一种面向高速切削的自适应材料内外摩擦装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及高速切削技术领域，公开一种面向高速切削的自适应材料内外摩擦装置，包括机架、设置在机架上的水平驱动传动机构和下摩擦副、与水平驱动传动机构滑动配合的竖直驱动传动机构、设置在竖直驱动传动机构上的测力测温采集机构和上摩擦副、以及主控板；所述水平驱动传动机构带动竖直驱动传动机构及上摩擦副在水平方向进行平移；所述竖直驱动传动机构带动上摩擦副在竖直方向进行平移，实现上摩擦副和下摩擦副进行摩擦运动；所述测力测温采集机构采集摩擦运动中上摩擦副的加载力和温度信息；所述主控板根据接收到的加载力信息调节摩擦位置。本发明专利技术能够可靠进行摩擦试验，并能够进行自适应调节摩擦点位置，整体结构简单、可靠也易于实现。靠也易于实现。靠也易于实现。

【技术实现步骤摘要】
一种面向高速切削的自适应材料内外摩擦装置


[0001]本专利技术涉及高速切削
，更具体的说，特别涉及一种面向高速切削的自适应材料内外摩擦装置。

技术介绍

[0002]近年来，伴随着机械制造行业的不断进步与发展，高速切削加工技术已经被广泛应用在电气工程、建筑工程、运输工程等行业中。高速切削技术提高了机械制造工作效率与工作质量，不仅符合可持续发展的要求，同时还具有绿色环保等优点。目前在工业发达的国家得到了广泛应用，已取得显著的经济和社会效益，并已成为航天、汽车、模具制造业、加工整体结构件、复杂零件和产品改型等方面的关键技术以及现代机加工技术发展的主流方向。
[0003]高速切削中存在多处摩擦，具体包括：第一变形区的材料粘结摩擦；第二变形区的刀
‑
屑摩擦，其由材料粘结摩擦和滑动摩擦组成；第三变形区的材料滑动摩擦。其中，刀
‑
屑摩擦是高速切削机理的重要组成部分，其摩擦系数会对切削过程产生很大的影响。在高速切削过程中，影响材料内外摩擦的因素有很多，作用规律复杂，因此实验直接使用切削法研究难以将其独立地解析，需要设计材料摩擦实验装置，采用单因素实验法进行模拟解析。目前大多数的材料摩擦实验装置是直接安装在高速机床上的搭载测试系统，不是专门的摩擦装置，摩擦过程的振动较为明显且过程数据难以动态观测，影响实验进程。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于针对现有技术存在的技术问题，提供一种面向高速切削的自适应材料内外摩擦装置，能够可靠进行摩擦试验，并能够进行自适应调节摩擦点位置，整体结构简单、可靠也易于实现。
[0005]为了解决以上提出的问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]本专利技术提供一种面向高速切削的自适应材料内外摩擦装置，包括机架、设置在所述机架上的水平驱动传动机构和下摩擦副、与所述水平驱动传动机构滑动配合的竖直驱动传动机构、设置在所述竖直驱动传动机构上的测力测温采集机构和上摩擦副、以及主控板；
[0007]所述水平驱动传动机构根据主控板的控制指令，带动竖直驱动传动机构及上摩擦副在水平方向进行平移；所述竖直驱动传动机构根据主控板的控制指令，带动上摩擦副在竖直方向进行平移，实现上摩擦副和下摩擦副两者进行摩擦运动；所述测力测温采集机构采集摩擦运动中上摩擦副的加载力和温度信息，并反馈给主控板；所述主控板根据接收到的加载力，控制竖直驱动传动机构运动，调节上摩擦副的加载力。
[0008]进一步的，所述水平驱动传动机构和竖直驱动传动机构分别包括与所述主控板连接的驱动电机、传动组件、导轨和联接支架，所述驱动电机连接传动组件，所述传动组件连接导轨，所述联接支架与所述导轨连接配合；所述水平驱动传动机构的驱动电机设置在所述机架上，所述竖直驱动传动机构的驱动电机通过模组连接件设置在所述水平驱动传动机
构的联接支架上；所述测力测温采集机构位于所述竖直驱动传动机构的联接支架上。
[0009]进一步的，所述测力测温采集机构包括三维力传感器和热电偶，所述三维力传感器设置在所述竖直驱动传动机构上，所述热电偶设置在所述上摩擦副上。
[0010]进一步的，所述上摩擦副包括联轴器、固定器、压紧弹簧和磨具；所述固定器通过所述联轴器与所述三维力传感器相连；所述固定器内腔设置压紧弹簧，端部设置与所述压紧弹簧连接的磨具；所述热电偶位于所述磨具上。
[0011]进一步的，所述固定器的内壁设置有钩形槽，所述钩形槽内安装所述磨具。
[0012]进一步的，所述固定器的内壁设置有限位槽，所述压紧弹簧的端部通过弹簧顶片进行压紧，所述弹簧顶片与所述限位槽滑动配合。
[0013]进一步的，所述下摩擦副包括压紧螺栓、磨盘、传动轴、轴承、传动模块和伺服电机，所述伺服电机固定在所述机架上；所述传动轴通过所述轴承固定在机架上，所述磨盘通过所述压紧螺栓固定在所述传动轴上，并与所述磨具的位置相对应；所述伺服电机通过传动模块连接所述传动轴。
[0014]进一步的，所述传动模块包括从动轮、主动轮和同步带，所述主动轮连接所述伺服电机的输出轴，所述从动轮安装在所述传动轴上，所述主动轮和从动轮之间设置同步带。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0016](1)本专利技术通过主控板控制水平驱动传动机构和竖直驱动传动机构，带动上摩擦副进行水平和竖直方向的平移，实现上摩擦副和下摩擦副两者进行摩擦运动，并在摩擦运动过程中，通过测力测温采集机构采集的加载力，对上摩擦副的位置进行自适应调整，从而调节摩擦位置并能减小摩擦振动，确保摩擦试验的准确性和重复性，整个装置的结构简单、工作可靠也易于实现。
[0017](2)本专利技术可以根据摩擦试验需求设定加载方式、磨具的水平进给量与磨盘转速，从而模拟不同的摩擦条件；通过竖直驱动传动机构采用的驱动电机，可以对上摩擦副进行固定加载、变速加载等操作；通过水平驱动传动机构的驱动电机，控制上摩擦副中磨具在下摩擦副中磨盘水平方向上的进给量，保证摩擦时磨具与磨盘接触点的光滑与平整度，确保同一摩擦条件下摩擦试验的重复性；通过控制下摩擦副的伺服电机，可以达到高速切削的速度标准并根据需求设定匀速、匀加速等变速运动，进而模拟不同的摩擦条件。
[0018](3)本专利技术可在摩擦试验时对摩擦磨损过程进行动态观测，获取实验过程中的三维加载力、摩擦温度等动态信息，即通过设置三维力传感器与热电偶，三维力传感器能够实时采集摩擦过程中磨具在x、y、z三个方向上的受力情况；热电偶能够实时采集距离磨具摩擦点一段距离的摩擦温度，进而得到摩擦点的温度。
[0019](4)本专利技术可以快速拆卸磨具与磨盘，操作简单快捷，即磨具通过固定器上的钩形槽进行安装与固定，便于磨具的快速拆卸与不同材料、不同摩擦接触形式的磨具的更换，也利于本专利技术装置内外磨擦试验的开展。
附图说明
[0020]图1为本专利技术自适应材料内外摩擦装置的结构示意图。
[0021]图2为本专利技术自适应材料内外摩擦装置的局部原理示意图。
[0022]图3为本专利技术中水平驱动传动机构的主视图。
[0023]图4为本专利技术中竖直驱动传动机构和测力测温采集机构的主视图。
[0024]图5为本专利技术中上摩擦副的爆炸图。
[0025]图6为本专利技术中固定器的主视图。
[0026]图7为本专利技术中下摩擦副的主视图。
[0027]附图标记说明如下：1
‑
水平驱动传动机构、2
‑
竖直驱动传动机构、3
‑
测力测温采集机构、4
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上摩擦副、5
‑
下摩擦副、6
‑
机架、11
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第一驱动电机、12
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第一传动组件、13
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第一导轨、14
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第一联接支架、21
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第二驱动电机、22
‑
第二传动组件、23
‑
第二导轨、24
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向高速切削的自适应材料内外摩擦装置，其特征在于：包括机架、设置在所述机架上的水平驱动传动机构和下摩擦副、与所述水平驱动传动机构滑动配合的竖直驱动传动机构、设置在所述竖直驱动传动机构上的测力测温采集机构和上摩擦副、以及主控板；所述水平驱动传动机构根据主控板的控制指令，带动竖直驱动传动机构及上摩擦副在水平方向进行平移；所述竖直驱动传动机构根据主控板的控制指令，带动上摩擦副在竖直方向进行平移，实现上摩擦副和下摩擦副两者进行摩擦运动；所述测力测温采集机构采集摩擦运动中上摩擦副的加载力和温度信息，并反馈给主控板；所述主控板根据接收到的加载力，控制竖直驱动传动机构运动，调节上摩擦副的加载力。2.根据权利要求1所述的面向高速切削的自适应材料内外摩擦装置，其特征在于：所述水平驱动传动机构和竖直驱动传动机构分别包括与所述主控板连接的驱动电机、传动组件、导轨和联接支架，所述驱动电机连接传动组件，所述传动组件连接导轨，所述联接支架与所述导轨连接配合；所述水平驱动传动机构的驱动电机设置在所述机架上，所述竖直驱动传动机构的驱动电机通过模组连接件设置在所述水平驱动传动机构的联接支架上；所述测力测温采集机构位于所述竖直驱动传动机构的联接支架上。3.根据权利要求1所述的面向高速切削的自适应材料内外摩擦装置，其特征在于：所述测力测温采集机构包括三维力传感器和热电偶，所述三维力传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐道春，刘芳，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：