[發明專利]一種數控機床切削力模擬加載裝置及方法

無效

• 申請號: 201310342922.6
• 申請日: 2013-08-08
• 公開（公告）號: CN103419088A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 李寶童;洪軍;尹彥陽;高羨明;甄宜超;劉志剛
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B23Q17/09
• 分類號: B23Q17/09
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 汪人和

1.一種數控機床切削力模擬加載裝置，其特征在于：包括能夠同時承受徑向力和軸向力的模擬刀裝置，模擬刀裝置的一端安裝有固定裝置（105），固定裝置（105）上安裝有用于檢測模擬刀裝置三個方向上的作用力大小的檢測裝置（301），檢測裝置（301）還與為模擬刀裝置提供三個方向上的模擬切削力的動力裝置（201）固定連接。

2.根據權利要求1所述的數控機床切削力模擬加載裝置，其特征在于：所述的模擬刀裝置包括安裝在機床主軸上的刀柄（101），刀柄的一端安裝有刀柄螺帽（102），刀柄螺帽（102）上套裝有能夠同時承受徑向力和軸向力的軸承（103），軸承（103）的內圈利用刀柄螺帽（102）上的法蘭盤進行定位從而限定軸承（103）的移動，軸承（103）的外側安裝有固定裝置（105）。

3.根據權利要求2所述的數控機床切削力模擬加載裝置，其特征在于：所述的軸承（103）為圓錐滾子軸承或角接觸球軸承。

4.根據權利要求2或3所述的數控機床切削力模擬加載裝置，其特征在于：所述的軸承（103）與固定裝置（105）之間設有軸套（104），軸套（104）內設有與軸承（103）的外圈尺寸相配合的階梯孔，階梯孔的臺階面作用在軸承（103）的外圈上。

5.根據權利要求1-3中任意一項所述的數控機床切削力模擬加載裝置，其特征在于：所述的模擬刀裝置上設有檢測其位移的位移傳感器。

6.根據權利要求1-3中任意一項所述的數控機床切削力模擬加載裝置，其特征在于：所述的動力裝置（201）固定在支撐架（401）上，支撐架（401）固定在工作臺（501）上。

7.根據權利要求1-3中任意一項所述的數控機床切削力模擬加載裝置，其特征在于：所述的檢測裝置（301）與用于顯示檢測數據的計算機相連；檢測裝置（301）包括三個安裝在固定裝置（105）上的壓力傳感器，且壓力傳感器與固定裝置（105）的接觸面為平面，其中一個壓力傳感器位于模擬刀裝置的軸向方向并與模擬刀裝置同軸，另兩個壓力傳感器位于模擬刀裝置的徑向方向并相互垂直，且三個壓力傳感器分別與動力裝置（201）固定連接。

8.根據權利要求7所述的數控機床切削力模擬加載裝置，其特征在于：所述的動力裝置（201）包括三個液壓缸或氣壓缸，且每個液壓缸或氣壓缸分別與一個壓力傳感器同軸相連。

9.根據權利要求8所述的數控機床切削力模擬加載裝置，其特征在于：采用三個液壓缸作為動力裝置（201）時，三個液壓缸分別連接在液壓泵站上，且每個液壓缸與液壓泵站連接的管路上均設有用于顯示液壓缸壓力的壓力表。

10.一種數控機床切削力模擬加載方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）將刀柄（101）安裝到機床主軸上，然后將刀柄螺帽（102）安裝在刀柄（101）上，將軸承（103）安裝到刀柄螺帽（102）上，再將軸套（104）安裝到軸承（103）的外圈上，使軸套（104）內的臺階面作用在軸承外圈上；

2)將固定裝置（105）安裝到軸套（104）上，三個壓力傳感器分別固定在固定裝置（105）的上并與固定裝置（105）形成面接觸，其中一個壓力傳感器位于刀柄（101）的軸向方向并與刀柄（101）同軸，另兩個壓力傳感器位于刀柄（101）的徑向方向并相互垂直；

3)將三個液壓缸或氣壓缸分別固定到支撐架（401）上，然后將支撐架（401）放置到機床的工作臺（501）上，調整支撐架（401）的位置使得液壓缸或氣壓缸的推桿軸線和壓力傳感器的軸線在同一條直線上；

4)根據不同的機床類型定制相應的剛度測量系統，在刀柄（101）處放置位移傳感器，在機床各零部件處布置位移傳感器，以測量所選測點處的變形量；

5)啟動液壓缸或氣壓缸，根據工件給定的加工工藝，調整三個不同方向的液壓缸或氣壓缸的壓力，在機床工作狀態下測量測點的位移量；

6）通過測點的變形量和位移量即可得到機床的整機剛度以及零部件的剛度。