一种用于旋转超声振动加工的摩擦力测量装置

    专利2026-08-09  5


    本发明涉及测量领域,具体涉及一种用于旋转超声振动加工的摩擦力测量装置。


    背景技术:

    1、超声振动加工是一种利用超声频振动的机械加工方法。在加工过程中,工具与加工材料之间会产生摩擦,这种摩擦力的大小直接影响加工质量、效率和工具磨损。因此,准确测量和控制加工过程中的摩擦力对于提高超声振动加工的性能至关重要。

    2、在现有技术中,超声振动加工摩擦力的测量通常通过间接方法进行,例如通过测量加工过程中的电流、电压或振动参数来推测摩擦力。然而,这些间接方法往往不能提供足够准确或可靠的摩擦力数据。为了克服这些限制,开发了直接测量超声振动加工中摩擦力的装置。

    3、此装置包括传感器、数据采集系统和分析软件。传感器直接安装在加工工具或工件上,用于实时监测摩擦力。数据采集系统负责收集传感器的数据,并将其传输至分析软件进行处理和分析。通过这种方式,可以更准确地监控和调整加工过程,从而提高加工效果和质量。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种用于旋转超声振动加工的摩擦力测量装置,通过超声线圈的开关与否实现分别测量普通旋转加工与旋转超声振动加工的摩擦力的功能,在工作时,电机带动丝杠转动,丝杠使滑块平稳下移与上升,这个过程中弹簧的压缩与拉伸对滑块产生缓冲作用,提高测量工作的安全性与稳定性,并通过调节x-y双向平移平台,可实现随意路径的摩擦力测量,使得该装置适用范围更广,模拟了实际旋转运动、承载工况,使测量结果更复合实际。

    2、一种用于旋转超声振动加工的摩擦力测量装置,包括试验支架、驱动电机、驱动电机支架、导杆滑块组件和x-y双向平移平台;

    3、所述试验支架包括底板和固定连接在底板上的横架,所述x-y双向平移平台安装在试验支架的底板上,所述导杆滑块组件固定连接在横架上,所述驱动电机支架固定连接在导杆滑块组件的上端,所述驱动电机固定连接在驱动电机支架上。

    4、优选的,所述导杆滑块组件包括上底板、下底板和背板,所述上底板和下底板分别固定连接在背板的上下端,所述背板固定连接在横架上,所述上底板与机支架固定连接。

    5、优选的,所述导杆滑块组件还包括主丝杠、弹簧、弹簧导杆、导杆和滑块,所述主丝杠与上底板和下底板转动连接,且主丝杠的上端还与驱动电机的输出轴连接,所述弹簧导杆和导杆的上下两端分别固定连接在上底板和下底板上,所述滑块滑动连接在导杆上,所述弹簧设在滑块的上下两侧,并套设在弹簧导杆上。

    6、优选的,所述滑块上固定连接有刀具驱动电机支架,所述刀具驱动电机支架上固定连接有刀具驱动电机。

    7、优选的,所述刀具驱动电机的输出轴上连接有超声刀柄,所述超声刀柄的前端设有超声线圈和刀具。

    8、优选的,所述x-y双向平移平台包括工件、夹具、力测量仪、导轨滑块、x轴丝杠、x轴电机、x轴支架和y轴支架、y轴丝杠和y轴电机,所述y轴电机固定安装在y轴支架上,所述y轴丝杠转动连接在y轴支架上并与y轴电机的输出轴连接,所述x轴支架滑动连接在y轴支架上并与y轴丝杠螺纹连接;

    9、所述x轴电机固定安装在x轴支架上,所述x轴丝杠转动连接在x轴支架上并与x轴电机的输出轴连接,所述导轨滑块滑动连接在x轴支架上并与x轴丝杠螺纹连接,所述力测量仪固定安装在导轨滑块上,所述夹具固定连接在力测量仪上,所述工件被夹持在夹具上。

    10、本发明的优点在于:通过超声线圈的开关与否实现分别测量普通旋转加工与旋转超声振动加工的摩擦力的功能,在工作时,电机带动丝杠转动,丝杠使滑块平稳下移与上升,这个过程中弹簧的压缩与拉伸对滑块产生缓冲作用,提高测量工作的安全性与稳定性,并通过调节x-y双向平移平台,可实现随意路径的摩擦力测量,使得该装置适用范围更广,模拟了实际旋转运动、承载工况,使测量结果更复合实际。



    技术特征:

    1.一种用于旋转超声振动加工的摩擦力测量装置,其特征在于,包括试验支架(100)、驱动电机(200)、驱动电机支架(300)、导杆滑块组件(400)和x-y双向平移平台(600);

    2.根据权利要求1所述的一种用于旋转超声振动加工的摩擦力测量装置,其特征在于:所述导杆滑块组件(400)包括上底板(420)、下底板(450)和背板(480),所述上底板(420)和下底板(450)分别固定连接在背板(480)的上下端,所述背板(480)固定连接在横架上,所述上底板(420)与机支架(300)固定连接。

    3.根据权利要求2所述的一种用于旋转超声振动加工的摩擦力测量装置,其特征在于:所述导杆滑块组件(400)还包括主丝杠(410)、弹簧(430)、弹簧导杆(440)、导杆(460)和滑块(470),所述主丝杠(410)与上底板(420)和下底板(450)转动连接,且主丝杠(410)的上端还与驱动电机(200)的输出轴连接,所述弹簧导杆(440)和导杆(460)的上下两端分别固定连接在上底板(420)和下底板(450)上,所述滑块(470)滑动连接在导杆(460)上,所述弹簧(430)设在滑块(470)的上下两侧,并套设在弹簧导杆(440)上。

    4.根据权利要求3所述的一种用于旋转超声振动加工的摩擦力测量装置,其特征在于:所述滑块(470)上固定连接有刀具驱动电机支架(310),所述刀具驱动电机支架(310)上固定连接有刀具驱动电机(210)。

    5.根据权利要求4所述的一种用于旋转超声振动加工的摩擦力测量装置,其特征在于:所述刀具驱动电机(210)的输出轴上连接有超声刀柄(500),所述超声刀柄(500)的前端设有超声线圈(310)和刀具(520)。

    6.根据权利要求1所述的一种用于旋转超声振动加工的摩擦力测量装置,其特征在于:所述x-y双向平移平台(600)包括工件(610)、夹具(620)、力测量仪(630)、导轨滑块(640)、x轴丝杠(650)、x轴电机(660)、x轴支架(670)和y轴支架(680)、y轴丝杠(690)和y轴电机(691),所述y轴电机(691)固定安装在y轴支架(680)上,所述y轴丝杠(690)转动连接在y轴支架(680)上并与y轴电机(691)的输出轴连接,所述x轴支架(670)滑动连接在y轴支架(680)上并与y轴丝杠(690)螺纹连接;


    技术总结
    本发明公开一种用于旋转超声振动加工的摩擦力测量装置,涉及测量领域,包括试验支架、驱动电机、驱动电机支架、导杆滑块组件和X‑Y双向平移平台;所述试验支架包括底板和固定连接在底板上的横架,所述X‑Y双向平移平台安装在试验支架的底板上,所述导杆滑块组件固定连接在横架上,所述驱动电机支架固定连接在导杆滑块组件的上端,所述驱动电机固定连接在驱动电机支架上,通过超声线圈的开关与否实现分别测量普通旋转加工与旋转超声振动加工的摩擦力的功能,在工作时,电机带动丝杠转动,丝杠使滑块平稳下移与上升,这个过程中弹簧的压缩与拉伸对滑块产生缓冲作用,提高测量工作的安全性与稳定性,并通过调节X‑Y双向平移平台,可实现随意路径的摩擦力测量,使得该装置适用范围更广,模拟了实际旋转运动、承载工况,使测量结果更复合实际。

    技术研发人员:丁凯,韩笑,庄百亮,雷卫宁,李奇林,何斌,曹忠亮,韩锦锦,孔令蕾
    受保护的技术使用者:江苏理工学院
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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