專利名稱：立/臥式加工中心可靠性試驗(yàn)主軸切削抗力模擬加載裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種立/臥式加工中心可靠性試驗(yàn)主軸切削抗力模擬加載裝置， 屬于數(shù)控機(jī)床可靠性加速試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景數(shù)控機(jī)床的可靠性是數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品質(zhì)量的一項(xiàng)關(guān)鍵性指標(biāo)。開(kāi)展數(shù)控機(jī)床可靠性測(cè)試與評(píng)價(jià)，提升國(guó)產(chǎn)數(shù)控裝備的可靠性水平，是當(dāng)下數(shù)控機(jī)床可靠性研究工作的重中之重。而加工中心可靠性試驗(yàn)主軸切削抗力模擬加載裝置，正是為開(kāi)展數(shù)控機(jī)床可靠性整機(jī)試驗(yàn)，促進(jìn)數(shù)控機(jī)床可靠性水平提高而發(fā)明的一種加工中心可靠性試驗(yàn)主軸切削抗力模擬加載裝置。在對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行可靠性測(cè)試與評(píng)價(jià)方面，通常情況下是采用現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)方法。為了彌補(bǔ)當(dāng)前數(shù)控機(jī)床可靠性測(cè)評(píng)采用現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)方法存在的采樣周期長(zhǎng)、受環(huán)境和操作人員條件不同對(duì)失效和故障數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度的影響，以及較難提供可靠性設(shè)計(jì)所需數(shù)據(jù)等不足，需要開(kāi)展基于試驗(yàn)室的數(shù)控機(jī)床加速試驗(yàn)技術(shù)的研究。機(jī)床主軸是數(shù)控機(jī)床的核心運(yùn)動(dòng)部件之一，主軸運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性指標(biāo)在數(shù)控機(jī)床整機(jī)的可靠性指標(biāo)分配中占有很大的比重。為此，針對(duì)數(shù)控機(jī)床可靠性試驗(yàn)技術(shù)中，研制一種可以模擬機(jī)床在典型工況加工過(guò)程中的主軸受力載荷的數(shù)控機(jī)床主軸切削抗力加載裝置， 是數(shù)控機(jī)床可靠性加速試驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)工作的重要研究?jī)?nèi)容之一。發(fā)展一種數(shù)控機(jī)床主軸切削抗力模擬加載裝置，是開(kāi)展數(shù)控機(jī)床可靠性加速試驗(yàn)和評(píng)價(jià)工作中的重要技術(shù)手段之
ο已有的數(shù)控機(jī)床主軸加載測(cè)試技術(shù)和測(cè)試裝置，僅滿足于對(duì)數(shù)控機(jī)床主軸靜態(tài)加載，即機(jī)床主軸停止情況下的加載，這種模擬切削抗力加載測(cè)試裝置，只是一種靜態(tài)載荷， 無(wú)法進(jìn)行動(dòng)態(tài)加載，不能模擬出機(jī)床實(shí)際加工工作狀態(tài)中的主軸所受的動(dòng)態(tài)載荷。本實(shí)用新型的試驗(yàn)加載裝置是基于工程試驗(yàn)方法的可靠性測(cè)試技術(shù)和可靠性評(píng)價(jià)方法，發(fā)明了一種加工中心可靠性試驗(yàn)主軸動(dòng)態(tài)切削抗力模擬的加載裝置，用于開(kāi)展加工中心可靠性加速試驗(yàn)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床主軸動(dòng)態(tài)載荷模擬加載，快速、準(zhǔn)確和定量的可靠性評(píng)價(jià)。因而，目前現(xiàn)有技術(shù)還沒(méi)有一種加工中心可靠性主軸切削抗力模擬加載裝置。 實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種立/臥式加工中心可靠性主軸動(dòng)態(tài)切削抗力模擬的加載裝置。本實(shí)用新型包括一套立/臥式加工中心主軸抗力動(dòng)態(tài)切削抗力模擬加載裝置(見(jiàn)圖1)。本實(shí)用新型所述的立/臥式加工中心的主軸切削抗力加載裝置通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的包括圖1的錐柄1、壓力傳感器2、氣缸3、頂蓋螺釘4、滾動(dòng)軸承5、反向軸承6、套筒7、探頭8、支架9、固定支座10、支座固定螺釘11、擋蓋12。所述錐柄1是安裝在立/臥式加工中心主軸的頂部上，主軸抗力加載裝置通過(guò)固定支座10和支座固定螺釘11固定在加工中心的工作臺(tái)上。所述錐柄1、擋蓋12、頂蓋螺釘4、滾動(dòng)軸承5、反向軸承6、套筒7組成了加工中心的模擬刀，加工中心主軸上從上至下依次為錐柄1、滾動(dòng)軸承5、反向軸承6 ；滾動(dòng)軸承5和反向軸承6的外部設(shè)有套筒7，套筒靠近錐柄1的部分設(shè)有用于固定作用的帶有頂蓋螺釘?shù)膿跎w12 ；壓力傳感器2的軸線位于水平方向并且垂直于加工中心主軸上，一端接觸到加工中心的模擬刀，另外一端連接氣缸3 ；探頭8安裝在支架9上，并且探頭和支架的中心線平行于壓力傳感器2的軸線。通過(guò)模擬刀中的滾動(dòng)軸承5和反向軸承6實(shí)現(xiàn)了加工中心主軸在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的加載，更好地模擬了工作狀態(tài)。所述探頭8安裝在支架9上可以實(shí)現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)速的監(jiān)測(cè)。所述壓力傳感器2通過(guò)氣缸3的控制可實(shí)現(xiàn)按規(guī)定的抗力載荷進(jìn)行加載。本實(shí)用新型在于能夠適應(yīng)立/臥式加工中心可靠性加速試驗(yàn)中的主軸動(dòng)態(tài)載荷的切削抗力的試驗(yàn)需求。探頭與壓力傳感器，能解決按規(guī)定的載荷圖譜實(shí)現(xiàn)切削抗力加載。本實(shí)用新型解決了加工中心可靠性加速試驗(yàn)中，如何模擬加工中心主軸在實(shí)際工況的加載中的主軸切削抗力(包括χ、γ軸方向加載)模擬加載。

圖1立/臥式主軸抗力動(dòng)態(tài)負(fù)載模擬加載裝置示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型內(nèi)容。在具體實(shí)施方式
中，對(duì)加工中心主軸抗力加載進(jìn)行模擬加載試驗(yàn)。1.將主軸抗力加載裝置通過(guò)固定支座10和支座固定螺釘11固定在加工中心的工作臺(tái)上。2.將錐柄1、擋蓋12、頂蓋螺釘4、滾動(dòng)軸承5、反向軸承6、套筒7組成了加工中心的模擬刀組成的模擬刀裝在加工中心主軸上。3.將探頭8安裝在支架9上，并且探頭和支架的中心線平行于壓力傳感器2的軸線。4.調(diào)整壓力傳感器2，移動(dòng)加工中心工作臺(tái)，使壓力傳感器2的中心線與加工中心主軸中心線對(duì)齊。5.加載調(diào)整完成后，鎖緊支座固定螺釘11，氣缸3加壓到設(shè)定壓力，主軸旋轉(zhuǎn)，工作臺(tái)快速移動(dòng)到主軸附近，變低速后使測(cè)速探頭8距試驗(yàn)?zāi)M刀的錐柄1的套筒7下部4mm 時(shí)，工作臺(tái)停止，測(cè)量主軸空載轉(zhuǎn)速。6.主軸空載轉(zhuǎn)速測(cè)完后，主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)，工作臺(tái)低速進(jìn)給，使主軸模擬刀的套筒 7、接觸到壓力傳感器2，主軸回轉(zhuǎn)，工作臺(tái)繼續(xù)以不高于lOm/min速度移動(dòng)，移動(dòng)距離160mm 以內(nèi)。[0028]7.采集測(cè)試數(shù)據(jù)后工作臺(tái)快速退回。在全過(guò)程中氣缸保持設(shè)定壓力。8.按給定的加載受力圖譜，便可實(shí)現(xiàn)對(duì)加工中心主軸的X、Y方向的動(dòng)態(tài)切削抗力加載。所述的錐柄1、擋蓋12、頂蓋螺釘4、滾動(dòng)軸承5、反向軸承6、套筒7組成加工中心的模擬刀，采用了內(nèi)部采用滾動(dòng)軸承5、反向軸承6方式實(shí)現(xiàn)，確保了加工中心主軸轉(zhuǎn)動(dòng)情況下的模擬抗力加載。本實(shí)用新型所述的主軸切削抗力模擬加載裝置，通過(guò)簡(jiǎn)單變換，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)立/ 臥式兩類加工中心的主軸抗力動(dòng)態(tài)切削抗力模擬加載試驗(yàn)，加載裝置操作簡(jiǎn)便，測(cè)速探頭可調(diào)，重復(fù)性好，為開(kāi)展立/臥式加工中心可靠性加速試驗(yàn)中的主軸抗力動(dòng)態(tài)模擬加載提供了一種新的手段。
權(quán)利要求1.立/臥式加工中心可靠性試驗(yàn)主軸切削抗力模擬加載裝置，其特征在于包括錐柄、 壓力傳感器、氣缸、頂蓋螺釘、滾動(dòng)軸承、反向軸承、套筒、探頭、支架、固定支座、支座固定螺釘和擋蓋；所述錐柄是安裝在立/臥式加工中心主軸的頂部上，立/臥式加工中心的主軸切削抗力加載裝置通過(guò)固定支座和支座固定螺釘固定在加工中心的工作臺(tái)上；所述錐柄、擋蓋、頂蓋螺釘、滾動(dòng)軸承、反向軸承、套筒組成了加工中心的模擬刀，加工中心主軸上從上至下依次為錐柄、滾動(dòng)軸承、反向軸承；滾動(dòng)軸承和反向軸承的外部設(shè)有套筒，套筒靠近錐柄的部分設(shè)有用于固定作用的帶有頂蓋螺釘?shù)膿跎w；壓力傳感器的軸線位于水平方向并且垂直于加工中心主軸上，一端接觸到加工中心的模擬刀，另外一端連接氣缸；探頭安裝在支架上，并且探頭和支架的中心線平行于壓力傳感器的軸線。
專利摘要立/臥式加工中心可靠性試驗(yàn)主軸切削抗力模擬加載裝置，屬于數(shù)控機(jī)床可靠性加速試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域。該裝置包括錐柄、壓力傳感器、氣缸、頂蓋螺釘、滾動(dòng)軸承、反向軸承、套筒、探頭、支架、固定支座、支座固定螺釘和擋蓋；所述錐柄是安裝在立/臥式加工中心主軸的頂部上；所述錐柄、擋蓋、頂蓋螺釘、滾動(dòng)軸承、反向軸承、套筒組成了加工中心的模擬刀，加工中心主軸上從上至下依次為錐柄、滾動(dòng)軸承、反向軸承；滾動(dòng)軸承和反向軸承的外部設(shè)有套筒，套筒靠近錐柄的部分設(shè)有用于固定作用的帶有頂蓋螺釘?shù)膿跎w；壓力傳感器的軸線位于水平方向，一端接觸到加工中心的模擬刀，另外一端連接氣缸。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了加工中心主軸在實(shí)際工況的加載中的主軸切削抗力模擬加載。
文檔編號(hào)G01M13/04GK202066690SQ20112004797
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月24日
發(fā)明者官端陽(yáng), 張維, 盛伯浩, 紀(jì)大成, 趙欽志 申請(qǐng)人:國(guó)家機(jī)床質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心