用于切削加工的卧式单向扭矩调整装置

摘要

本发明涉及一种用于切削加工的卧式单向扭矩调整装置，包括三爪卡盘、扭矩传感器、扭矩传感器支架、导轨支架等，特征是：扭矩传感器支架水平臂的下端面固定安装在运动滑台水平臂的上端面上，扭矩传感器的一侧法兰面固定嵌装在扭矩传感器支架垂直臂的内侧面上，三爪卡盘水平固定安装在扭矩传感器的另一侧法兰面上；直线位移传感器固定安装在底座的侧壁上，与直线位移传感器对应，测距板固定安装在运动滑台水平臂的下端面上。采用本发明，能够测量并控制机械加工过程中扭矩的大小，通过对加工参数的微调整，使扭矩稳定在一定的范围内，对于提高工件加工质量的稳定性具有重要意义。

权利要求

1.一种用于切削加工的卧式单向扭矩调整装置，包括三爪卡盘(1)和Z轴移动组件，Z轴移动组件包括2个导轨(2)、2个滑块(3)、运动滑台(4)和直线驱动装置(5)；其中：运动滑台(4)的垂直臂与导轨支架(6)的垂直臂相向且平行，导轨支架(6)底部的水平臂固定安装在底座(7)上，导轨支架(6)靠近运动滑台(4)的内壁上固定安装有2个导轨(2)，运动滑台(4)朝向导轨支架(6)的垂直臂上固定安装有2个与导轨(2)配合的滑块(3)；运动滑台(4)水平臂的下端面与直线驱动装置(5)的运动部分固定连接，直线驱动装置(5)的非运动部分固定安装在支架(8)的垂直臂上，支架(8)的水平臂固定安装在底座(7)的上端面上；其特征在于：

增设了扭矩传感器(9)、扭矩传感器支架(10)、测距板(11)和直线位移传感器(12)，其中：扭矩传感器支架(10)水平臂的下端面固定安装在运动滑台(4)水平臂的上端面上，扭矩传感器(9)的一侧法兰面固定嵌装在扭矩传感器支架(10)垂直臂的内侧面上，三爪卡盘(1)水平固定安装在扭矩传感器(9)的另一侧法兰面上；直线位移传感器(12)固定安装在底座(7)的侧壁上，与直线位移传感器(12)对应，测距板(11)固定安装在运动滑台(4)水平臂的下端面上。

2.根据权利要求1所述的用于切削加工的卧式单向扭矩调整装置，其特征在于：直线驱动装置(5)采用往复直线运动气压缸。

3.根据权利要求1所述的用于切削加工的卧式单向扭矩调整装置，其特征在于：直线驱动装置(5)采用电动伺服驱动装置。

说明书

用于切削加工的卧式单向扭矩调整装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于切削加工的卧式单向扭矩调整装置，属于机械加工装备领域。

背景技术

[0002] 曲面薄壁类零件的切削加工中，由切削力产生的切削扭矩对于工件的加工质量具有直接的影响，过大的切削扭矩会导致薄壁类零件的变形，然而在传统的加工过程中扭矩
是不可控的，总是基于加工完成工件的测量来调整加工参数，进而调整加工扭矩，耗时长、
成本高且稳定性差。因此，能够精确测量薄壁类零件切削加工过程中的加工扭矩，并通过改
变切削参数将切削扭矩控制在一个稳定的值，是提高曲面薄壁类零件加工质量的重要方
法。同时，自适应智能加工在超精密加工中的作用越来越明显，采用加工扭矩自动化测量与
调整的加工扭矩调整装置已成为自适应智能加工装备的发展趋势。目前，这种具有加工扭
矩调控能力的工作台还处于初级阶段，需要进一步的研发以满足市场的需求。研究开发适
用于曲面薄壁类零件、超精密类零件等加工的加工扭矩调整工作台，对于推动自适应智能
加工技术的发展具有重要意义。

发明内容

[0003] 本发明的内容在于提供一种能克服上述缺陷、智能化程度高的用于切削加工的卧式单向扭矩调整装置。其技术方案为：

[0004] 一种用于切削加工的卧式单向扭矩调整装置，包括三爪卡盘和Z轴移动组件，Z轴移动组件包括2个导轨、2个滑块、运动滑台和直线驱动装置；其中：运动滑台的垂直臂与导
轨支架的垂直臂相向且平行，导轨支架底部的水平臂固定安装在底座上，导轨支架靠近运
动滑台的内壁上固定安装有2个导轨，运动滑台朝向导轨支架的垂直臂上固定安装有2个与
导轨配合的滑块；运动滑台水平臂的下端面与直线驱动装置的运动部分固定连接，直线驱
动装置的非运动部分固定安装在支架的垂直臂上，支架的水平臂固定安装在底座的上端面
上；其特征在于：

[0005] 增设了扭矩传感器、扭矩传感器支架、测距板和直线位移传感器，其中：扭矩传感器支架水平臂的下端面固定安装在运动滑台水平臂的上端面上，扭矩传感器的一侧法兰面
固定嵌装在扭矩传感器支架垂直臂的内侧面上，三爪卡盘水平固定安装在扭矩传感器的另
一侧法兰面上；直线位移传感器固定安装在底座的侧壁上，与直线位移传感器对应，测距板
固定安装在运动滑台水平臂的下端面上。

[0006] 所述的用于切削加工的卧式单向扭矩调整装置，其特征在于：直线驱动装置采用往复直线运动气压缸。

[0007] 所述的用于切削加工的卧式单向扭矩调整装置，其特征在于：直线驱动装置采用电动伺服驱动装置。

[0008] 其工作原理为：该装置作为机床附件，当对工件进行加工时，将工件固定安装在该装置的三爪卡盘上，该装置的底座固定安装在机床工作台上。在切削加工过程中，工件受到
的扭矩通过三爪卡盘传递给扭矩传感器，即可测得加工过程中的扭矩。同时，将测得的扭矩
与该装置的外置控制系统中设定的扭矩进行对比，如果测得的扭矩小于系统设定的扭矩，
为了提高加工效率，可以通过运动滑台驱动装置的运动增大切削参数来增大扭矩，如果测
得的扭矩大于系统设定的扭矩，为了确保加工质量，可以通过运动滑台驱动装置的运动减
小切削参数来减小扭矩，确保扭矩为一个定值。

[0009] 本发明与现有技术相比，其优点是：由于机械加工过程中的扭矩是不可控的，切削扭矩的波动会引起机床的振动，降低工件表面加工质量，并且加剧了刀具的额磨损，所以本
发明提出了一种用于切削加工的卧式单向扭矩调整装置，能够通过扭矩传感器对机械加工
过程中的扭矩进行在机精确测量，并通过运动滑台驱动装置的运动适当微调切削参数来调
整加工扭矩，控制加工扭矩，提高加工精度，其智能化程度高，符合自适应智能加工的发展
趋势与市场需求。

附图说明

[0010] 图1是本发明实施例的三维结构示意图。

[0011] 图中：1、三爪卡盘 2、导轨 3、滑块 4、运动滑台 5、直线驱动装置 6、导轨支架 7、底座 8、支架 9、扭矩传感器 10、扭矩传感器支架 11、测距板 12、直线位移传感器

具体实施方式

[0012] 在图1所示的实施例中：包括三爪卡盘1和Z轴移动组件，Z轴移动组件包括2个导轨2、2个滑块3、运动滑台4和直线驱动装置5；其中：运动滑台4的垂直臂与导轨支架6的垂直臂
相向且平行，导轨支架6底部的水平臂固定安装在底座7上，导轨支架6靠近运动滑台4的内
壁上固定安装有2个导轨2，运动滑台4朝向导轨支架6的垂直臂上固定安装有2个与导轨2配
合的滑块3；运动滑台4水平臂的下端面与直线驱动装置5的运动部分固定连接，直线驱动装
置5的非运动部分固定安装在支架8的垂直臂上，支架8的水平臂固定安装在底座7的上端面
上。增设了扭矩传感器9、扭矩传感器支架10、测距板11和直线位移传感器12，其中：扭矩传
感器支架10水平臂的下端面固定安装在运动滑台4水平臂的上端面上，扭矩传感器9的一侧
法兰面固定嵌装在扭矩传感器支架10垂直臂的内侧面上，三爪卡盘1水平固定安装在扭矩
传感器9的另一侧法兰面上；直线位移传感器12固定安装在底座7的侧壁上，与直线位移传
感器12对应，测距板11固定安装在运动滑台4水平臂的下端面上。