球頭銑刀精密銑削拼接淬硬鋼斜面的切削力測(cè)試裝置制造方法
【專利摘要】一種球頭銑刀精密銑削多硬度拼接淬硬鋼斜面的切削力測(cè)試裝置，包括高速數(shù)控銑削加工中心，左邊試件、中間試件和右邊試件的硬度不同，各個(gè)試件固定在連接板上，連接板安裝在固定塊上，固定塊安裝在底座上，底座的上表面與水平方向成設(shè)定的傾斜角度，底座與工件臺(tái)固定，應(yīng)變傳感器分別安裝在固定塊上與銑刀進(jìn)給方向相同的一側(cè)和與銑刀進(jìn)給方向垂直方向的一側(cè)，兩個(gè)應(yīng)變傳感器均通過數(shù)據(jù)采集卡與測(cè)試中心連接。本發(fā)明能在一次銑削過程中記錄并分析球頭精密銑削不同硬度材料傾斜斜面時(shí)的進(jìn)給方向切削力和進(jìn)給方向垂直方向的切削力狀況，記錄分析從較低硬度材料向較高硬度材料過渡時(shí)和從較高硬度材料向較低硬度材料過渡時(shí)的切削力變化狀況。
【專利說明】 球頭銑刀精密銑削拼接淬硬鋼斜面的切削力測(cè)試裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及一種使用球頭銑刀精密銑削多硬度拼接淬硬鋼斜面的切削力測(cè)試裝置，特別是指一種能在一次銑削過程中記錄并分析銑削不同硬度材料時(shí)的進(jìn)給方向切削力和垂直于進(jìn)給方向的切削力狀況，特別是記錄分析從較低硬度材料向較高硬度材料過渡時(shí)和從較高硬度材料向較低硬度材料過渡時(shí)的切削力變化狀況的測(cè)試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)于機(jī)械制造與加工的精度與復(fù)雜度要求日益提高。大型汽車覆蓋件的模具型腔存在大量溝槽、轉(zhuǎn)角、凸起、凹陷等復(fù)雜結(jié)構(gòu)，制造與加工工藝要求不同，且在沖壓過程中易出現(xiàn)磨損嚴(yán)重、拉毛拉裂等問題而使模具無(wú)法使用。為了解決上述問題，滿足型腔不同部位受力不用的要求，往往通過拼接結(jié)構(gòu)形式制造出多硬度的模具型腔。
[0003]精密銑削加工是汽車覆蓋件模具型腔加工的重要方法，拼接模具型腔的精加工需要在同一臺(tái)CNC機(jī)床和利用同一把刀具完成，刀具使用壽命要求達(dá)到4-12小時(shí)以上。用球頭銑刀銑削淬硬鋼工件平面時(shí)，切削過程和刀具磨損受刀具軸線傾角的影響較大。當(dāng)?shù)毒咻S線垂直于加工表面時(shí)，刀尖點(diǎn)的銑削速度接近于零，且有效的容屑空間非常小，容易磨損及引起崩刃，影響工件加工質(zhì)量并使加工成本增加，因此非常有必要使刀具與加工表面形成一定的傾斜角度。
[0004]在銑削加工過程中，切削力不但影響著工件的表面成形質(zhì)量，也影響著刀具的使用壽命，因此有必要對(duì)球頭銑削多硬度拼接材料傾斜斜面的切削力進(jìn)行測(cè)試研究，以優(yōu)化銑削參數(shù)，減小銑削力，提高表面成形質(zhì)量以及刀具使用壽命。而現(xiàn)有的切削力測(cè)試裝置并不能滿足實(shí)驗(yàn)測(cè)試多硬度拼接材料球頭銑削切削力的要求，如中國(guó)專利CN1727115A公開了一種蜂窩類柔性材料銑削力測(cè)定方法及其裝置，該裝置具有相連接的銑削力測(cè)定平臺(tái)、數(shù)據(jù)采集卡，可以測(cè)定蜂窩類柔性材料在高速銑削過程中整體和局部所受到的銑削力大小，可以測(cè)定蜂窩類柔性材料在高速銑削過程中特定固持條件下，局部的最大變形量以及變形的區(qū)域分布，該裝置只能測(cè)試特定的柔性材料，不能測(cè)試高硬度淬硬鋼，不能滿足本測(cè)試實(shí)驗(yàn)測(cè)試球頭銑削多硬度拼接材料傾斜斜面切削力測(cè)試的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有的切削力測(cè)量裝置的只能測(cè)試單一材料切削力測(cè)試的不足，本發(fā)明提供一種能在一次銑削過程中記錄并分析球頭精密銑削不同硬度材料傾斜斜面時(shí)的進(jìn)給方向切削力和進(jìn)給方向垂直方向的切削力狀況，特別是記錄分析從較低硬度材料向較高硬度材料過渡時(shí)和從較高硬度材料向較低硬度材料過渡時(shí)的切削力變化狀況的多硬度拼接材料球頭銑削切削力測(cè)試裝置。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種球頭銑刀精密銑削多硬度拼接淬硬鋼斜面的切削力測(cè)試裝置，包括高速數(shù)控銑削加工中心，所述高速數(shù)控銑削加工中心包括機(jī)架、主軸和銑刀，所述主軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在機(jī)架上，所述銑刀安裝在主軸下端，待加工工件位于所述銑刀的下方，所述待加工工件包括左邊試件、中間試件和右邊試件，所述左邊試件、中間試件和右邊試件的硬度不同，所述的左邊試件、中間試件和右邊試件固定在連接板上，所述的連接板安裝在固定塊上，所述的固定塊安裝在底座上，所述的底座的上表面與水平方向成設(shè)定的傾斜角度，所述的底座與高速數(shù)控銑削加工中心的工件臺(tái)進(jìn)行固定，應(yīng)變傳感器分別安裝在所述的固定塊上與銑刀進(jìn)給方向相同的一側(cè)和與銑刀進(jìn)給方向垂直方向的一側(cè)；兩個(gè)應(yīng)變傳感器均與數(shù)據(jù)采集卡連接，所述數(shù)據(jù)采集卡與用以記錄高速銑削過程切削力的狀況的測(cè)試中心連接。
[0008]進(jìn)一步，所述左邊試件的硬度比所述右邊試件的硬度高，所述中間試件的硬度比所述左邊試件和右邊試件的硬度高。
[0009]更進(jìn)一步，所述的左邊試件、中間試件和右邊試件之間連接成一個(gè)整體，所述的連接板上有第一沉頭孔，所述的第一沉頭孔上安裝用以固定所述的連接板和所述的左邊試件、中間試件和右邊試件的內(nèi)六角圓柱頭螺釘，所述的連接板上有第二沉頭孔，所述的第二沉頭孔上安裝有的用以連接所述的連接板和所述的固定塊的內(nèi)六角頭螺釘。
[0010]本發(fā)明專利的有益效果主要表現(xiàn)在:能在一次銑削過程中記錄并分析銑削不同硬度材料傾斜斜面時(shí)的進(jìn)給方向切削力和進(jìn)給方向垂直方向的切削力狀況，特別是記錄分析從較低硬度材料向較高硬度材料過渡時(shí)和從較高硬度材料向較低硬度材料過渡時(shí)的切削力變化狀況，具有一定的可移植性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明裝置的示意圖。
[0012]圖2為本發(fā)明的傾斜工件裝夾裝置圖，其中，(a)為主視圖，(b)為待加工工件的俯視圖。
[0013]圖3為本發(fā)明的連接板的示意圖，其中，Ca)為俯視圖，(b)為剖視圖。
[0014]圖4為本發(fā)明的固定塊的示意圖，其中，Ca)為俯視圖，(b)為剖視圖。
[0015]圖5為本發(fā)明的底座的的示意圖，其中，Ca)為剖視圖，(b)為俯視圖。
[0016]圖6為本發(fā)明的應(yīng)變傳感器的安裝示意圖，其中，Ca)為主視圖，(b)為俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
[0018]參照?qǐng)D1?圖5，一種使用球頭銑刀精密銑削多硬度拼接淬硬鋼斜面的切削力測(cè)試裝置，結(jié)合數(shù)控加工中心和傾斜工件裝夾裝置進(jìn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。所述高速數(shù)控銑削加工中心包括機(jī)架1、主軸2和銑刀3，所述主軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在機(jī)架上，所述銑刀安裝在主軸下端，待加工工件位于所述銑刀的下方，所述待加工工件包括左邊試件10、中間試件11和右邊試件12,所述待加工工件包括左邊試件10、中間試件11和右邊試件12,所述左邊試件
10、中間試件11和右邊試件12的硬度不同，所述左邊試件10、中間試件11和右邊試件12固定在連接板16上，所述的連接板16安裝在固定塊17上，所述固定塊17安裝在底座18上，所述的底座18的上表面與水平方向成一定的傾斜角度，所述底座18固定在高速數(shù)控銑削加工中心的工件臺(tái)5上。應(yīng)變傳感器6與7分別安裝在所述的固定塊上與銑刀進(jìn)給方向相同的一側(cè)和與銑刀進(jìn)給方向垂直方向的一側(cè)；所述應(yīng)變傳感器6與數(shù)據(jù)采集卡8連接，所述數(shù)據(jù)采集卡8與用以記錄高速銑削過程切削力的狀況的測(cè)試中心9連接。
[0019]本實(shí)施例的球頭銑刀精密銑削多硬度拼接淬硬鋼斜面的切削力測(cè)試裝置，包括數(shù)控加工中心1、工件部分4、傳感器部分6與7、數(shù)據(jù)采集卡8和測(cè)試中心9，本實(shí)施例的筆記本電腦為移動(dòng)工作站DELLM90。
[0020]所述的工件部分4包括左邊試件10，中間試件11和右邊試件12，所述中間試件的硬度比所述左邊試件和右邊試件的硬度高，所述的左邊試件10，中間試件11和右邊試件12之間用所述的六角螺母13和所述的六角頭鉸制孔用螺栓14連接成一個(gè)整體，所述的左邊試件10，中間試件11和右邊試件12安裝在所述的連接板16上，所述的連接板16下面板有沉頭孔，所述的工件下底面有螺紋盲孔，所述的沉頭孔上安裝所述的內(nèi)六角圓柱頭螺釘15用以固定所述的連接板16和所述的左邊試件10，中間試件11和右邊試件12，所述的連接板16安裝在所述的固定塊17上，所述的連接板16上面板有第一沉頭孔，所述的固定塊上面板上有螺紋盲孔，所述的第一沉頭孔上安裝有所述的內(nèi)六角圓柱頭螺釘20用以連接所述的連接板16和所述的固定塊17，所述的固定塊17底座上有第二沉頭孔，所述的底座18上有螺紋盲孔，所述的第二沉頭孔上安裝有所述的內(nèi)六角頭螺釘19用以固定在所述的固定塊17和所述的底座18，所述的底座18與所述的機(jī)床工作臺(tái)5均設(shè)置有安裝槽，所述的底座18通過安裝槽上的六角頭螺栓22和六角頭螺母21與機(jī)床工作臺(tái)5固定。
[0021]所述的傳感器部分6為美國(guó)PCB公司的740B02型應(yīng)變傳感器；所述的傳感器6安裝在所述的固定塊17上與銑刀進(jìn)給方向相同的一側(cè)和與銑刀進(jìn)給方向垂直方向的一側(cè)；
[0022]所述的數(shù)據(jù)采集卡型號(hào)為L(zhǎng)MS SCADAI11數(shù)據(jù)采集卡；所述測(cè)試中心為筆記本電腦，所述筆記本電腦為移動(dòng)工作站，所述的移動(dòng)工作站上安裝有LMS test.1ab軟件。
[0023]本實(shí)施例的工作過程為:首先將待加工工件固定于連接板上，連接板通過螺釘與固定塊連接為一體，再將固定塊與底座進(jìn)行固定成為傾斜工件裝夾裝置，根據(jù)本發(fā)明裝置設(shè)計(jì)將本傾斜工件裝夾裝置用螺栓固定安裝在機(jī)床工件臺(tái)上。接下來，將所述的傳感器固定于固定塊上，所述的傳感器的信號(hào)線連接到數(shù)據(jù)采集卡，所述的數(shù)據(jù)采集卡連接到移動(dòng)工作站上。下一步，在本發(fā)明裝置上，安裝球頭銑刀，打開電源，接著根據(jù)工藝要求，設(shè)定切削參數(shù)，如切削速度、切削深度、進(jìn)給量等，在所述的移動(dòng)工作站上運(yùn)行LMS test.1ab軟件，調(diào)試設(shè)備，標(biāo)定所述的傳感器。最后，在所述的高速加工中心上輸入測(cè)試程序，運(yùn)行所述的高速加工中心，用所述的LMS Test.1ab軟件記錄分析數(shù)據(jù)。
[0024]本說明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護(hù)范圍的不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
【權(quán)利要求】
1.一種球頭銑刀精密銑削多硬度拼接淬硬鋼斜面的切削力測(cè)試裝置，包括高速數(shù)控銑削加工中心，所述高速數(shù)控銑削加工中心包括機(jī)架、主軸和銑刀，所述主軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在機(jī)架上，所述銑刀安裝在主軸下端，待加工工件位于所述銑刀的下方，其特征在于:所述待加工工件包括左邊試件、中間試件和右邊試件，所述左邊試件、中間試件和右邊試件的硬度不同，所述的左邊試件、中間試件和右邊試件固定在連接板上，所述的連接板安裝在固定塊上，所述的固定塊安裝在底座上，所述的底座的上表面與水平方向成設(shè)定的傾斜角度，所述的底座與高速數(shù)控銑削加工中心的工件臺(tái)進(jìn)行固定，應(yīng)變傳感器分別安裝在所述的固定塊上與銑刀進(jìn)給方向相同的一側(cè)和與銑刀進(jìn)給方向垂直方向的一側(cè)；兩個(gè)應(yīng)變傳感器均與數(shù)據(jù)采集卡連接，所述數(shù)據(jù)采集卡與用以記錄高速銑削過程切削力的狀況的測(cè)試中心連接。
2.如權(quán)利要求1所述的球頭銑刀精密銑削多硬度拼接淬硬鋼斜面切削力測(cè)試裝置，其特征在于:所述左邊試件的硬度比所述右邊試件的硬度高，所述中間試件的硬度比所述左邊試件和右邊試件的硬度高。
3.如權(quán)利要求1或2所述的球頭銑刀精密銑削多硬度拼接淬硬鋼斜面切削力測(cè)試裝置，其特征在于:所述的左邊試件、中間試件和右邊試件之間連接成一個(gè)整體，所述的連接板上有第一沉頭孔，所述的第一沉頭孔上安裝用以固定所述的連接板和所述的左邊試件、中間試件和右邊試件的內(nèi)六角圓柱頭螺釘，所述的連接板上有第二沉頭孔，所述的第二沉頭孔上安裝有的用以連接所述的連接板和所述的固定塊的內(nèi)六角頭螺釘。
【文檔編號(hào)】B23Q17/09GK103737429SQ201310491468
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月17日
【發(fā)明者】李剛, 樸鐘宇, 蔡?hào)|海, 王揚(yáng)渝, 周浩東 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)