[實用新型]用于高速主軸單元多角度銑削力加載的機械裝置

有效

• 申請號: 201420337610.6
• 申請日: 2014-06-23
• 公開（公告）號: CN203940991U
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 李宇鵬;林劍峰;李焱;馬曉波;劉闊;譚智;孔祥志;高秀峰;楊祥東;關曉勇
• 申請（專利權）人: 沈陽機床（集團）有限責任公司
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 沈陽杰克知識產權代理有限公司 21207
• 代理人: 楊乃力

技術領域

本實用新型涉及切削力模擬試驗領域，具體涉及一種用于高速主軸單元多角度銑削力加載的機械裝置。

背景技術

主軸單元是數控機床的關鍵功能部件，對機床的加工性能具有重要的影響。主軸的載荷是指其在工作過程中出現的力和力矩；對主軸單元進行負載試驗是控制產品質量、驗證產品性能的重要手段。從主軸自身構成的角度看，力矩負載試驗與主軸電機的性能聯系更加緊密，而切削力的加載則偏重于主軸支撐結構、支撐軸承性能的考量。在試驗或測試過程中，模擬加載的力、力矩通常是分別實現的。

當前的切削力模擬方法大體分為兩類：接觸式加載和非接觸式加載。非接觸式加載通常是通過電磁線圈來實現，這種方法的缺點主要是成本較高、容易產生電磁干擾。接觸式加載方法主要包括兩種途徑：一是通過控制氣缸或液壓缸壓力來實現；一是通過定力矩或數顯力矩扳手控制頂絲的旋轉力矩，間接換算出加載到主軸刀柄上的作用力。但這些方法無法避免的缺陷是僅僅能夠做到單一方向的模擬即純粹的徑向力或軸向力，加載力的誤差較大，并且沒有考慮加載系統剛度對試驗結果的影響，而加載系統的剛度不同也會對試驗結果產生不同的影響。因此目前高速主軸力的測試存在的問題有：采用監測氣缸或液壓缸壓力的方法沒有考慮活塞與缸體的摩擦，或摩擦力的標定也存在不準確問題；采用扭矩扳手等間接控制加載力的手段，無法避免扳手自身誤差與螺紋副摩擦等中間環節引入的誤差；某些多向力傳感器測試系統不但價格很高，而且應用條件限制較多；非接觸式的檢測手段需要在主軸刀柄上嵌入復雜的無線信號傳輸裝置或光電設備，且價格昂貴。

發明內容

為了解決現有技術存在的問題，本實用新型公開一種用于高速主軸單元多角度銑削力加載的機械裝置，該裝置通過設有主軸單元、力傳動機構和力加載機構，不僅經濟可行地解決了主軸試驗切削力的測試，還同時解決了徑向與軸向同時受加載具有合力方向時加載力測量不準確的難題，避免了力加載機構的剛度不同對試驗結果產生的不同影響。使得一種裝置即可模擬主軸單元的各種工作狀況，達到省時省力，節能高效。

本實用新型用于高速主軸單元多角度銑削力加載的機械裝置所采用的技術方案為：

用于高速主軸單元多角度銑削力加載的機械裝置，包括：與主軸單元連接的刀軸，設置在刀軸上的軸承座，固設在軸承座兩側的加力球，力傳動機構和力加載機構，所述力傳動機構，包括設置在直線導軌-滑塊上且具有同軸孔的加力座，設置在加力座一端的U型架及設置在U型架一端的加力斜面，U型架的心軸與加力座的同軸孔配合，加力球置于加力斜面上；所述力加載機構與加力座連接，包括差動絲桿微進給機構和/或氣缸加載機構。

所述的用于高速主軸單元多角度銑削力加載的機械裝置，還包括環形壓力傳感器，所述環形壓力傳感器設置在加力座與U型架之間的心軸上。

所述的用于高速主軸單元多角度銑削力加載的機械裝置，所述加力斜面中斜面與水平面的角度為α，0°≤α≤90°。

所述的用于高速主軸單元多角度銑削力加載的機械裝置，所述U型架的一端部和內部分別設有螺紋通孔，加力斜面與U型架連接的一端設有與U型架內部螺紋通孔相匹配的螺紋凹孔，拉緊螺釘置于螺紋凹孔和U型架內部螺紋通孔中，加力斜面通過拉緊螺釘和置于U型架一端部螺紋通孔中的鎖緊螺釘固接在U型架上。

所述的用于高速主軸單元多角度銑削力加載的機械裝置，所述差動絲桿微進給機構包括差動支架，差動絲桿從首端至末端依次設有固定螺母和進給螺母，固定螺母固接在差動支架上，進給螺母的尾端設有螺桿和螺母，聯接角板設置在螺桿上并與加力座連接。

所述的用于高速主軸單元多角度銑削力加載的機械裝置，所述差動絲桿具有兩段不同的螺距P₁、P₂，螺距P₁與固定螺母配合，螺距P₂與進給螺母配合，螺距P₂大于螺距P₁。

所述的用于高速主軸單元多角度銑削力加載的機械裝置，所述差動絲桿的首端設有指針和刻度盤，刻度盤上設有等分刻線。

所述的用于高速主軸單元多角度銑削力加載的機械裝置，所述氣缸加載機構包括設置在氣缸安裝座上的氣缸，伸出氣缸外部的氣缸桿，氣缸桿通過連接機構與加力座的另一端連接。

所述的用于高速主軸單元多角度銑削力加載的機械裝置，所述連接機構包括設置在氣缸桿端部并通過絲母鎖緊的螺紋套，與螺紋套配合并通過螺釘Ⅱ把合的頂套，螺釘Ⅰ依次穿過墊圈Ⅱ、螺紋套、頂套和墊圈Ⅰ，與加力座的另一端連接，墊圈Ⅰ與墊圈Ⅱ之間設有彈簧。