[发明专利]机床主轴性能测试平台

说明书

技术领域

本发明涉及机床性能测试领域，尤其涉及一种对机床主轴性能进行测试的平台。

背景技术

主轴部件是数控机床的主要功能部件，是实现机床“高速、高精、高效”的关键因素之一。随着技术的不断发展，高档数控机床使用的主轴单元已经从机床结构中独立出来，由机床厂或专业主轴制造厂按标准化、系列化组织生产。

一般而言，评价主轴部件的技术性能的参数包括以下几个方面：

基本性能，包括运转、密封性、温升及噪声等；

高级性能，包括刚度、热变性、动态精度、拉刀力、动平衡等；

电气控制技术性能，包括主轴轴承润滑控制系统控制方式及优化参数、主轴运转温升许可及转速许可控制技术性能、主轴热变形测试分析及补偿技术性能等。

在实际应用中，机床主轴性能测试的重点在于，检测主轴的热变形及动态精度。现有的主轴技术性能测试平台，都是针对热变形或者动态精度中的一项技术性能进行测试试验，不能全面、高效的测试主轴的全部技术性能。其原因在于性能测试的平台要同时满足三个方面的要求，即：1、应具有足够的刚性和抗振性；2、应有满足实验要求的工装、夹具，包括主轴的固定、测量仪器的安装和移动等；3、能便捷地与气源、液压站连接。

因此，亟待建立了一个数控机床用精密主轴技术性能测试试验平台，能同时满足上述三个方面的技术要求，从而完成主轴的各项性能试验。为制造高精度、高可靠性的主轴单元功能部件提供保证，为机械设计、电气设计提供实验数据，促进数控机床整机性能品质的提高。

发明内容

本发明为了解决现有技术中机床主轴性能测试平台不能全面测试主轴的各项技术性能的问题，提供了如下的技术方案：

机床主轴性能测试平台，包括试验台，主轴单元，及设置于试验台上固定所述主轴单元两端的主夹紧装置和副夹紧装置，其还包括：一段贯入主轴单元的轴心内，另一段依次分别与动态精度检测装置和热变形测量装置相接触的检棒；所述动态精度检测装置固定在可以沿主轴单元轴向运动的横向导轨上；所述热变形测量装置固定在可以沿主轴单元纵向运动的纵向导轨上。

作为优选的方案，所述动态精度检测装置设置有两个涡流传感器，其在所述横向导轨上有三个确定的工作位置。所述两个涡流传感器呈直角布置。所述热变形测量装置上设置有六个传感器。所述六个传感器在所述热变形测量装置上的位置可以调节。所述检棒的长度约为主轴单元空腔的1.5。

本发明机床主轴性能测试平台，由于解决了现有技术中的如下问题，因此具有积极的有益技术效果：

1、由于设置了横向和纵向两条导轨，以及主副两个夹紧装置，能满足实验要求的工装、夹具，包括主轴的固定、测量仪器的安装和移动等技术要求。

2、由于动态精度检测装置和热变形测量装置分别固定在轨道上，可以方便、全面的测试主轴多点的技术性能数据。

3、由于涡流传感器的位置可调，能全面、详实的测试主轴的热变形技术性能。

附图说明

图1为本发明机床主轴性能测试平台的原理图。

图2为本发明机床主轴性能测试平台的主视图。

图3为本发明机床主轴性能测试平台的俯视图。

图4为本发明机床主轴性能测试平台的动态精度检测装置结构图。

具体实施方式

如图1所示为本发明机床主轴性能测试平台的原理图。本发明机床主轴性能测试平台包括如下单元：主轴单元1、试验台22、操作台33、数控系统44、液压站55、恒温油箱66、气源77、保护网88及试验装置99。试验台22的底座用方钢焊接而成，上部与整体钢板焊接，构成试验台22的基础。试验台22上部安装着各种试验装置99，包括主轴热变形检测装置及动态精度检测装置。主轴单元1由两套夹紧装置固定在试验台22上，主轴单元1前端设置有试验装置99，用来检验主轴技术性能。

如图2、3为本发明机床主轴性能测试平台的主视图和俯视图。主轴单元1的两端分别由主夹紧装置2和副夹紧装置3夹紧，以便于将主轴单元1固定在实验台上。

动态精度检测装置9通过支架固定在横向导轨8上，可以在横向导轨8上沿着主轴单元1的轴向运动；动态精度检测装置9在横向导轨8上有三个确定的位置，分别位于A、B和C三个位置处。

热变形测量装置7通过支架固定在纵向导轨6上，可以在纵向导轨6上沿着主轴单元1的横截面方向运动。

检棒4的一段贯入主轴单元1的轴心内，另一段伸出主轴外，依次分别与动态精度检测装置9和热变形测量装置7相接触。