[发明专利]便携式主轴全工况加载与性能检测装置

说明书

本发明属于机械试验设备技术领域，涉及一种便携式主轴全工况加载与性能检测装置；包括模拟刀柄模块、刀柄装卡模块、加载轴承模块、轴向力加载模块、径向力加载模块、检测模块和附件模块七大模块；刀柄装卡模块中的模拟刀具定位卡具与模拟刀柄上部卡槽配合；轴向力加载模块的轴向力加载头在加载过程与加载轴承模块中的轴承外套底部接触，实现对主轴轴向力的加载。径向力加载模块中的径向力压电陶瓷加载棒与轴承外套侧面接触，实现对主轴径向力的加载。本发明通过将主轴性能检测部件与标准化刀柄融为一体后施加载荷，实现模拟机床主轴在加工过程的真实载荷并获取性能检测数据，以提高主轴可靠性试验与性能测试的可操作性与准确性。

技术领域

本发明属于机械试验设备技术领域，涉及一种对数控机床主轴进行试验的装置，具体地说，涉及一种可以模拟主轴实际切削时受到的动态切削力与扭矩，并对主轴进行加载试验与性能检测的装置。

背景技术

主轴作为数控机床的关键功能部件，其可靠性与综合性能对整台数控机床的运行状态影响很大。传统的主轴性能试验往往需要在实验室环境搭建特定试验台，安装各种检测装置进行试验。一些主轴的现场检测装置虽然能够实现部分项目检测，但仅为空载检测或实际工件切削时的检测，而无法模拟在指定工况下加载的性能检测。基于工件切削的加载试验不但浪费大量材料，而且主轴加载状态并非可控，无法进行加速条件和特定载荷状态的试验。若采用模拟工况加载方式进行试验，既可动态改变加载参数，又节能环保。现有的模拟工况下试验装置的主轴切削扭矩加载方案，一般是采用主轴刀柄前端与测功机串联加载扭矩方式，如发明专利CN105527090A与发明专利CN102889983B。这种方式改变了刀具加工时的受力方式，难以做到径向、轴向切削力准确加载，而且还仅能模拟两个方向的加载切削力。只有设计一种能够协同控制、精确模拟各种工况下的三向切削力大小、方向的混合加载装置，才能获得主轴可靠性与综合性能测试的准确基础数据。因此，创新设计一种能够便携的，可快速安装于实际机床上，对主轴进行全工况准确模拟加载与检测的试验装置，对于机控机床主轴的可靠性与性能试验具有重要的工程应用价值。

发明内容

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：

参阅图1，便携式主轴全工况加载与性能检测装置3采用T型螺栓安装在加工中心工作台4上。使用前需要依靠数控加工中心1的数控系统，将加工中心主轴2调整到便携式主轴全工况加载与性能检测装置3正上方。参阅图5，通过主轴2内部的主轴拉爪2-1将主轴2与模拟刀柄5顶部的配合面紧密配合，以模拟主轴刀柄真实的安装方式。

一种便携式主轴全工况加载与性能检测装置，包括模拟刀柄模块、刀柄装卡模块、加载轴承模块、轴向力加载模块、径向力加载模块、检测模块和附件模块七大模块；

所述模拟刀柄模块中的模拟刀柄5上端与主轴2通过锥孔配合；

所述刀柄装卡模块中的模拟刀具定位卡具6-1与模拟刀柄5上部卡槽配合；

所述加载轴承模块包括加载轴承8-1和轴承外套8-2；

所述加载轴承8-1与模拟刀柄5通过轴孔配合，轴承外套8-2过盈配合安装于加载轴承8-1外圈。

所述轴向力加载模块安装于附件模块中的装置外支架12的底座上，轴向力加载模块的轴向力加载头9-5在加载过程与轴承外套8-2底部表面接触，实现对主轴2轴向力的加载。

所述径向力加载模块中的径向力压电陶瓷加载棒10-3与轴承外套8-2侧面接触，实现对主轴2径向力的加载。

检测模块通过螺栓安装在附件模块中的装置外支架12上，且位于装置外支架12上靠近模拟刀柄5的位置附近。

技术方案中所述模拟刀柄模块还包括转子绕组5-1和定子绕组5-2；