[发明专利]机床主轴拉刀机构可靠性试验装置

说明书

本发明属于机械试验设备及方法技术领域，涉及一种机床主轴拉刀机构可靠性试验装置；由主轴安装模块、模拟刀柄模块、加载模块和辅助模块组成；主轴安装模块包括主轴、主轴抱夹；加载模块包括电液伺服加载机构、伺服电机、小齿轮、弧形齿条、球形加载端头、压力传感器、电液伺服阀；模拟刀柄模块包括轴承加载单元、滑轨、自动发电环和滑块；主轴与电液伺服加载机构之间通过轴承加载单元连接，在主轴与轴承加载单元之间安装有自动发电环；轴承加载单元通过滑块安装在滑轨上，并能够在滑轨上滑动。本发明能够模拟不同类型主轴刀柄的换刀过程，进行主轴拉刀机构可靠性试验以及早期磨合试验，并对拉刀机构的加速寿命试验起到指导性作用。

技术领域

本发明属于机械试验设备及方法技术领域，涉及一种对主轴拉刀机构进行可靠性试验的装置，具体地说，涉及一种可以对主轴拉刀机构工况进行模拟、拉刀机构性能进行检测的可靠性试验装置。

背景技术

主轴作为数控机床的关键功能部件，其可靠性对整机的可靠性有着很大的影响，根据统计规律，主轴中的拉刀机构占据较大部分故障比例。目前虽然存在对主轴拉刀机构进行试验的装置如CN205352685U，但其仅能模拟机械手对松拉刀动作，并不能动态模拟切削过程对拉刀机构的影响，更没有针对拉刀机构的动态检测装置。已有的拉刀机构测量装置如CN204546139U虽然可以实时监测拉刀力，但是不能全面地检测拉刀机构振动、噪声等参数，更不具有内置的自发电，数据无线传输系统等全面集成化的功能。因此发明一套具有针对性的，能够完全模拟主轴拉刀机构真实工况，并且全面监测其构动态数据的试验装置对提升主轴拉刀机构可靠性具有很大实际意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术无法对主轴拉刀机构进行全面的可靠性试验，而且现有的拉刀力检测装置不能完全反映拉刀机构的性能。本发明专利提供了一种能够对不同类型刀柄的拉刀机构进行可靠性试验装置，其不仅可以模拟主轴拉刀机构的机械动作，而且能够模拟不同载荷状态下主轴切削时对拉刀机构的影响。为了实现连续松拉刀动作，本发明基于电液伺服加载机构往复运动，模拟换刀机械手的换刀过程。为了实现模拟真实工况下刀柄对拉刀机构的影响，设计了轴承加载单元结构与角度可调的电液伺服加载机构，使得施加在旋转刀柄上的切削力可实现大小与方向的综合调节，更好地模拟了主轴实际切削过程中拉刀机构的工况。

在进行可靠性试验的过程中，本发明所述的拉刀机构性能检测模块能够以自发电的形式，将拉刀机构的振动、噪声以及拉刀力值以无线传输的方式传回数据采集仪，从而进行在线状态检测。

本发明所述的试验装置在完成可靠性试验的同时，还能根据不同的试验方案进行主轴拉刀机构早期磨合、拉刀机构性能检测以及拉刀机构加速寿命试验，具有比较广泛的用途。由于试验装置简洁，相比普通换刀机械手具有较高的可靠性，能够排除外因对拉刀力可靠性试验系统的影响。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的，结合附图说明如下：

一种机床主轴拉刀机构可靠性试验装置，由主轴安装模块、模拟刀柄模块、加载模块和辅助模块组成；

所述的主轴安装模块包括主轴3、主轴抱夹4和主轴支撑台21；主轴3通过主轴抱夹4固定在主轴支撑台上21；

所述加载模块包括电液伺服加载机构8、加载杆8-1、加载机构底座9、加载机构底板10、伺服电机11、小齿轮12、弧形齿条14、加载机构底板销轴16、球形加载端头24、压力传感器25、电液伺服阀26；

所述电液伺服加载机构8固定在加载机构底座9上，加载机构底座9固定在加载机构底板10上，加载机构底板10与弧形齿条14固定；

伺服电机11驱动小齿轮12，小齿轮12与加载机构底板10外缘的弧形齿条14啮合，带动加载机构底板10绕着加载机构底板销轴16转动，从而带动加载机构底板10上的加载机构底座9以及电液伺服加载机构8在水平方向上绕着球形加载端头24转动；