所述的直線軸承通過軸承擋圈固定安裝在所述的安裝孔中，所述的推桿的前端伸出所述的安裝孔且設置有開槽，所述的開槽內(nèi)設置有用于與被加工件接觸的滾珠軸承，固定螺栓穿過所述的開槽且與所述的推桿固定連接，所述的滾珠軸承套接在所述的固定螺栓上。
3.如權利要求2所述的細長桿二維切削振動的測控裝置，其特征在于所述的控制系統(tǒng)包括時序控制器、計算機處理系統(tǒng)、傳感器電路控制部分和執(zhí)行器電路控制部分，所述的自感知壓電執(zhí)行器與所述的時序控制器電連接，所述的傳感器電路控制部分包括依次串聯(lián)的電荷放大器、低通濾波器、第一保持電路和A/D轉換器，所述的執(zhí)行器電路控制部分包括依次串聯(lián)的功率放大電路、D/A轉換器和第二保持電路，所述的A/D轉換器和所述的第二保持電路分別與所述的計算器處理系統(tǒng)電連接，所述的電荷放大器和所述的功率放大電路分別與所述的時序控制器電連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了細長桿二維切削振動的測控裝置，特點是包括跟刀架、控制系統(tǒng)和至少兩個固定安裝在跟刀架內(nèi)的測控調(diào)節(jié)機構，調(diào)節(jié)機構沿著跟刀架的圓周方向均勻分布，測控調(diào)節(jié)機構與控制系統(tǒng)電連接；優(yōu)點是將被加工件穿過跟刀架，使本裝置上的滾珠軸承與被加工件相接觸，減少了測控裝置與被加工件之間的摩擦力；而且通過本測控裝置可檢測和控制被加工件在切削加工時產(chǎn)生的振顫，其響應頻率高，精度高，可實現(xiàn)高速精密切削加工的振動檢測和控制，大大提高了細長桿件的加工質(zhì)量。
文檔編號B23B25/00GK103009192SQ20121057670
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權日2012年12月26日
發(fā)明者李國平, 徐志明, 劉建輝, 姚秋水, 賀勇 申請人:寧波大學