一种主轴拉力计用校准装置的制作方法

1.本发明涉及检定校准领域，尤其涉及一种主轴拉力计用校准装置。


背景技术：

2.主轴拉力计是用于测量机床主轴拉力的重要设备，其使用时：机床主轴内设置有拉爪和工具刀座，工具刀座具有刀座内锥面，主轴拉力计包括拉力计本体，拉力计本体具有与刀座内锥面适配的本体外锥面，拉力计本体的前端设置有拉钉，拉力计本体的后端设置有与拉钉相连的测力传感器。机床主轴内具有用于与拉钉配合的拉爪，拉爪相对机床主轴不能轴向移动，通过拉钉驱动拉爪动作。
3.使用时，将主轴拉力计的前端自后至前插入到机床主轴的工作孔中，本体外锥面顶抵在刀座内锥面上，拉爪对拉钉朝前张拉，拉爪对拉钉的张拉力被测力传感器测量得到，拉爪的张拉力决定了机床主轴对工具刀柄的固定作用。主轴拉力计用于测量机床主轴的拉爪拉力，主轴拉力计作为一种测量仪器，需要定期对其测量精度进行校准，但是现有技术中缺少能够实现对主轴拉力计进行校准的校准装置。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种能够对主轴拉力计进行校准的主轴拉力计用校准装置。
5.为解决上述技术问题，本发明中一种主轴拉力计用校准装置的技术方案如下：一种主轴拉力计用校准装置，包括校准装置拉杆，校准装置拉杆的后端设置有校准装置拉爪，校准装置包括用于驱动校准装置拉杆前后动作的拉杆施力机构，校准装置拉爪包括至少两个沿周向布置的爪体，爪体内侧具有朝前的用于接触挡止于主轴拉力计的拉钉后端的爪体挡止部，爪体外侧具有爪体配合部，校准装置拉杆上沿前后方向导向移动装配有拉爪限位套，校准装置拉杆与拉爪限位套之间设置有限位套弹簧，校准装置还包括用于与拉爪限位套限位配合以限制拉爪限位套朝后移动极限的限位套挡座，校准装置还包括相对所述限位套挡座固定设置的校准刀座，校准刀座具有与主轴拉力计的本体外锥面适配的刀座内锥面，校准装置还包括用于检测校准装置拉杆拉力的标准测力传感器，校准装置拉杆和拉爪限位套朝后动作时具有拉爪限位套被限位套挡座挡止、爪体后端由拉爪限位套后侧伸出的解锁位；校准装置拉杆朝前动作时具有使得爪体后端移动至拉爪限位套内侧，拉爪限位套与爪体配合部配合使得各爪体后端相互靠拢直至爪体挡止部位于拉钉后侧的工作位。本发明的有益效果为：使用本发明中的校准装置在对主轴拉力计进行校准时，首先，校准装置拉杆在拉杆施力机构作用下朝后移动，直至拉爪限位套被限位套挡座挡止，爪体后端由拉爪限位套后侧伸出，此时拉爪限位套不对爪体的后端进行限位，主轴拉力计的拉钉可以轻松的自后至前的伸入到各爪体之间，随后，校准装置拉杆在拉杆施力机构作用下朝前移动，爪体后端移动至拉爪限位套内侧，拉爪限位套与爪体配合部顶推配合使得各
爪体后端相互靠拢直至爪体挡止部位于拉钉后侧，随着校准装置拉杆的继续朝前移动，爪体挡止部与拉钉后端接触挡止配合并对拉钉施加朝前方向拉力，标准测力传感器测量校准装置拉杆的拉力，与主轴拉力计自己的测力传感器比较从而实现对主轴拉力计进行校准。
6.进一步的，限位套弹簧为顶抵于校准装置拉杆前端与拉爪限位套之间的压簧。
7.进一步的，校准装置还包括位于限位套挡座前侧的相对限位套挡座固定设置的安装座，施力机构包括前后方向与所述安装座止转导向移动配合的驱动丝杠，驱动丝杠后端与所述校准装置拉杆前端相连，施力机构还包括与驱动丝杠螺纹配合的驱动丝母，标准测力传感器设置于驱动丝母与所述安装座之间。
8.进一步的，驱动丝母与所述标准测力传感器之间设置有定心球座。
9.进一步的，驱动丝母上连接有用于操作人员手持转动的操作手轮。
10.进一步的，校准装置拉爪包括拉爪支座，拉爪支座通过螺纹与所述校准装置拉杆后端可拆连接，各爪体的前端铰接于所述拉爪支座上。
11.进一步的，爪体与拉爪支座之间设置有用于迫使爪体后端向外胀的爪体复位弹簧。
12.进一步的，校准装置还包括环状结构的刀座支架，刀座支架的内孔为阶梯孔，阶梯孔包括至少两个沿前后方向顺序布置的螺纹孔，校准装置包括至少两个使用时单独使用的所述校准刀座，各校准刀座的刀座内锥面分别用于匹配不同型号的本体外锥面，校准刀座上设置有用于与阶梯孔的对应螺纹孔螺纹连接的刀座外螺纹。
附图说明
13.通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，并且相同或对应地标号表示相同或对应地部分，其中：图1是本发明的实施例1的使用状态图；图2是图1中校准拉杆处于工作位的状态示意图；图3是本发明的实施例2的结构示意图；图4是图3中校准拉杆处于工作位的状态示意图；附图标记说明：1、测力传感器；2、拉力计本体；3、校准刀座；4、本体外锥面；5、限位套挡座；6、爪体；7、拉钉；8、校准装置拉杆；9、拉爪限位套；10、限位套弹簧；11、安装座；12、标准测力传感器；13、球座；14、定心球头；15、操作手轮；16、驱动丝母；17、驱动丝杠；18、爪体挡止部；19、爪体配合部；20、刀座内锥面；21、刀座支架；22、刀座支架的内孔；23、拉爪支座。
具体实施方式
14.为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
15.需要说明的是，除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于
本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。
16.本发明中一种主轴拉力计用校准装置的实施例1如图1~2所示：在对本校准装置介绍前，先对现有技术中主轴拉力计进行简单介绍，主轴拉力计包括拉力计本体2，拉力计本体的外周具有本体外锥面4，拉力计本体的前侧设置有拉钉4，拉力计本体的后侧设置有与拉钉相连的测力传感器1。拉力计本体的本体外锥面用于与机床主轴的配合。
17.在通常情况下，机床主轴有多个型号，分别用于匹配不同系列的刀柄，对应的主轴拉力计也有多个型号，比如说常见的刀柄型号，有bt30、bt40和bt50，不同型号机床主轴所对应的主轴拉力计的主要区别在于本体外锥面的大端圆锥直径和小段圆锥直径是不同的，同时对应的拉钉外径尺寸也是不同的。
18.本发明中校准装置的实施例：包括校准装置拉杆8，校准装置拉杆的后端设置有校准装置拉爪，校准装置包括用于驱动校准装置拉杆朝前动作的拉杆施力机构。校准装置拉爪包括三个沿周向间隔布置的爪体6，各爪体6的前端与校准装置拉杆后端铰接相连。爪体6上连接有爪体复位弹簧，在爪体复位弹簧的作用下，各爪体的后端具有外账的趋势。
19.爪体内侧具有内凸结构，内凸结构的前端面构成朝前的用于接触挡止于主轴拉力计的拉钉后端的爪体挡止部18，爪体外侧具有爪体配合部19，爪体配合部由爪体外翻沿构成。
20.校准装置拉杆上沿前后方向导向移动装配由拉爪限位套9，校准装置拉杆与拉爪限位套之间设置有限位套弹簧10，限位套弹簧10为顶抵于校准装置拉杆8前端与拉爪限位套前端之间的压簧。
21.校准装置还包括用于与拉爪限位套限位配合以限制拉爪限位套朝后移动极限的限位套挡座5，校准装置还包括相对限位套挡座5固定设置的校准刀座3，校准刀座3具有用于与主轴拉力计的本体外锥面适配的刀座内锥面20。校准装置还包括用于检测校准装置拉杆拉力的标准测力传感器12。校准装置拉杆8和拉爪限位套9朝后动作时具有拉爪限位套被限位套挡座挡止、爪体后端由拉爪限位套后侧伸出的解锁位；校准装置拉杆朝前动作时具有使得爪体后端移动至拉爪限位套内侧，拉爪限位套与爪体配合部配合使得各爪体后端相互靠拢直至爪体挡止部位于拉钉后侧的工作位。
22.校准装置还包括位于限位套挡座前侧的相对限位套挡座固定设置的安装座11，施力机构包括前后方向与所述安装座止转导向移动配合的驱动丝杠17，驱动丝杠17后端与所述校准装置拉杆前端相连，施力机构还包括与驱动丝杠螺纹配合的驱动丝母16，标准测力传感器12设置于驱动丝母与所述安装座之间。标准测力传感器为一个空心轮辐式测力传感器。
23.驱动丝母与所述标准测力传感器之间设置有定心球座，定心球座包括球座13和与球座转动配合的定心球头14，驱动丝母16上连接有用于操作人员手持转动的操作手轮15。操作手轮后端与定心球头固定连接，球座与标准测力传感器前端固定连接。
24.本发明中校准刀座、限位套挡座和安装座相对固定的实现方式可以通过以下两种方式，1、校准刀座、限位套挡座和安装座可以使用时固定于一个工作台上实现相对固定；2、校准刀座、限位套挡座和安装座也可以通过固定在一个整体的结构架上实现相对固定。
25.在使用时，转动操作手轮，可以实现带动驱动丝杆前后移动，在对主轴拉力计进行校准时，首先，驱动丝杆朝后移动，驱动丝杆带着校准装置拉杆朝后移动，校准装置拉杆带着爪体和拉爪限位套朝后移动，直至拉爪限位套被限位套挡座挡止，由于限位套弹簧的存在，拉爪装置拉杆可以带着爪体相对拉爪限位套继续朝后移动，直至爪体后端的爪体配合部由拉爪限位套后侧移出，在爪体复位弹簧的作用下，各爪体的后端外胀，这样不会阻止拉钉的进入。
26.将待校准的主轴拉力计的拉钉自后之前的伸入到各爪体之间，随后驱动丝杆朝前移动，驱动丝杆带着校准装置拉杆朝前移动，校准装置拉杆带着爪体朝前移动，当爪体后端的爪体配合部移动至拉爪限位套内侧时，拉爪限位套与爪体配合部接触顶推配合，使得各爪体的后端相互靠拢，爪体内侧的爪体挡止部移动至拉钉的后侧，如图2所示，随着校准装置拉杆的继续朝前移动，爪体会向拉钉施加朝前方向作用力，标准测力传感器测量校准装置拉杆所受的拉力，主轴拉力计的测力传感器测量拉钉所受到的拉力，通过两者力值的比较来实现对主轴拉力计进行校准。
27.在本发明的其它实施例中，标准测力传感器还可以是串连于校准装置拉杆或驱动丝杠上的s型测力传感器，施力机构也可以是气压缸、液压缸或电动推杆等其它形式的能够对校准装置拉杆施加前后方向作用力的动作机构；当校准刀座没有固定于工作台上时，标准测力传感器也可以设置于校准刀座与限位套挡座之间。
28.一种主轴拉力计用校准装置的实施例2如图3~4所示：实施例1中的校准装置只能针对一种型号的主轴拉力计进行校准，而实施例2中的校准装置的通用性更好，可以适用于至少两种信号的主轴拉力计进行校准，本发明中的不同型号的主轴拉力计之间，拉钉的大小不同，同时本体外锥面的大端圆锥直径和小端圆锥直径对应不同。
29.在本实施例中，校准装置拉爪包括拉爪支座23，拉爪支座23通过螺纹与校准装置拉杆8后端可拆连接，爪体的前端铰接于拉爪支座上，拉爪支座外周与拉爪限位套内孔壁之间具有径向间隙。这样在面对不同型号的主轴拉力计时，可以更好不同的校准装置拉爪，不同校准装置拉爪的爪体分别用于匹配对应的拉钉。
30.校准装置还包括环状结构的刀座支架21，刀座支架21相对限位套挡座5固定，刀座支架的内孔22为阶梯孔，阶梯孔包括至少两个沿前后方向顺序布置的螺纹孔，校准装置包括至少两个使用时单独使用的所述校准刀座3，各校准刀座的刀座内锥面20分别用于匹配不同型号主轴拉力计的本体外锥面4，校准刀座上设置有用于与阶梯孔的对应螺纹孔螺纹连接的刀座外螺纹。
31.每个校准刀座的本体外锥面可以与对应型号的主轴拉力计的本体外锥面匹配，在面对不同型号的主轴拉力计时，可以更换校准刀座来与之匹配。不同的校准刀座可以与阶梯孔的不同直径的螺纹孔配合，这样可以避免校准刀座做的比较大，比如说在刀座内锥面的大端圆锥直径和小端圆锥直径都比较小时，校准刀座本身比较小，其可以与阶梯孔中直接较小的螺纹孔配合。
32.本发明中刀座支架、限位套挡座和安装座相对固定的实现方式可以通过以下两种方式，1、刀座支架、限位套挡座和安装座可以使用时固定于一个工作台上实现相对固定；2、刀座支架、限位套挡座和安装座也可以通过固定在一个整体的结构架上实现相对固定。
33.在本说明书的上述描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“安装”、“相连”或“连接”等术语应该做广义的理解。例如，就术语“连接”来说，其可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。因此，除非本说明书另有明确的限定，本领域技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.根据本说明书的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”、“中心”、“纵向”、“横向”、“顺时针”或“逆时针”等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图所示的方位或位置关系的，其仅是为了便于阐述本发明的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有所述特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本发明方案的限制。
35.另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体的限定。
36.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。