[發明專利]機床主軸拉刀機構可靠性試驗裝置

有效

• 申請號: 201710259984.9
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN106908237B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 陳瑋崢;陳菲;李強;李恒旭
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 朱世林;張晶

本發明屬于機械試驗設備及方法技術領域，涉及一種機床主軸拉刀機構可靠性試驗裝置；由主軸安裝模塊、模擬刀柄模塊、加載模塊和輔助模塊組成；主軸安裝模塊包括主軸、主軸抱夾；加載模塊包括電液伺服加載機構、伺服電機、小齒輪、弧形齒條、球形加載端頭、壓力傳感器、電液伺服閥；模擬刀柄模塊包括軸承加載單元、滑軌、自動發電環和滑塊；主軸與電液伺服加載機構之間通過軸承加載單元連接，在主軸與軸承加載單元之間安裝有自動發電環；軸承加載單元通過滑塊安裝在滑軌上，并能夠在滑軌上滑動。本發明能夠模擬不同類型主軸刀柄的換刀過程，進行主軸拉刀機構可靠性試驗以及早期磨合試驗，并對拉刀機構的加速壽命試驗起到指導性作用。

技術領域

本發明屬于機械試驗設備及方法技術領域，涉及一種對主軸拉刀機構進行可靠性試驗的裝置，具體地說，涉及一種可以對主軸拉刀機構工況進行模擬、拉刀機構性能進行檢測的可靠性試驗裝置。

背景技術

主軸作為數控機床的關鍵功能部件，其可靠性對整機的可靠性有著很大的影響，根據統計規律，主軸中的拉刀機構占據較大部分故障比例。目前雖然存在對主軸拉刀機構進行試驗的裝置如CN205352685U，但其僅能模擬機械手對松拉刀動作，并不能動態模擬切削過程對拉刀機構的影響，更沒有針對拉刀機構的動態檢測裝置。已有的拉刀機構測量裝置如CN204546139U雖然可以實時監測拉刀力，但是不能全面地檢測拉刀機構振動、噪聲等參數，更不具有內置的自發電，數據無線傳輸系統等全面集成化的功能。因此發明一套具有針對性的，能夠完全模擬主軸拉刀機構真實工況，并且全面監測其構動態數據的試驗裝置對提升主軸拉刀機構可靠性具有很大實際意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有技術無法對主軸拉刀機構進行全面的可靠性試驗，而且現有的拉刀力檢測裝置不能完全反映拉刀機構的性能。本發明專利提供了一種能夠對不同類型刀柄的拉刀機構進行可靠性試驗裝置，其不僅可以模擬主軸拉刀機構的機械動作，而且能夠模擬不同載荷狀態下主軸切削時對拉刀機構的影響。為了實現連續松拉刀動作，本發明基于電液伺服加載機構往復運動，模擬換刀機械手的換刀過程。為了實現模擬真實工況下刀柄對拉刀機構的影響，設計了軸承加載單元結構與角度可調的電液伺服加載機構，使得施加在旋轉刀柄上的切削力可實現大小與方向的綜合調節，更好地模擬了主軸實際切削過程中拉刀機構的工況。

在進行可靠性試驗的過程中，本發明所述的拉刀機構性能檢測模塊能夠以自發電的形式，將拉刀機構的振動、噪聲以及拉刀力值以無線傳輸的方式傳回數據采集儀，從而進行在線狀態檢測。

本發明所述的試驗裝置在完成可靠性試驗的同時，還能根據不同的試驗方案進行主軸拉刀機構早期磨合、拉刀機構性能檢測以及拉刀機構加速壽命試驗，具有比較廣泛的用途。由于試驗裝置簡潔，相比普通換刀機械手具有較高的可靠性，能夠排除外因對拉刀力可靠性試驗系統的影響。

為解決上述技術問題，本發明是采用如下技術方案實現的，結合附圖說明如下：

一種機床主軸拉刀機構可靠性試驗裝置，由主軸安裝模塊、模擬刀柄模塊、加載模塊和輔助模塊組成；

所述的主軸安裝模塊包括主軸3、主軸抱夾4和主軸支撐臺21；主軸3通過主軸抱夾4固定在主軸支撐臺上21；

所述加載模塊包括電液伺服加載機構8、加載桿8-1、加載機構底座9、加載機構底板10、伺服電機11、小齒輪12、弧形齒條14、加載機構底板銷軸16、球形加載端頭24、壓力傳感器25、電液伺服閥26；

所述電液伺服加載機構8固定在加載機構底座9上，加載機構底座9固定在加載機構底板10上，加載機構底板10與弧形齒條14固定；

伺服電機11驅動小齒輪12，小齒輪12與加載機構底板10外緣的弧形齒條14嚙合，帶動加載機構底板10繞著加載機構底板銷軸16轉動，從而帶動加載機構底板10上的加載機構底座9以及電液伺服加載機構8在水平方向上繞著球形加載端頭24轉動；