内螺纹磨削过程的磨削力测量方法技术

本发明专利技术公开了一种内螺纹磨削过程的磨削力测量方法，步骤包括安装待测工件、检测待测工件径向跳动量和磨削力测量，将待测工件固定在固定式测力计上，将固定式测力计安装在机床的头架卡盘上，并确保待测工件的轴线、固定式测力计的轴线以及头架卡盘的轴线在水平方向上重合，将固定式测力计与数据系统电连接；检测待测工件的径向跳动量，确保径向跳动量不大于0.002mm；固定式测力计测得头架带料空转时和内螺纹磨削时的原始数据，并将原始数据输送给数据系统，数据系统对原始数据进行处理，最终得到磨削力大小。本发明专利技术的内螺纹磨削过程的磨削力测量方法能够方便地对内螺纹磨削过程的磨削力进行测量，测量结果准确可靠，结构简单且装配方便。

【技术实现步骤摘要】
内螺纹磨削过程的磨削力测量方法
本专利技术涉及传感器与测量
，尤其是涉及一种内螺纹磨削过程的磨削力测量方法。
技术介绍
相关技术中，依据测量环境的不同，测力计分为固定式测力计和旋转式测力计两种不同类型。固定式测力计主要竖向安装在机床台面上，而旋转测力计可通过主轴适配器安装在主轴上，并可以围绕主轴旋转，但旋转测力计的价格昂贵。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种内螺纹磨削过程的磨削力测量方法，能够方便地对内螺纹磨削过程的磨削力进行测量，测量结果准确可靠，结构简单且装配方便。根据本专利技术实施例的内螺纹磨削过程的磨削力测量方法，包括如下步骤：安装待测工件：将待测工件固定在固定式测力计上，将所述固定式测力计安装在机床的头架卡盘上，并确保待测工件的轴线、所述固定式测力计的轴线以及所述头架卡盘的轴线在水平方向上重合，将所述固定式测力计与数据系统电连接；检测待测工件径向跳动量：检测待测工件的径向跳动量，确保径向跳动量不大于0.002mm；磨削力测量：所述固定式测力计测得头架带料空转时和内螺纹磨削时的原始数据，并将原始数据输送给所述数据系统，所述数据系统对原始数据进行处理，最终得到磨削力大小。根据本专利技术实施例的内螺纹磨削过程的磨削力测量方法，通过将待测工件固定在固定式测力计上，并将固定式测力计安装在机床的头架卡盘上，机床的头架卡盘可以带动固定式测力计以及待测工件低速旋转，待测工件作用在固定式测力计上的力的大小可以通过固定式测力计测量出来；将待测工件、固定式测力计以及头架卡盘在水平方向上布置，并通过检测待测工件的径向跳动量，确保径向跳动量不大于0.002mm，从而保证了待测工件的轴线、固定式测力计的轴线以及头架卡盘的轴线在水平方向上重合，由此，避免了由于重力因素影响测量结果，保证了测量得到的磨削力大小准确可靠；固定式测力计通过数据线将头架带料空转时和内螺纹磨削时的原始数据输送给数据系统，数据系统对原始数据进行处理，得到磨削力大小，结果准确可靠。综上，本专利技术实施例的内螺纹磨削过程的磨削力测量方法能够方便地对内螺纹磨削过程的磨削力进行测量，测量结果准确可靠，结构简单且装配方便。根据本专利技术的一个实施例，所述固定式测力计包括力传感器和夹持工装，将待测工件与所述力传感器的一端固定，所述力传感器的另一端与所述夹持工装的一端固定，所述夹持工装的另一端与所述头架卡盘固定；所述力传感器与所述数据系统电连接。根据本专利技术进一步的实施例，在所述磨削力测量步骤中，所述数据系统对原始数据进行处理，处理过程为：头架带料空转数据处理：所述数据系统接收所述力传感器测得的头架带料空转时的x轴方向力Fxk，从中截取磨削力稳定状态的数据F'xk并进行傅里叶变换，确定头架卡盘转速频率下的幅值为Fxk_1；磨削加工的数据处理：所述数据系统接收所述力传感器测得的待测工件内螺纹磨削加工时的x轴方向力Fxm、y轴方向力Fym、z轴方向力Fzm和z轴的力矩Mzm，从中截取磨削力稳定状态的数据F'xm、F'ym、F'zm、M'zm，并对截取后的数据F'xm和F'ym分别进行傅里叶变换，提取直流分量，并在时域中减去直流分量的干扰的数据F”xm和F”ym；依据如下公式计算：Ft＝M'zm/RFs＝F'zmG＝Fxk_1最终得到磨削力Fm：其中，R为待测工件内圆半径，x轴方向表示径向、y轴方向表示切向、z轴方向表示轴向，Fn、Ft、Fs分别是内螺纹磨削径向、切向和轴向磨削力。根据本专利技术进一步的实施例，所述力传感器为六维力传感器。根据本专利技术的一些实施例，所述磨削力测量的步骤中，具体测试流程如下：打开所述数据系统，选取通道，在设备名称一栏中记录待测工件转速信息，点击链接按钮，清零力传感器示数；设置头架带料空转实验的程序与采集软件记录的信息保持一致，开始采集头架带料空转时的原始数据并保存；在线修整砂轮并对刀；打开所述数据系统，选取通道，在设备名称一栏中记录砂轮转速、待测工件转速和进给量，点击链接按钮，清零力传感器示数；设置数控程序参数，开始走刀，并采集内螺纹磨削时的原始数据并保存；清零力传感器示数，为下次走刀做准备。根据本专利技术的一些实施例，在所述安装待测工件的步骤之前，还包括如下步骤：检查并记录恒温恒湿车间的温度和湿度，开机检测所述机床状态，启动并热机至稳定状态。根据本专利技术的一些实施例，在待测工件径向跳动检测的步骤之前，还包括如下步骤：测量待测工件的内圆半径。根据本专利技术的一些实施例，待测工件径向跳动检测的步骤中，所述径向跳动量包括内侧跳动量和外侧跳动量。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为本专利技术实施例的内螺纹磨削过程的磨削力测量方法的原理示意图。图2为本专利技术实施例的内螺纹磨削过程的磨削力测量方法中的固定式测力计和待测工件的装配示意图。图3为本专利技术实施例的内螺纹磨削过程的磨削力测量方法中采用的坐标变换示意图。附图标记：待测工件1固定式测力计2力传感器(六维力传感器)201夹持工装202头架卡盘3砂轮电机4砂轮5具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面结合图1至图3来描述根据本专利技术实施例的内螺纹磨削过程的磨削力测量方法。根据本专利技术实施例的内螺纹磨削过程的磨削力测量方法，包括如下步骤：安装待测工件1：将待测工件1固定在固定式测力计2上，将固定式测力计2安装在机床的头架卡盘3上，并确保待测工件1的轴线、固定式测力计2的轴线以及头架卡盘3的轴线在水平方向上重合，将固定式测力计2与数据系统电连接；检测待测工件1径向跳动量：检测待测工件1的径向跳动量，确保径向跳动量不大于0.002mm；磨削力测量：固定式测力计2测得头架带料空转时和内螺纹磨削时的原始数据，并将原始数据输送给数据系统，数据系统对原始数据进行处理，最终得到磨削力大小。具体而言，将待测工件1固定在固定式测力计2上，待测工件1作用在固定式测力计2上的力的大小可通过固定式测力计2测量出来；将固定式测力计2安装在机床的头架卡盘3上，可以通过机床的头架卡盘3带动固定式测力计2以及待测工件1低速旋转，待测工件1的轴线、固定式测力计2的轴线以及头架卡盘3的轴线在水平方向上重合，即待测工件1、固定式测力计2以及头架卡盘3在水平方向上布置，避免由于重力因素本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内螺纹磨削过程的磨削力测量方法，其特征在于，包括如下步骤：/n安装待测工件：将待测工件固定在固定式测力计上，将所述固定式测力计安装在机床的头架卡盘上，并确保待测工件的轴线、所述固定式测力计的轴线以及所述头架卡盘的轴线在水平方向上重合，将所述固定式测力计与数据系统电连接；/n检测待测工件径向跳动量：检测待测工件的径向跳动量，确保径向跳动量不大于0.002mm；/n磨削力测量：所述固定式测力计测得头架带料空转时和内螺纹磨削时的原始数据，并将原始数据输送给所述数据系统，所述数据系统对原始数据进行处理，最终得到磨削力大小。/n

【技术特征摘要】
1.一种内螺纹磨削过程的磨削力测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
安装待测工件：将待测工件固定在固定式测力计上，将所述固定式测力计安装在机床的头架卡盘上，并确保待测工件的轴线、所述固定式测力计的轴线以及所述头架卡盘的轴线在水平方向上重合，将所述固定式测力计与数据系统电连接；
检测待测工件径向跳动量：检测待测工件的径向跳动量，确保径向跳动量不大于0.002mm；
磨削力测量：所述固定式测力计测得头架带料空转时和内螺纹磨削时的原始数据，并将原始数据输送给所述数据系统，所述数据系统对原始数据进行处理，最终得到磨削力大小。


2.根据权利要求1所述的内螺纹磨削过程的磨削力测量方法，其特征在于，所述固定式测力计包括力传感器和夹持工装，将待测工件与所述力传感器的一端固定，所述力传感器的另一端与所述夹持工装的一端固定，所述夹持工装的另一端与所述头架卡盘固定；所述力传感器与所述数据系统电连接。


3.根据权利要求2所述的内螺纹磨削过程的磨削力测量方法，其特征在于，在所述磨削力测量步骤中，所述数据系统对原始数据进行处理，处理过程为：
头架带料空转数据处理：所述数据系统接收所述力传感器测得的头架带料空转时的x轴方向力Fxk，从中截取磨削力稳定状态的数据F′xk并进行傅里叶变换，确定头架卡盘转速频率下的幅值为Fxk_1；
磨削加工的数据处理：所述数据系统接收所述力传感器测得的待测工件内螺纹磨削加工时的x轴方向力Fxm、y轴方向力Fym、z轴方向力Fzm和z轴的力矩Mzm，从中截取磨削力稳定状态的数据F′xm、F′ym、F′zm、M′zm，并对截取后的数据F′xm和F′ym分别进行傅里叶变换，提取直流分量，并在时域中减去直流分量的干扰的数据F″xm和F″ym；
依据如下公式计算：
Ft＝M'zm/R

【专利技术属性】
技术研发人员：姜佳利，张春雷，张辉，伍梓聪，叶佩青，赵彤，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11