前擋板安裝面31，所述后擋板安裝面18上沿徑向加工四個徑向的矩形凹槽，四個矩形凹槽沿周向均布，每個矩形凹槽的底面上加工兩個螺紋通孔20，所述后擋板安裝面18上加工有安裝臺階孔17 ；
[0032]所述三軸力傳感器由XY軸模塊11和Z軸模塊12組成；
[0033]如附圖3所示，所述XY軸模塊11由五根矩形塊順序垂直相接形成的一體化結(jié)構(gòu)的三維零件，前四根矩形塊順序形成一個未封閉的口字形，第五根矩形塊垂直于第四根矩形塊的末端且位于口字形內(nèi)形成懸臂梁結(jié)構(gòu)，第五根矩形塊的末端位于口字型結(jié)構(gòu)的中心，所述第五根矩形塊的上表面加工有螺紋孔，該表面為受力平面32，螺紋孔用于連接前擋板14 ;所述第一根矩形塊的上表面加工有連接孔，下表面為受力連接平面33，所述第二根和第三根矩形塊上加工有雙橫梁結(jié)構(gòu)；所述第二根至第五根矩形塊的底面位于同一平面且高于第一根矩形塊的底面；
[0034]如附圖4所示，所述Z軸模塊12由兩個連接塊和連接梁組成，連接梁同時垂直于兩個連接塊，連接梁上加工有雙橫梁結(jié)構(gòu)，其中一個連接塊的上表面加工有安裝孔，另一個連接塊的表面上加工有連接螺紋孔；連接梁的上下表面所在的平面位于兩個連接塊上下表面所在的平面之內(nèi)，加工有安裝孔的連接塊的下表面為安裝平面34，加工有連接螺紋孔的連接塊的上表面為安裝連接平面35 ；
[0035]如附圖5所示，所述Z軸模塊12的一個連接塊與XY軸模塊11的第一根矩形塊固定連接，通過連接塊上的連接螺紋孔與第一根矩形塊上的連接孔固定，所述連接塊上的安裝連接平面35與XY軸模塊11第一根矩形塊的受力連接平面33貼合；所述XY軸模塊11的第二根至第五根矩形塊的底面與Z軸模塊12相對的表面之間存在間隙；所述第五根矩形塊上表面螺紋孔的中心軸線與Z軸模塊12中連接梁上的雙橫梁結(jié)構(gòu)的中心位于同一直線上；所述XY軸模塊11的第三根和第二根矩形塊分別形成X軸模塊和Y軸模塊，所述Z軸模塊12中連接梁形成Z軸模塊；電阻應變片布置于三軸力傳感器雙橫梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，將三軸力傳感器受力產(chǎn)生的形變轉(zhuǎn)換為電信號，實現(xiàn)X、Y、Z三個方向力的測量；
[0036]所述后擋板9為一個圓環(huán)形板狀零件，其兩側(cè)表面分別為后擋板安裝平面30和后擋板連接平面29 ;其表面上加工四個后擋板安裝孔15和一個無線模塊走線孔16，
[0037]其整體連接關系為:所述前擋板14通過安裝過孔22與所述安裝基體10的前擋板安裝面31固定連接，所述三軸力傳感器的XY軸模塊11上的受力平面32與所述轉(zhuǎn)接板13的傳感器受力安裝連接平面28貼合并通過傳感器受力安裝連接孔25固定連接，所述三軸力傳感器的Z軸模塊12通過Z軸模塊12上的另一個連接塊嵌入并固定連接在所述安裝基體10的矩形凹槽內(nèi)，所述后擋板9通過后擋板連接面29連接在安裝基體10的后擋板安裝面18上，所述連接塊的安裝平面34與后擋板9的后擋板連接面29貼合，所述Z軸模塊12的連接梁與后擋板連接面29之間存在間隙，所述四個三軸力傳感器相互獨立安裝；所述轉(zhuǎn)接板13通過四個三軸力傳感器同心固定連接在前擋板14的轉(zhuǎn)接板安裝孔24內(nèi)，所述轉(zhuǎn)接板13的外圓周面與轉(zhuǎn)接板安裝孔24之間留有環(huán)形間隙，通過環(huán)形間隙來實現(xiàn)三軸力傳感器的過載保護；上述組件整體構(gòu)成切削力無線測量裝置2 ;
[0038]如附圖6所示，切削力無線測量裝置2通過所述后擋板9的后擋板安裝平面30以及后擋板安裝孔15固定連接在車削主軸I上，所述卡盤4通過所述轉(zhuǎn)接板13上的卡盤定位凹槽26定位并固定連接在轉(zhuǎn)接板13上，所述無線模塊3固定連接在車削主軸I上，所述無線模塊3通過線纜穿過后擋板9的無線模塊走線孔16與三軸力傳感器內(nèi)部的電阻應變片連接，電阻應變片產(chǎn)生的電信號通過無線模塊傳送至信號接收設備。
[0039]當進行切削力測量時，銑削主軸8上的銑刀6通過移動滑臺7對夾持在卡盤4上的工件5進行銑削加工，工件5受力后通過卡盤4直接傳遞給轉(zhuǎn)接板13，由于轉(zhuǎn)接板13與三軸力傳感器直接連接，三軸力傳感器中的電阻應變片將受力變化的電信號通過線纜傳遞給無線模塊，無線模塊通過無線的方式將電信號輸出至信號接收設備，四個三軸力傳感器彼此獨立工作，分別輸出各自的受力變化情況，以供外部的測控系統(tǒng)進行分析計算。
[0040]綜上所述，以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型的保護范圍。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種機床切削力無線測量裝置，其特征在于，包括:包括轉(zhuǎn)接板(13)、前擋板(14)、安裝基體(10)、四個三軸力傳感器、后擋板(9)和無線模塊(3);外圍設備為車削主軸(I)和卡盤⑷； 所述四個三軸力傳感器沿周向固定在安裝基體(10)內(nèi)部，所述前擋板(14)和后擋板(9)分別將所述安裝基體(10)的兩端封閉，所述四個三軸力傳感器的一端與所述后擋板的表面貼合，另一端與所述轉(zhuǎn)接板(13)固定連接，所述四個三軸力傳感器使所述轉(zhuǎn)接板(13)浮動的位于所述前擋板(14)的中心孔內(nèi)，所述卡盤(4)與轉(zhuǎn)接板(13)固定連接；所述無線模塊(3)安裝在車削主軸(I)上，無線模塊(3)通過線纜與三軸力傳感器內(nèi)部的電阻應變片連接。
2.如權(quán)利要求1所述的機床切削力無線測量裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)接板(13)為一個圓形回轉(zhuǎn)零件，其表面上分別加工有卡盤安裝連接孔(27)和傳感器受力安裝連接孔(25)，所述轉(zhuǎn)接板(13)上的中心孔為卡盤定位凹槽(26)，所述轉(zhuǎn)接板(13) —側(cè)的表面為傳感器受力安裝連接平面(28); 所述前擋板(14)為一個圓環(huán)形板狀零件，其表面上加工有安裝過孔(22)，其中心孔為轉(zhuǎn)接板安裝孔(24);所述前擋板(14)的一側(cè)表面為前擋板安裝連接平面(23); 所述安裝基體(10)為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，其兩端的端面分別為后擋板安裝面(18)和前擋板安裝面(31)，所述后擋板安裝面(18)上沿徑向加工四個徑向的矩形凹槽，四個矩形凹槽沿周向均布，每個矩形凹槽的底面上加工兩個螺紋通孔(20)； 所述后擋板(9)為一個圓環(huán)形板狀零件，其兩個表面分別為后擋板安裝平面(30)和后擋板連接平面(29)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的機床切削力無線測量裝置，其特征在于，所述三軸力傳感器由XY軸模塊(11)和Z軸模塊(12)組成； 所述XY軸模塊(11)由五根矩形塊順序垂直相接形成的一體化結(jié)構(gòu)的三維零件，前四根矩形塊順序形成一個未封閉的口字形，第五根矩形塊垂直于第四根矩形塊的末端且位于口字形內(nèi)形成懸臂梁結(jié)構(gòu)，第五根矩形塊的末端位于口字型結(jié)構(gòu)的中心，所述第五根矩形塊的上表面加工有螺紋孔，該表面為受力平面(32)，螺紋孔用于連接前擋板(14);所述第一根矩形塊的上表面加工有連接孔，下表面為受力連接平面(33)，所述第二根和第三根矩形塊上加工有雙橫梁結(jié)構(gòu)；所述第二根至第五根矩形塊的底面位于同一平面且高于第一根矩形塊的底面； 所述Z軸模塊(12)由兩個連接塊和連接梁組成，連接梁同時垂直于兩個連接塊，連接梁上加工有雙橫梁結(jié)構(gòu)，其中一個連接塊的上表面加工有安裝孔，另一個連接塊的表面上加工有連接螺紋孔；連接梁的上下表面所在的平面位于兩個連接塊上下表面所在的平面之內(nèi)，加工有安裝孔的連接塊的下表面為安裝平面(34)，加工有連接螺紋孔的連接塊的上表面為安裝連接平面(35); 所述Z軸模塊(12)的一個連接塊與三軸力傳感器XY軸模塊(11)的第一根矩形塊固定連接，通過連接塊上的連接螺紋孔與第一根矩形塊上的連接孔固定，所述連接塊上的安裝連接平面(35)與三軸力傳感器XY軸模塊(11)第一根矩形塊的受力連接平面(33)貼合；所述XY軸模塊(11)的第二根至第五根矩形塊的底面與Z軸模塊(12)相對的表面之間存在間隙；所述第五根矩形塊上表面螺紋孔的中心軸線與Z軸模塊(12)中連接梁上的雙橫梁結(jié)構(gòu)的中心位于同一直線上；所述XY軸模塊(11)的第三根和第二根矩形塊分別形成X軸模塊和Y軸模塊，所述Z軸模塊(12)中連接梁形成Z軸模塊；電阻應變片布置于三軸力傳感器雙橫梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，將三軸力傳感器受力產(chǎn)生的形變轉(zhuǎn)換為電信號，實現(xiàn)X、Y、Z三個方向力的測量； 所述前擋板(14)通過安裝過孔(22)與所述安裝基體(10)的前擋板安裝面(31)固定連接，所述三軸力傳感器的XY軸模塊(11)上的受力平面(32)與所述轉(zhuǎn)接板(13)的傳感器受力安裝連接平面(28)貼合并通過傳感器受力安裝連接孔(25)固定連接，所述三軸力傳感器的Z軸模塊(12)通過Z軸模塊(12)上的另一個連接塊嵌入并固定連接在所述安裝基體(10)的矩形凹槽內(nèi)，所述后擋板(9)通過后擋板連接面(29)連接在安裝基體(10)的后擋板安裝面(18)上，所述連接塊的安裝平面(34)與后擋板(9)的后擋板連接面(29)貼合，所述Z軸模塊(12)的連接梁與后擋板連接面(29)之間存在間隙，所述四個三軸力傳感器相互獨立安裝；所述轉(zhuǎn)接板(13)通過四個三軸力傳感器同心固定連接在前擋板(14)的轉(zhuǎn)接板安裝孔(24)內(nèi)；上述組件整體構(gòu)成切削力無線測量裝置(2)。
4.如權(quán)利要求3所述的機床切削力無線測量裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)接板(13)的外圓周面與轉(zhuǎn)接板安裝孔(24)之間留有環(huán)形間隙。
【專利摘要】本實用新型公開了一種機床切削力無線測量裝置，屬于機械設計領域。裝置包括轉(zhuǎn)接板、前擋板、安裝基體、無線模塊、四個三軸力傳感器和后擋板；四個三軸力傳感器通過螺釘與安裝基體連接為一體，組成切削力無線測量裝置的主體結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)接板通過與裝卡工件的卡盤相連，實現(xiàn)切削力的輸入；前檔板與后擋板對整個裝置進行密封，并起到了過載保護的作用；整個裝置與車削主軸固定后由無線模塊實現(xiàn)機床切削力的無線測量。本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)同時對精密微細車銑復合加工過程中工件所受X、Y、Z三個方向切削力的實時高精度完整測量。
【IPC分類】B23Q17-09
【公開號】CN204603978
【申請?zhí)枴緾N201520282079
【發(fā)明人】張之敬, 秦廷海, 金鑫, 葉鑫, 肖木錚
【申請人】北京理工大學
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年5月4日