[发明专利]一种高速电主轴切削力模拟加载及测试装置

权利要求书

1.一种高速电主轴切削力模拟加载及测试装置，其特征在于：包括机械部分和电气控制部分，

1)所述的机械部分的结构是，

在工作台(16)上设置有电主轴支座(17)和一个径向电磁铁支架(6)、一个切向电磁铁支架(11)和一对轴向电磁铁支架(8)，电主轴支座(17)上设置有电主轴(1)，电主轴(1)与空心的铜杯(2)底端连接，铜杯(2)开口端设置有外沿；

径向电磁铁支架(6)的端头伸进铜杯(2)中，并安装有径向力加载电磁铁(5)，径向力加载电磁铁(5)上设置有竖直方向的直流励磁线圈①；

一对轴向电磁铁支架(8)分布在铜杯(2)开口外沿两侧，每个轴向电磁铁支架(8)上安装有一个轴向力加载电磁铁(7)，该对轴向力加载电磁铁(7)对称分布在外沿两侧，每个轴向力加载电磁铁(7)上安装有一水平的直流励磁线圈②；

切向电磁铁支架(11)位于铜杯(2)下方，切向电磁铁支架(11)上安装有切向力加载电磁铁(9)，切向力加载电磁铁(9)安装有竖直方向的直流励磁线圈③；

径向力加载电磁铁(5)与切向力加载电磁铁(9)靠近铜杯(2)的底端，径向力加载电磁铁(5)的轴线与切向力加载电磁铁(9)的轴线重合，且该轴线平行于铜杯(2)的竖直直径线；铜杯(2)外沿两侧的轴向力加载电磁铁(7)的轴线重合，且该轴线平行于铜杯(2)的轴线；

2)所述的电气控制部分结构是，

在径向电磁铁支架(6)、切向电磁铁支架(11)和一对轴向电磁铁支架(8)上各设置有一单向拉压力传感器(10)，单向拉压力传感器(10)输出端与滤波放大电路(15)、A/D转换器(14)依次连接，A/D转换器(14)输出端与加载控制器(13)连接，加载控制器(13)与工控机(25)连接，加载控制器(13)与单相可控硅整流电路(12)连接，单相可控硅整流电路(12)与整流变压器(18)连接，

单相可控硅整流电路(12)的主电路输出端分别与直流励磁线圈①、②和③同时连接；单相可控硅整流电路(12)的控制电路部分由移相触发电路(19)、隔离驱动电路(20)依次连接组成，移相触发电路(19)的输入端与加载控制器(13)输出端连接。

2.根据权利要求1所述的高速电主轴切削力模拟加载及测试装置，其特征在于：所述单相可控硅整流电路(12)的主电路部分由电路结构一致的三组桥式单相可控硅整流电路组成，即径向整流电路(22)、轴向整流电路(23)和切向整流电路(24)，上述三组单相可控硅整流电路的输出端还并接有相同的续流电路(21)，

径向整流电路(22)的输出接线端口为a端、b端，接直流励磁线圈①；

轴向整流电路(23)的输出接线端口为c端、d端，当与铜杯(2)外沿左侧的直流励磁线圈②连接时，产生水平向左的轴向力；或者c端、d端当与铜杯(2)外沿右侧的直流励磁线圈②连接时，产生水平向右的轴向力；

切向整流电路(24)的输出接线端口为e端、f端，与直流励磁线圈③连接。

3.根据权利要求1所述的高速电主轴切削力模拟加载及测试装置，其特征在于：所述铜杯(2)内圆柱面及开口端外沿两侧覆盖有一层非晶态软磁合金涂层(3)，选用牌号为1K503的铁镍基非晶态合金材料。

4.根据权利要求1所述的高速电主轴切削力模拟加载及测试装置，其特征在于：所述径向力加载电磁铁(5)、轴向力加载电磁铁(7)和切向力加载电磁铁(9)与铜杯(2)之间的气隙I、II和III均为1mm。

5.根据权利要求1所述的高速电主轴切削力模拟加载及测试装置，其特征在于：所述铜杯(2)的端面沿轴向开斜通孔(4)。