[發明專利]一種測試擺角銑頭可靠性的試驗裝置及試驗方法

有效

• 申請號: 202210681694.4
• 申請日: 2022-06-15
• 公開（公告）號: CN115096567B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 陳傳海;王永志;劉志峰;郭勁言;齊寶寶;張瑞亮;李福佳;劉山明;王華凱;榮林健;段佳瑞;劉嚴
• 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: 北京專贏專利代理有限公司 11797
• 代理人: 劉偉

本發明適用于機械產品試驗設備技術領域，提供了一種測試擺角銑頭可靠性的試驗裝置及試驗方法，所述擺角銑頭可靠性試驗裝置主要由旋轉底座模塊、可調節安裝模塊、軸向力和徑向力加載與回轉精度測量模塊、扭矩加載模塊、重復定位精度檢測模塊組成；可調節安裝模塊安裝在旋轉底座模塊上；擺角銑頭安裝在可調節安裝模塊的后支座上；軸向力和徑向力加載與回轉精度測量模塊、扭矩加載模塊安裝在可調節安裝模塊的支撐箱體內部；本發明公開了一種測試擺角銑頭可靠性的試驗裝置及試驗方法，為開展擺角銑頭可靠性臺架試驗提供了試驗裝置與技術支撐，克服了對數控加工中心擺角銑頭高頻動態載荷模擬加載、關鍵性能測試以及運動跟蹤加載的難題。

技術領域

本發明屬于機械產品試驗設備技術領域，尤其涉及一種測試擺角銑頭可靠性的試驗裝置及試驗方法。

背景技術

目前國內機床行業得到了飛速的發展，但高端機床與國外先進水平仍有較大的差距，其中可靠性水平低是一個重要因素。具有擺角銑頭的高端數控機床是五軸加工中心的典型結構類型，用來加工大型復雜結構件，具有加工精度和效率高的特點。擺角銑頭的可靠性水平是影響加工中心整機可靠性的關鍵，因此開發擺角銑頭可靠性試驗裝置與方法，進而開展可靠性試驗，對提升擺角銑頭的可靠性水平具有重要的意義。

目前現有專利或者文獻沒有涉及到擺角銑頭可靠性試驗裝置的研究，專利CN110936227A一種擺角銑頭專用的靜態特性檢測裝置及測量方法，該裝置直接對安裝在機床上的擺角銑頭末端施加一個靜態力，然后測量其變形量，沒有對擺角銑頭的回轉精度及重復定位精度等關鍵性能指標進行測量，也不能進行高頻動態載荷的加載，更無法進行隨動載荷的加載，因此無法進行擺角銑頭動態特性的檢測；專利CN104476325A一種雙擺角萬能銑頭旋轉軸定位精度測量裝置，是對擺角銑頭旋轉軸定位精度進行測量，沒有涉及載荷的模擬加載及轉軸的回轉精度的測量，因此無法實現復雜工況條件下的旋轉軸定位精度檢測。

在擺角銑頭機床的實際加工過程中，擺角銑頭加工軸的回轉精度及擺動軸重復定位精度的高低直接決定了加工質量，在不同的載荷條件下、一定運行時間后，其精度必然會發生變化。

為避免上述技術問題，確有必要提供一種測試擺角銑頭可靠性的試驗裝置及試驗方法以克服現有技術中的所述缺陷。

發明內容

本發明的目的在于提供一種測試擺角銑頭可靠性的試驗裝置及試驗方法，旨在解決目前現有專利或者文獻沒有涉及到擺角銑頭可靠性試驗裝置的研究。

本發明是這樣實現的，一種測試擺角銑頭可靠性的試驗裝置，包括旋轉底座模塊、可調節安裝模塊、軸向力和徑向力加載與回轉精度測量模塊、扭矩加載模塊、重復定位精度檢測模塊以及擺角銑頭；

擺角銑頭安裝在所述可調節安裝模塊上，用于調節擺角銑頭B擺軸體的轉軸線L1與旋轉底座模塊的旋轉軸線L2同軸；

所述旋轉底座模塊上安裝有軸向力和徑向力加載與回轉精度測量模塊以及扭矩加載模塊，通過旋轉底座模塊旋轉工作，實現對擺角銑頭轉動擺角位置的加載與回轉精度測量；所述軸向力和徑向力加載與回轉精度測量模塊通過壓電陶瓷促動器結構實現軸向力、徑向力的高頻動態模擬載荷的加載，通過電渦流傳感器和紅外激光接近開關傳感器實現加工軸回轉精度的測量；

所述扭矩加載模塊通過控制電磁比例閥開口大小調節葉輪內外密閉腔的壓力差來實現對擺角銑頭扭矩的加載；

所述重復定位精度檢測模塊通過激光位移傳感器與45度棱鏡配合實現擺軸重復定位精度的測試。

進一步的技術方案，所述的旋轉底座模塊包括底座、驅動件、減速器、轉盤以及轉動平臺；

所述底座的上表面開有3/4圓弧導軌槽、兩個相互平行的直線導軌槽以及滾珠絲杠副導軌槽，所述底座的下表面開有圓柱腔體、并在圓柱腔體內表面開有圓形軸孔和十六個一定深度的M8螺紋孔；