[发明专利]高频切削力动态模拟加载装置

说明书

本发明公开了一种高频切削力动态模拟加载装置，所述高频切削力动态模拟加载装置包括主轴连接刀柄、五条支链、安装板和电控柜，主轴连接刀柄与数控机床的主轴连接，主轴连接刀柄的下端设有连接法兰，安装板与数控机床的工作台连接，五条支链沿连接法兰的周向间隔布置并连接在连接法兰和安装板之间，支链包括沿远离连接法兰的方向依次连接的上连接件、压电陶瓷、电动缸和下连接件，电控柜与电动缸和压电陶瓷均连接，电控柜可控制电动缸朝向主轴连接刀柄压迫连接法兰，压电陶瓷可接受并转换电控柜的电信号为高频力信号以模拟高频切削力。本发明的高频切削力动态模拟加载装置可以对数控机床的主轴实现高频变力加载，代替真实的切削试验。

技术领域

本发明涉及数控机床可靠性测试技术领域，尤其是涉及一种高频切削力动态模拟加载装置。

背景技术

数控机床是复杂的机电液系统，可靠性是其重要的性能之一，受到学术界与用户企业的广泛关注。早期故障试验是可以很好地磨合机床，暴露机床的薄弱点，提升机床的可靠性。但是通过切削进行早期故障试验，浪费切削材料，试验成本高。切削力模拟加载装置是一种良好的切削试验替代品，其可以对机床施加一定的力，模拟机床在真实加工中的受力状况。但是，相关技术中的切削力加载装置模拟切削力效果差，难以代替真实的切削试验。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷及不足，提供一种高频切削力动态模拟加载装置，所述高频切削力动态模拟加载装置可以对机床主轴实现高频变力加载，实现切削力的模拟，代替真实切削试验，完成机床的故障试验，以期提升数控机床的可靠性。

根据本发明实施例的高频切削力动态模拟加载装置包括：主轴连接刀柄，所述主轴连接刀柄的上端与数控机床的主轴连接，所述主轴连接刀柄的下端设有连接法兰，且所述连接法兰通过角接触球轴承与所述主轴连接刀柄可转动地连接；五条支链和安装板，所述安装板位于所述连接法兰的下方并与所述数控机床的工作台连接，五条所述支链沿所述连接法兰的周向间隔布置并连接在所述连接法兰和所述安装板之间，所述支链包括沿远离所述连接法兰的方向依次连接的上连接件、压电陶瓷、电动缸和下连接件，且所述上连接件与所述连接法兰连接，所述下连接件与所述安装板连接，所述压电陶瓷与所述电动缸的活塞杆连接。电控柜，所述电控柜与所述电动缸和所述压电陶瓷均连接，且电控柜可控制所述电动缸的活塞杆伸出以朝向所述主轴连接刀柄压迫所述连接法兰，所述压电陶瓷可接受并转换所述电控柜的电信号为高频力信号以模拟高频切削力。

根据本发明实施例的高频切削力动态模拟加载装置，连接法兰与主轴连接刀柄通过角接触球轴承配合，五条支链沿连接法兰的周向间隔布置，且支链的上端与连接法连接，支链包括电动缸和压电陶瓷，电控柜可以控制电动缸伸缩以输出低频力，以及控制压电陶瓷伸缩输出高频变力，由此，电动缸输出的力可以朝向主轴连接刀柄压迫连接法兰，以保证连接法兰与主轴连接刀柄接触，压电陶瓷伸缩输出的高频变力可以传递至主轴连接刀柄以对主轴加载高频变力，相较于传统模拟装置的单点静力加载，可以更好地实现切削力的模拟，代替真实的切削试验，完成机床的早期故障试验，提升数控机床的可靠性。另外，本申请中的五条支链可以保证模拟切削力的多维度加载，进一步地贴近主轴连接刀柄的实际作业时的受力状态。

在一些实施例中，所述高频切削力动态模拟加载装置还包括定位板，所述定位板与所述数控机床的工作台连接，所述定位板上具有定位部，所述定位部可限制所述安装板的装配位置。

在一些实施例中，所述安装板具有多排沿其厚度方向贯穿所述安装板并在所述连接法兰的周向上间隔排布的连接孔，每排所述连接孔包括多个在所述连接法兰的径向间隔布置的连接孔，所述支链通过所述连接孔与所述安装板连接。

在一些实施例中，所述安装板还具有多个沿其厚度方向贯穿所述安装板并在所述连接法兰的周向上间隔布置的槽型安装孔，所述安装板通过穿过所述槽型安装孔的螺钉与所述数控机床的工作台连接。