剪切侧向力实时测量装置及测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种剪切侧向力实时测量装置，包括对应设置的下剪切刀组件和上剪切刀组件；下剪切刀组件包括下剪切刀和用于将待剪切工件压紧固定在下剪切刀上的压紧座；上剪切刀组件包括上剪切刀和用于驱动上剪切刀移动剪切待剪切工件的轨道运动副；轨道运动副包括支撑轨道和滑动配合安装在支撑轨道内的剪切刀座；支撑轨道包括分别位于剪切刀座的前后两侧面的前支撑滑板和后支撑滑板，剪切刀座内沿着轴向方向间隔设有至少两组力测量机构，力测量机构用于测量剪切刀座与前支撑滑板或后支撑滑板之间的作用力；剪切刀座的前侧面的下部设有刀具安装工位，上剪切刀安装在刀具安装工位内。本发明专利技术还公开了一种剪切侧向力实时测量方法。

【技术实现步骤摘要】
剪切侧向力实时测量装置及测量方法
本专利技术属于用于测量切削压力状态的
，具体的为一种剪切侧向力实时测量装置及测量方法。
技术介绍
因为棒料等工件在被剪切加工时会产生塑性变形，导致剪切时受力面与剪切力方向不完全垂直，从而产生侧向力。该侧向力的存在可能导致：1)刀具磨损加剧；2)轨道运动副产生变形及磨损，导致刀具和轨道运动副的使用寿命降低。通过测得剪切时的等效侧向力的大小和作用点，有助于计算刀具及轨道运动副的使用寿命，并为剪切设备中如何优化局部结构以提高刀具和轨道运动副的使用寿命提供数据支持。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种剪切侧向力实时测量装置及测量方法，能够测量剪切加工时的侧向力大小和作用点，从而为剪切设备的局部结构优化提供数据支持。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术首先提出了一种剪切侧向力实时测量装置，包括对应设置的下剪切刀组件和上剪切刀组件；所述下剪切刀组件包括下剪切刀和用于将待剪切工件压紧固定在所述下剪切刀上的压紧座；所述上剪切刀组件包括上剪切刀和用于驱动所述上剪切刀移动剪切待剪切工件的轨道运动副；所述轨道运动副包括支撑轨道和滑动配合安装在所述支撑轨道内的剪切刀座；所述支撑轨道包括分别位于所述剪切刀座的前后两侧面的前支撑滑板和后支撑滑板，所述剪切刀座内沿着轴向方向间隔设有至少两组力测量机构，所述力测量机构用于测量所述剪切刀座与所述前支撑滑板或后支撑滑板之间的作用力；所述剪切刀座的前侧面的下部设有刀具安装工位，所述上剪切刀安装在所述刀具安装工位内。进一步，所述力测量机构包括安装在所述剪切刀座内的拉压力传感器，所述拉压力传感器的前后两侧分别设有用于与前支撑滑板和后支撑滑板滚动配合的滚动组件，所述滚动组件将其受到的力传递至所述拉压力传感器。进一步，所述滚动组件包括安装支座，所述安装支座内设有安装槽，所述安装槽的两侧壁之间设有滚轮轴，所述滚轮轴上设有与其转动配合的滚轮，所述安装支座固定安装在所述剪切刀座内。进一步，所述安装支座内设有用于定位所述滚轮轴的定位螺钉。进一步，所述滚轮与所述滚轮轴之间设有轴承；所述滚轮轴包括大径段和小径段，所述大径段和小径段之间形成用于与所述轴承内圈的一端配合的轴肩，所述小径段上套装设有与所述轴承内圈的另一端配合的轴套，所述滚轮的一端设有径向向内延伸并与所述轴承外圈的一端配合的挡环、另一端设有与所述轴承外圈的另一端配合的轴承盖。进一步，所述挡环套装在所述大径段上并与所述大径段之间设有第一密封圈；所述轴承盖套装在所述小径段上并与所述小径段之间设有第二密封圈。进一步，所述剪切刀座内与每一个力测量机构分别对应设有前安装槽和后安装槽，所述前安装槽的槽口设置在所述剪切刀座的前侧面上，所述后安装槽的槽口设置在所述剪切刀座的后侧面上，对应设置的所述前安装槽和后安装槽之间设有连接通孔。进一步，所述拉压力传感器安装在所述前安装槽的槽底，属于同一个所述力测量机构的两个所述滚动组件中，其中一个为前滚动组件并安装在所述前安装槽内、另一个为后滚动组件并安装在所述后安装槽内，所述前滚动组件的所述安装支座与所述拉压力传感器接触配合，所述后滚动组件的所述安装支座上设有延伸穿过所述连接通孔的连接杆并与所述拉压力传感器固定连接。进一步，所述拉压力传感器上设有螺孔，所述连接杆上设有与所述螺孔配合的外螺纹。本专利技术还提出了一种采用如上所述剪切侧向力实时测量装置的剪切侧向力实时测量方法，设所述上剪切刀受到的位于轴向方向的轴向等效力位于其刀刃上，设利用所述剪切侧向力实时测量装置对待剪切工件进行剪切的整个过程满足静力学平衡，可得：FN-Fy＝0其中，FN为剪切刀座受到的轴向方向的剪切驱动力，且力矩平衡的支点为剪切驱动力FN作用在所述剪切刀座上的作用点；Fy表示上剪切刀受到的位于轴向方向的轴向等效力；Fi表示第i个力测量机构测量得到的力，且当Fi的方向为从前向后时为正，反之为负；ai表示Fi相对于力矩平衡支点的力臂；n表示力测量机构的数量，且n≥2；Fx表示上剪切刀受到的位于侧向方向上的侧向等效力；b1表示Fx相对于力矩平衡支点的力臂，b2表示Fy相对于力矩平衡支点的力臂；从而得到侧向力比例系数：其中，k表示侧向力比例系数。本专利技术的有益效果在于：本专利技术的剪切侧向力实时测量装置，通过在剪切刀座的前后两侧分别设置前支撑滑板和后支撑滑板，用于对剪切刀座起到导向作用；通过在剪切刀座内沿着轴向方向间隔设置力测量机构，在对待剪切工件进行剪切作业过程中，若上剪切刀未受到侧向力作用，则力测量机构测量得到的力的大小为零；若上剪切刀受到侧向力作用使，此时的力测量机构测量得到剪切刀座与前支撑滑板或后支撑滑板之间具有作用力，利用力学分析从而可以计算得到上剪切刀受到的侧向力大小和作用点，从而为剪切设备的局部结构优化提供数据支持。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：图1为本专利技术剪切侧向力实时测量装置实施例的结构示意图；图2为本实施例剪切侧向力实时测量装置的立体图；图3为上剪切刀组件的结构示意图；图4为图3的A-A剖视图；图5为滚动组件的结构示意图；图6为上剪切刀组件的受力分析图。附图标记说明：1-待剪切工件；2-下剪切刀；3-压紧座；4-上剪切刀；5-支撑轨道；5a-前支撑滑板；5b-后支撑滑板；6-剪切刀座；7-拉压力传感器；8-安装支座；9-安装槽；10-滚轮轴；10a-大径段；10b-小径段；11-滚轮；11a-挡环；12-定位螺钉；13-轴承；14-轴承盖；15-第一密封圈；16-第二密封圈；17-前安装槽；18-后安装槽；19-连接通孔；20-连接杆；21-力测量机构；22-轴套；23-连接耳；24-连接螺钉。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。如图1所示，为本专利技术剪切侧向力实时测量装置实施例的结构示意图。本实施例的剪切侧向力实时测量装置，包括对应设置的下剪切刀组件和上剪切刀组件。本实施例的下剪切刀组件包括下剪切刀2和用于将待剪切工件1压紧固定在下剪切刀2上的压紧座3。具体的，本实施例的待剪切工件1为棒料，下剪切刀2与压紧座3之间设有与棒料配合的弧形凹槽。本实施例的上剪切刀组件包括上剪切刀4和用于驱动上剪切刀4移动剪切待剪切工件1的轨道运动副；轨道运动副包括支撑轨道5和滑动配合安装在支撑轨道5内的剪切刀座6。本实施例的支撑轨道5包括分别位于剪切刀座6的前后两侧面的前支撑滑板5a和后支撑滑板5b，剪切刀座6内沿着轴向方向间隔设有至少两组力测量机构21，力测量机构用于测量剪切刀座6与前支撑滑板5a或后支撑滑板5b之间的作用力。本实施例的剪切刀座6内沿着轴向方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种剪切侧向力实时测量装置，其特征在于：包括对应设置的下剪切刀组件和上剪切刀组件；/n所述下剪切刀组件包括下剪切刀(2)和用于将待剪切工件(1)压紧固定在所述下剪切刀(2)上的压紧座(3)；/n所述上剪切刀组件包括上剪切刀(4)和用于驱动所述上剪切刀(4)移动剪切待剪切工件(1)的轨道运动副；所述轨道运动副包括支撑轨道(5)和滑动配合安装在所述支撑轨道(5)内的剪切刀座(6)；/n所述支撑轨道(5)包括分别位于所述剪切刀座(6)的前后两侧面的前支撑滑板(5a)和后支撑滑板(5b)，所述剪切刀座(6)内沿着轴向方向间隔设有至少两组力测量机构，所述力测量机构用于测量所述剪切刀座(6)与所述前支撑滑板(5a)或后支撑滑板(5b)之间的作用力；/n所述剪切刀座(6)的前侧面的下部设有刀具安装工位，所述上剪切刀(4)安装在所述刀具安装工位内。/n

【技术特征摘要】
1.一种剪切侧向力实时测量装置，其特征在于：包括对应设置的下剪切刀组件和上剪切刀组件；
所述下剪切刀组件包括下剪切刀(2)和用于将待剪切工件(1)压紧固定在所述下剪切刀(2)上的压紧座(3)；
所述上剪切刀组件包括上剪切刀(4)和用于驱动所述上剪切刀(4)移动剪切待剪切工件(1)的轨道运动副；所述轨道运动副包括支撑轨道(5)和滑动配合安装在所述支撑轨道(5)内的剪切刀座(6)；
所述支撑轨道(5)包括分别位于所述剪切刀座(6)的前后两侧面的前支撑滑板(5a)和后支撑滑板(5b)，所述剪切刀座(6)内沿着轴向方向间隔设有至少两组力测量机构，所述力测量机构用于测量所述剪切刀座(6)与所述前支撑滑板(5a)或后支撑滑板(5b)之间的作用力；
所述剪切刀座(6)的前侧面的下部设有刀具安装工位，所述上剪切刀(4)安装在所述刀具安装工位内。


2.根据权利要求1所述的剪切侧向力实时测量装置，其特征在于：所述力测量机构包括安装在所述剪切刀座(6)内的拉压力传感器(7)，所述拉压力传感器(7)的前后两侧分别设有用于与前支撑滑板(5a)和后支撑滑板(5b)滚动配合的滚动组件，所述滚动组件将其受到的力传递至所述拉压力传感器(7)。


3.根据权利要求2所述的剪切侧向力实时测量装置，其特征在于：所述滚动组件包括安装支座(8)，所述安装支座(8)内设有安装槽(9)，所述安装槽(9)的两侧壁之间设有滚轮轴(10)，所述滚轮轴(10)上设有与其转动配合的滚轮(11)，所述安装支座(8)固定安装在所述剪切刀座(6)内。


4.根据权利要求3所述的剪切侧向力实时测量装置，其特征在于：所述安装支座(8)内设有用于定位所述滚轮轴(10)的定位螺钉(12)。


5.根据权利要求3所述的剪切侧向力实时测量装置，其特征在于：所述滚轮(11)与所述滚轮轴(10)之间设有轴承(13)；所述滚轮轴(10)包括大径段(10a)和小径段(10b)，所述大径段(10a)和小径段(10b)之间形成用于与所述轴承(13)内圈的一端配合的轴肩，所述小径段(10b)上套装设有与所述轴承(13)内圈的另一端配合的轴套(22)，所述滚轮(11)的一端设有径向向内延伸并与所述轴承(13)外圈的一端配合的挡环(11a)、另一端设有与所述轴承(13)外圈的另一端配合的轴承盖(14)。


6.根据权利要求5所述的剪切侧向力实时测量装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：周杰，刘捷舟，王时龙，任亨斌，杨波，易力力，康玲，董建鹏，陈航，陈运，蒲镜羽，向柔潼，张璐，王朝阳，谭傲霜，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50