[實(shí)用新型]數(shù)控車床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420340550.3
• 申請(qǐng)日: 2014-06-24
• 公開（公告）號(hào): CN203940993U
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉闊;李焱;宋威;李洪濤;譚智;吳玉亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽機(jī)床（集團(tuán)）有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01M13/00
• 分類號(hào): G01M13/00
• 代理公司: 沈陽杰克知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21207
• 代理人: 金春華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明創(chuàng)造涉及機(jī)床主軸測(cè)試領(lǐng)域，具體為一種數(shù)控車床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置及方法。

背景技術(shù)

主軸作為數(shù)控機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，是數(shù)控機(jī)床最重要的功能部件之一。機(jī)床的可靠性在很大程度上取決于主軸系統(tǒng)，其故障頻發(fā)且危害度高。而且，由于主軸的高速運(yùn)動(dòng)，在切削狀態(tài)下精度容易喪失。國內(nèi)有關(guān)數(shù)控機(jī)床主軸的可靠性試驗(yàn)起步較晚，目前對(duì)主軸的可靠性試驗(yàn)主要在機(jī)床上進(jìn)行且只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)、溫升試驗(yàn)等，無法實(shí)現(xiàn)模擬動(dòng)態(tài)切削力對(duì)主軸進(jìn)行加載的情況，對(duì)于主軸精度衰退的測(cè)試更是匱乏。因此研發(fā)一種數(shù)控車床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置及方法是本領(lǐng)域的技術(shù)人員亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了在主軸裝配到機(jī)床上之前對(duì)主軸進(jìn)行可靠性試驗(yàn)和精度衰退測(cè)試，并對(duì)主軸新產(chǎn)品或外購主軸進(jìn)行性能評(píng)價(jià)，本發(fā)明創(chuàng)造的目的是提供一種數(shù)控車床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置，模擬主軸在機(jī)床切削狀態(tài)下的情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控車床主軸的可靠性加載試驗(yàn)和精度衰退測(cè)試，暴露主軸的早期故障并掌握主軸的精度衰退規(guī)律。

本發(fā)明創(chuàng)造的另一目的是提供一種數(shù)控車床主軸可靠性加載試驗(yàn)方法。可以實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)主軸進(jìn)行空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)、扭矩加載試驗(yàn)、軸向和徑向加載試驗(yàn)，用于暴露主軸的早期故障并掌握主軸的精度衰退規(guī)律。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明創(chuàng)造采用如下技術(shù)方案：一種數(shù)控車床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置，包括試驗(yàn)臺(tái)體和控制系統(tǒng)，試驗(yàn)臺(tái)體上安裝有電機(jī)、徑向切削力模擬加載裝置、軸向切削力模擬加載裝置、軸承加載單元和扭矩加載系統(tǒng)。

所述的軸承加載單元由加載裝置和設(shè)在其內(nèi)的芯軸構(gòu)成。

所述的扭矩加載系統(tǒng)是，測(cè)功機(jī)的軸依次連接聯(lián)軸器Ⅰ、扭矩傳感器、聯(lián)軸器Ⅱ、軸承座組件和聯(lián)軸器Ⅲ。

被測(cè)主軸通過主軸箱固定在試驗(yàn)臺(tái)體上。

電機(jī)通過皮帶驅(qū)動(dòng)被測(cè)主軸，被測(cè)主軸的另一端面與卡盤連接，卡盤卡持芯軸，芯軸的另一端與聯(lián)軸器Ⅲ連接。

徑向切削力模擬加載裝置和軸向切削力模擬加載裝置分別與加載裝置活動(dòng)連接。

液壓系統(tǒng)分別連接徑向切削力模擬加載裝置和軸向切削力模擬加載裝置。

上述的一種數(shù)控車床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置，所述的徑向切削力模擬加載裝置是：支撐板Ⅰ通過可調(diào)支架Ⅰ和底板Ⅰ與試驗(yàn)臺(tái)體固定，液壓缸Ⅰ安裝在支撐板Ⅰ上，液壓缸Ⅰ的末端依次安裝壓力傳感器Ⅰ和加載棒Ⅰ，加載棒Ⅰ與軸承加載單元的加載裝置活動(dòng)連接。

上述的一種數(shù)控車床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置，優(yōu)選的，液壓缸Ⅰ的末端設(shè)有彈性裝置Ⅰ，壓力傳感器Ⅰ設(shè)在加載棒Ⅰ和彈性裝置Ⅰ之間。

上述的一種數(shù)控車床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置，所述的軸向切削力模擬加載裝置是：支撐板Ⅱ通過可調(diào)支架Ⅱ和底板Ⅱ與試驗(yàn)臺(tái)體固定，液壓缸Ⅱ安裝在支撐板Ⅱ上，液壓缸Ⅱ的末端依次安裝壓力傳感器Ⅱ和加載棒Ⅱ，加載棒Ⅱ與杠桿的一端活動(dòng)連接，杠桿的另一端與軸承加載單元的加載裝置的端面活動(dòng)連接。

上述的一種數(shù)控車床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置，優(yōu)選的，液壓缸Ⅱ的末端設(shè)有彈性裝置Ⅱ，壓力傳感器Ⅱ設(shè)在加載棒Ⅱ和彈性裝置Ⅱ之間。

上述的一種數(shù)控車床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置，主軸箱通過墊板和調(diào)整墊與試驗(yàn)臺(tái)體固定。

上述的一種數(shù)控車床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置，扭矩加載系統(tǒng)通過X-Y工作臺(tái)固定在試驗(yàn)臺(tái)體上。

上述的一種數(shù)控車床主軸可靠性加載試驗(yàn)裝置，試驗(yàn)臺(tái)體通過減振墊安裝在地面上。

一種數(shù)控車床主軸可靠性加載試驗(yàn)方法，利用上述的試驗(yàn)裝置，方法如下：

1)用千分表測(cè)定被測(cè)主軸初始狀態(tài)的徑向和軸向的回轉(zhuǎn)精度，及測(cè)定被測(cè)主軸初始狀態(tài)的靜剛度；

2)被測(cè)主軸通過主軸箱固定在試驗(yàn)臺(tái)體上，電機(jī)通過皮帶驅(qū)動(dòng)被測(cè)主軸運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)被測(cè)主軸進(jìn)行72h的連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)，每24h停機(jī)一次，測(cè)試被測(cè)主軸的回轉(zhuǎn)精度和靜剛度；

3)對(duì)被測(cè)主軸進(jìn)行24h的加載試驗(yàn)：扭矩加載系統(tǒng)通過軸承加載單元對(duì)被測(cè)主軸施加扭矩加載、徑向切削力模擬加載裝置通過軸承加載單元對(duì)被測(cè)主軸施加徑向模擬切削力載荷、軸向切削力模擬加載裝置通過軸承加載單元對(duì)被測(cè)主軸施加軸向模擬切削力載荷；電機(jī)通過皮帶驅(qū)動(dòng)被測(cè)主軸運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)，扭矩加載系統(tǒng)和/或徑向切削力模擬加載裝置和/或軸向切削力模擬加載裝置間歇式對(duì)被測(cè)主軸加載，每次加載時(shí)間不少于3min，每?jī)纱渭虞d之間的間歇時(shí)間不大于30s；加載試驗(yàn)進(jìn)行12h后停機(jī)一次，測(cè)試被測(cè)主軸的回轉(zhuǎn)精度和靜剛度；

4)加載試驗(yàn)完成后，最后測(cè)試被測(cè)主軸的回轉(zhuǎn)精度和靜剛度。

本發(fā)明創(chuàng)造的有益效果是：