[實用新型]一種模擬刀具切削力的加載實驗裝置

有效

• 申請號: 201720764482.7
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN207066741U
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 商蘇成;陳蔚芳
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01M13/02
• 分類號: G01M13/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 錢麗

技術領域

本實用新型涉及機床模擬加載裝置，主要涉及一種模擬刀具切削力的加載實驗裝置。

背景技術

機床是裝備制造業的基礎，代表了制造業的發展水平，絲杠的磨損及其它失效形式將影響機床精度及其穩定性，由于以前高速硬切削和大功率切削以及難加工的新型材料很少出現在生產加工中，并且沒有專門的研究方法，所以較小的切削力對機床的影響不予考慮。近年來，隨著機床加工精度的提高和難加工材料的發展，不同加工方式產生的不同切削力引起的機床傳動件壽命變化越來越受到重視，研究切削力對機床傳動件壽命的影響變得尤為重要。

加工方式及加工參數對作用在傳動部件上的切削力有較大影響，切削過程中切削負載會傳遞到機床傳動部件上，從而增加機床傳動件的磨損，對機床精度產生影響，引起機床誤差變化和機床受力變形，這些變形最終反映為刀具和工件的正確的相對切削位置變化，造成加工誤差。

為了監測機床進給系統的精度和傳動件的磨損程度，需要對機床進行動態測試。但是由于該測試是一個長期且大量浪費材料的過程，因此，需要對機床進行切削力模擬加載實驗，用以測得傳動件的各項性能指標。

目前的機床切削力模擬加載裝置很少，有的采用磁粉制動器、拉壓力計、測功機等，有的采用并聯機構，這些設備只是模擬絲杠的磨損，并不能和切削力直接聯系起來，也有模擬三向切削力的裝置，但是也只限于在三向力上的模擬，并不能真正模擬機床刀具真實加工情況下作用在工件各個不同位置下的切削力，從而這些裝置不能真實反映實際狀況。

實用新型內容

現有的切削力加載裝置不能模擬機床刀具真實加工情況下作用在工件各個不同位置下的切削力，由于在機床整機上不便于采集傳動部件的有用信息，并且存在切屑和切削液，存在諸多干擾試驗的因素。針對現有技術中存在的問題，本實用新型提供了一種模擬刀具切削力的加載實驗裝置，用于研究不同位置和大小的切削力與傳動部件的各項指標的聯系。

本實用新型的技術方案是提供一種模擬刀具切削力的加載實驗裝置，包括底板、被測傳動件試驗臺、加載板、加載系統、隨動加載臺和隨動加載控制電路；被測傳動件試驗臺與隨動加載臺相互平行的固定在底板上，并通過隨動加載控制電路控制同步運動，被測傳動件試驗臺的臺面與隨動加載臺的臺面位于同一水平面上，加載板垂直固定在被測傳動件試驗臺上，加載系統包括三向加載裝置和加載桿，三向加載裝置固定在隨動加載臺上，加載桿的一端固定在三向加載裝置上，另一端垂直固定在加載板上，三向加載裝置包括X軸加載裝置、Y軸加載裝置和Z軸加載裝置；X軸加載裝置與Y軸加載裝置在水平面內相互垂直，Z軸加載裝置垂直于X軸加載裝置與Y軸加載裝置所在的水平面。

加載系統通過配件提高加載系統的高度位置，將配件固定安裝在隨動加載臺上，再把加載系統固定安裝在配件上；配件在Y方向上至少設有兩組螺栓孔適配Y方向的加載位置調整，加載板上的相應高度位置處設有用于固定加載桿的螺栓孔。

被測傳動件試驗臺臺面的Y方向上設有用于調整加載板位置的螺栓孔。

加載桿通過固定螺栓和反向固定螺母固定在加載板上，固定螺栓的螺頭緊固在加載板上，螺桿部通過反向固定螺母固定在加載桿的端部。

X軸加載裝置、Y軸加載裝置和Z軸加載裝置結構相同，X軸加載裝置包括X軸推力螺栓、X軸加載機架、X軸力傳感器和X軸頂塊，X軸推力螺栓、X軸力傳感器和X軸頂塊的幾何中心軸線同軸安裝于X軸加載機架的定位凹槽內，X軸推力螺栓頂緊X軸力傳感器和X軸頂塊，使X軸頂塊與加載桿接觸。

被測傳動件試驗臺與隨動加載臺的結構相似，隨動加載臺包括平臺機架、伺服電機、聯軸器、電機機架、端蓋、絲杠副、兩條導軌副、絲杠副后端支架和角接觸軸承，伺服電機固定安裝在電機機架上，聯軸器、絲杠副與伺服電機的輸出軸同軸線安裝，絲杠副的一端通過一對反向安裝的角接觸軸承安裝在電機機架內，端蓋固定該對反向安裝的角接觸軸承的位置，絲杠副的另一端通過角接觸軸承固定在絲杠副后端支架上，伺服電機、聯軸器、電機機架、端蓋、絲杠副、絲杠副后端支架、角接觸軸承整套裝配好后通過螺栓固定安裝至平臺機架上，兩條導軌副水平安裝在平臺機架的兩側，兩條導軌副上安裝滑塊和隨動加載臺的臺面，隨動加載臺的下臺面與絲杠副的絲杠螺母相連，絲杠副運動即可控制隨動加載臺的臺面水平移動。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果在于：