本实用新型专利技术涉及一种用于机床上测量刀具切削温度的自冷式集流顶尖。它主要是由顶尖、碳刷和顶尖支承套组成,其特点是顶尖与碳刷均置于支承套内,并以半球面与平面相切的形式接触,碳刷与顶尖的接触压力可调,并可通过接线杆使之分离,顶尖支承套的锥柄与机床主轴原架插入固定联接,测温时,接线杆、工件、刀具、顶尖构成回路,通过仪表即可测量。具有工作可靠、安装调试简单,通用性好等优点。(*该技术在1999年保护过期,可自由使用*)
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种用于机床上测量刀具切削温度的自冷式集流顶尖。切削温度是金属切削工作中非常重要的一项指标,它不仅直接影响刀具的磨损和耐用度,而且影响工件的加工精度和表面质量。目前,一般采用自然热电偶法测量切削温度,图4所给出的就是这种装置的示意图。它主要是由工件、刀具、绝缘材料、毫伏表(或电位差计)引线和铜顶尖、铜销,以及固定其的支架。这种装置使用时,工件和刀具均需与机床绝缘,工件与集流环之间常采用与工件同材料的金属杆,金属线,屏敞线,或该工件的切削作为引线来连接。这种集流装置基本型式有水银式、顶尖式、铜顶尖(或镀银顶尖)、碳刷式、弹簧滑环式、遥感式等。采用这种装置所测得温度值是根据切削过程中测到的电动势毫伏值,在事先求出的温度同毫伏值标定曲线上可查出相对的切削温度值。上述的这种结构有以下缺点1.工件装卸麻烦,很难自动化。因为一般先要在工件端面钻孔、攻丝,以便安装引线,这就不仅增加了大量的辅助工时,而且需要手工操作,无法在生产现场使用;2.工作的引线工作不可靠,易松、易断,尤其是在将断未断时会严重干扰信号,使自然热电偶工作不稳定,产生大量的噪声信号而往往不易发现;3.若集流装置采用水银式,则因水银有毒,易流失损耗,而且还会浮蚀引线和另件,影响正常工作。若采用其形式,则由于结构对安装偏心较敏感,摩擦力大,散热较差等等,易产生寄生热电势。由于已有装置中存在上述缺点,本技术的任务在于提供一种工作可靠,安装调整方便,通用性好,既可用于测量切削热电势、监测振动及刀具磨损,同时又可用于施加人工电流,抑制刀具磨损,延长刀具使用寿命的一种新型自冷式顶尖。本技术的上述任务是通过以下错施完成的即本装置主要是由顶尖、碳刷和顶尖支承套组成,其特征是顶尖(9)和碳刷(13)置于顶尖支承套(11)内,顶尖(9)通过止推球轴承(20)和相心球轴承(21)由压紧盖(10)固定在顶尖支承套(11)内,顶尖支承套(11)的锥柄与机床尾架套筒锥孔插入联接,顶尖(9)的后端装有风扇(12),端部为半球面,碳刷(13)与顶尖(9)同轴装配,其端面采用可与顶尖端部的半球面相切的平面,碳刷调整轴(16)可在顶尖支承套(11)尾部的孔内滑动,其上装有弹簧(17)和调整螺母(18)。本装置除上述主要特征外,还有另外两个特征其1是以上所说的顶尖支承套(11)的锥柄套体上开有L形通槽(11-1),其内装有沿顶尖轴向移动的接线杆(15)。其2是在顶尖(9)的轴承固定处和碳刷调整轴(16)上分别装有绝缘材料。以下结合附图详述本技术的设计方案本装置是安装在机床主轴尾部,通过顶尖、工件、刀具和联接导线构成通路,用毫伏表或电位差计测量刀具的切削温度。采用该装置主要解决了在已有装置中在工件一端装热电偶所带来的一系列敝病这一关键问题。本装置主要是由顶尖(9)、顶尖支承套(11)和碳刷(13)组成。顶尖(9)和碳刷(13)同轴装配并置于顶尖支承套(11)内,顶尖是通过轴承(20)、(21)和压紧盖固定在顶尖支承套(11)内,在轴承与顶尖之间装有绝缘材料(22),以便使顶尖(9)与顶尖支承套(11)绝缘。在顶尖(9)的左端装有自冷风扇(12),顶尖(9)的端部采用半球面,碳刷(13)是通过其左端的碳刷调整轴(16)安装在顶尖支承套的锥柄端的孔内,其可轴向滑动,在碳刷调整轴(16)与顶尖支承套(11)之间装有绝缘材料,目的在于使碳刷(13)与顶尖支承套(11)绝缘。碳刷(13)的左端采用平面,这样可使顶尖(9)的半球面与碳刷平面相切引流。采用这种结构,从理论上讲,该处的摩擦线速度几乎趋近于零,而且对安装偏心不敏感。所以接触面的磨损非常小,工作稳定,使用寿命大大增长。同时由于该接触面的附近的顶尖端部装有风扇(12),有利于消除寄生热电势,而且转速越高,自冷的效果越好。碳刷(13)与顶尖(9)的接触压力可通过调整螺母(18)调整碳刷调整轴(16)上的弹簧(17),从而获得良好的接触。为了解决在不测温的情况下,避免顶尖与碳刷接触带来不必要的磨损,在顶尖支承套锥柄套体上开有L形通槽(11-1),其内装有可沿顶尖轴向移动的接线杆(15)将碳刷(13)拨向右端,使其与顶尖分离,此时可做为一般顶尖使用。当需要测温时或施加人工电流时将接线杆(15)从L形通槽(11-1)中取出,在弹簧(17)作用下碳刷(13)与顶尖(9)的半圆球面接触。由于顶尖引流部分是与带锥柄支承套绝缘的,也就是与尾架绝缘。所以使用时如果刀具与刀架绝缘,而工件则可以不绝缘,测温结果不会受其影响。在刀具、工件均不绝缘时,测温系统的等效电路如图3所示。经测试,主轴箱主轴到刀架的电阻RS,通常相当大,而工件、刀具切削接触区电阻RT一般很小。根据电工学原理,在稳态切削时,毫伏表读数USC为Usc=-Ew1+RwRs]]>式中ET为实际切削热电势值,由于RS很大RT很小,所以RT/RS→0,USC≈ET即这时(工件刀具均不绝缘)毫伏表测定值近似于实际切削热电势值,而略小一些,在短时间测量,要求不很严,或只要比较相对变化时可供参考。在动态测量时,工件、刀具均不绝缘对切削电势的频率特性,尤其是频率成分没有影响,已被试验证实。本技术所提供的上述方案与已有装置比较具有以下优点1.信号噪声小,理论上电刷触点处线速度为零,实际上由于有自动风冷,寄生热电势可以降到很小。2.可靠性高,消除了原有各种装置,存在的对安装偏心敏感,引线易折断,或水银易漏损流失等影响工作的问题。3.实用性强、工件不需预先钻孔,攻丝及安装引线,便于自动装卸工件和生产现场使用,克服了原有装置这方面的不足。4.通用性好,既可用于测温或施加人工电流抑制刀具磨损,又可用于普通切削作为一般顶尖使用。5.结构简单,使用操作方便,可节省大量的准备、安装、调整与维修的时间。6.也可用于滚、铣等其它机床。7.制造容易、价格便宜。 附图说明图1自冷式集流顶尖测温装置示意图。图2自冷式集流顶尖结构图。图3刀具、工件均不绝缘时,自冷式集流顶尖测温系统的等效电路图。图4现有自然热电偶法测温装置示意图。图中 工件(1)、刀具(2)、绝缘材料(3)、毫伏表(4)、引线(5)、铜顶尖(6)、铜销(7)、机床主轴尾部(8)、顶尖(9)、压紧盖(10)、顶尖支承套(11)、风扇(12)、碳刷(13)、紧固螺钉(14)、接线杆(15)、碳刷调整轴(16)、弹簧(17)、调整螺母(18)、压紧螺母(19)、止推球轴承(20)、向心球轴承(21)、绝缘材料(22)。本技术所提供的上述方案可通过图2所给出的其中一例进行实施。权利要求1.一种用于机床上测量刀具切削温度的自冷式集流顶尖,它主要是由顶尖、碳刷和顶尖支承套组成,其特征是顶尖(9)和碳刷(13)置于顶尖支承套(11)内,顶尖(9)通过止推球轴承(20)和向心球轴承(21)由压紧盖(10)固定在顶尖支承套(11)内,顶尖支承套(11)的锥柄与机床尾架套筒锥孔插入联接,顶尖(9)的后端装有风扇(12),端部为半球面,碳刷(13)与顶尖(9)同轴装配,其端面采用可与顶尖端部的半球面相切的平面,碳刷调整轴(16)可在顶尖支承套(11)尾部的孔内滑动,其上装有弹簧(17)和调整螺母(18)。2.根据权利要求1所述的一本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于机床上测量刀具切削温度的自冷式集流顶尖,它主要是由顶尖、碳刷和顶尖支承套组成,其特征是顶尖(9)和碳刷(13)置于顶尖支承套(11)内,顶尖(9)通过止推球轴承(20)和向心球轴承(21)由压紧盖(10)固定在顶尖支承套(11)内,顶尖支承套(11)的锥柄与机床尾架套筒锥孔插入联接,顶尖(9)的后端装有风扇(12),端部为半球面,碳刷(13)与顶尖(9)同轴装配,其端面采用可与顶尖端部的半球面相切的平面,碳刷调整轴(16)可在顶尖支承套(11)尾部的孔内滑动,其上装有弹簧(17)和调整螺母(18)。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员:张振烈,高印寒,
申请(专利权)人:吉林工业大学,
类型:实用新型
国别省市:22[中国|吉林]
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