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数控刀架三联齿盘可靠性试验台制造技术

技术编号:23980216 阅读:57 留言:0更新日期:2020-04-29 11:00
本发明专利技术公开了一种数控刀架三联齿盘可靠性试验台,克服了未有针对数控刀架内部三联齿盘机构进行可靠性试验的问题,试验台包括支撑部分、齿盘传动啮合部分、齿盘性能指标检测部分与自动控制部分;齿盘传动啮合部分包括齿盘传动部分与齿盘啮合部分;支撑部分包括底座、2根立柱、齿盘安装板与横梁,2根立柱对称地安装在底座的顶端,横梁安装在2根立柱的顶端;齿盘安装板水平地安装在2根立柱下端的内侧;齿盘传动部分通过其中的定齿盘安装于齿盘安装板上,齿盘啮合部分通过2套滚珠丝杠副安装在2根立柱的内侧;齿盘性能指标检测部分安装在齿盘传动啮合部分与支撑部分上;自动控制部分和齿盘传动啮合部分、齿盘性能指标检测部分之间分别为线连接。

The reliability test-bed of NC tool holder triple gear

【技术实现步骤摘要】
数控刀架三联齿盘可靠性试验台
本专利技术涉及一种应用于动力伺服数控刀架领域的试验装置,更确切地说,本专利技术涉及一种数控刀架三联齿盘可靠性试验台。
技术介绍
机床是装备制造业的加工母机,是加工制造的关键装备,同时机床行业是关系国家经济的战略性产业。机床的加工复杂度、精度、效率和柔性直接决定了这个国家的制造水平。中国机床行业发展迅速,并连续多年成为世界机床第一消费国和第一进口国,这其中数控机床关键功能部件对机床的整机性能起到重要作用。目前国内研发的数控机床在精度、速度、大型化和多轴联动方面取得了明显进展。但随着功能的增多,故障隐患增多,先进功能和性能指标不能维持,可靠性问题严重,已经成为企业、用户与销售市场关注的焦点和数控机床产业发展的瓶颈。国产数控机床可靠性水平偏低的主要原因之一是国产数控机床关键功能部件的可靠性水平较低,因此研究开发数控机床关键功能部件可靠性试验装置和试验技术具有重要的实际意义。数控刀架作为高端数控车床的关键功能部件之一,其主要功能由内部三联齿盘实现完成。数控刀架故障比例占到数控车床故障总比例的15%,提升其可靠性水平有利于提高整机的综合性能。我国的数控机床关键功能部件可靠性试验研究起步较晚,对目前的文献进行检索发现仅有一些功能简单的可靠性试验装置。例如,某些试验台可以对动力伺服刀架进行空运转试验、偏重试验。目前还未有针对数控刀架内部三联齿盘机构进行可靠性试验,并可实现对其三联齿盘结构进行精度和磨损状态检测的可靠性试验台。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服了现有技术未有针对数控刀架内部三联齿盘机构进行可靠性试验的问题,提供了一种数控刀架三联齿盘可靠性试验台。为解决上述技术问题,本专利技术是采用如下技术方案实现的:所述的数控刀架三联齿盘可靠性试验台包括支撑部分、齿盘传动啮合部分、齿盘性能指标检测部分与自动控制部分;所述的支撑部分包括底座、2根结构相同的立柱、齿盘安装板与横梁;所述的齿盘传动啮合部分包括齿盘传动部分与齿盘啮合部分;底座放置地基上,2根结构相同的立柱采用焊接方式垂直地安装在底座顶端的左右两侧,横梁采用螺栓安装在2根结构相同的立柱的顶端上;齿盘安装板水平地安装在2根结构相同的立柱的下端,齿盘安装板的左右端和左右侧立柱的内侧焊接连接;齿盘传动部分通过其中的定齿盘采用螺栓安装于齿盘安装板上,齿盘啮合部分通过2套结构相同的滚珠丝杠副安装在2根结构相同的立柱的内侧面上;齿盘性能指标检测部分安装在齿盘传动啮合部分与支撑部分上,齿盘性能指标检测部分中的关节臂测量仪固定放置在数控刀架三联齿盘可靠性试验台前的地面上;自动控制部分安装在控制柜上,自动控制部分和齿盘传动啮合部分、齿盘性能指标检测部分之间分别采用线连接。技术方案中所述的底座为一立方体形的空心结构件,底座的四角处设置有倒角,底座中间部分设置有矩形横截面的开口向下的前后贯通的凹槽,处于顶端的凹槽的槽底的中心处设置有用于安装齿盘伺服电机的螺栓通孔,底座的顶端的左右两侧设置有安装螺栓的用于将底座与2个结构相同的立柱相连接螺栓通孔;底座可通过铸造获得或者通过焊接或机械连接获得;所述的立柱采用等横截面的铝合金型材制成,立柱顶端设置有用于与横梁连接的立柱盲孔,立柱上端上沿横向设置有安装丝杠支座支撑端的支撑端螺栓孔,立柱下端上沿横向设置有安装丝杠支座固定端的固定端螺栓孔,固定端螺栓孔的下方均匀地设置有安装丝杠伺服电机支架的螺栓孔;所述的横梁为一矩形板类结构件,在横梁四角处设置有倒角,在横梁的左右两端加工有和立柱盲孔相对正的横梁通孔。技术方案中所述的齿盘传动部分还包括齿盘轴联轴器、24面齿盘传动轴、齿盘导向轴、齿盘伺服电机与动齿盘;所述的定齿盘采用螺栓安装在齿盘安装板中间的圆形通孔内,动齿盘放置在定齿盘中,24面齿盘传动轴的小径端与齿盘轴联轴器的一端连接,齿盘轴联轴器的另一端与伺服电机的输出端连接,24面齿盘传动轴的大径端与动齿盘下端面接触连接,导向轴的大径端放置于动齿盘的上端面上,采用螺栓将24面齿盘传动轴、动齿盘与齿盘导向轴连接,伺服电机输出轴、齿盘轴联轴器、24面齿盘传动轴、动齿盘与齿盘导向轴的回转轴线共线。技术方案中所述的24面齿盘传动轴为一根三段式阶梯轴,从左至右轴段直径依次增大,24面齿盘传动轴大径轴段设置成24棱的对齿盘分度的多棱体形状,多棱体面要求精度高、粗糙度低,大径轴段直径与动齿盘安装处直径相同,并加工出与动齿盘上的安装孔对正的安装通孔,24面齿盘传动轴小径轴段直径与齿盘轴联轴器连接孔的直径相等。技术方案中所述的齿盘导向轴是一两段式阶梯轴类零件,其大径端直径与长度和动齿盘一侧的圆形盲孔的直径和深度一致,在其大径端沿轴向均匀地设置有用于与动齿盘连接的螺栓安装孔,齿盘导向轴大径端的螺栓安装孔与动齿盘上的安装孔对正,小径端的直径与齿盘传动啮合部分中的双联齿盘内圆形孔直径相同,小径端的长度小于双联齿盘内圆形孔的深度。技术方案中所述的齿盘啮合部分还包括液压缸安装板、液压缸、液压缸联轴器、连接轴、双联齿盘、2个结构相同的丝杠联轴器、2个结构相同的丝杠伺服电机支架与2个结构相同的丝杠伺服电机;所述的滚珠丝杠副包括有丝杠支座支撑端、丝杠螺母、滚珠丝杠与丝杠支座固定端;2套结构相同的丝杠支座支撑端与丝杠支座固定端沿着2根结构相同的立柱纵向对称地安装在2根结构相同的立柱内侧的上下端,2根结构相同的滚珠丝杠安装在2套结构相同的丝杠支座支撑端与丝杠支座固定端上,2个结构相同的丝杠联轴器的上端与2个结构相同的滚珠丝杠的下端连接,2个结构相同的丝杠联轴器的下端和2个结构相同的丝杠伺服电机连接,2个结构相同的丝杠伺服电机采用螺栓安装在2个结构相同的丝杠伺服电机支架上,2个结构相同的丝杠伺服电机支架安装在2根结构相同的立柱上;两端分别安装有丝杠螺母的液压缸安装板通过2个结构相同的丝杠螺母套装在2根结构相同的滚珠丝杠上,液压缸通过法兰盘端采用螺栓竖直地安装在液压缸安装板中心处的底面上,液压缸的推杆下端与液压缸联轴器的上端连接,液压缸联轴器的下端与连接轴的上端连接,连接轴的下端与力传感器的一端连接,力传感器的另一端与双联齿盘连接。技术方案中所述的齿盘性能指标检测部分包括力传感器、三轴向加速度传感器、自准直仪底座、自准直仪与关节臂测量仪;所述的力传感器安装在齿盘传动啮合部分中的连接轴与双联齿盘之间,力传感器与自动控制部分中的信号放大器连接;三轴向加速度传感器安装在齿盘安装板顶端面上,三轴向加速度传感器与自动控制部分中的数据采集卡连接;自准直仪通过自准直仪底座放置在底座顶端,自准直仪与自动控制部分中的上位工控机连接;安装在地面上的关节臂测量仪与自动控制部分中的上位工控机连接。技术方案中所述的自动控制部分和齿盘传动啮合部分、齿盘性能指标检测部分之间分别采用线连接是指:所述的自动控制部分包括上位工控机、下位可编程控制器PLC、数据采集卡、电液伺服阀、电液伺服阀驱动器、齿盘伺服电机驱动器、滚珠丝杠伺服电机驱动器与信号放大器;所述的下位可编程控制器PLC的串行通信端口与上位工控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数控刀架三联齿盘可靠性试验台,其特征在于,所述的数控刀架三联齿盘可靠性试验台包括支撑部分、齿盘传动啮合部分、齿盘性能指标检测部分与自动控制部分;/n所述的支撑部分包括底座(1)、2根结构相同的立柱(2)、齿盘安装板(3)与横梁(5);/n所述的齿盘传动啮合部分包括齿盘传动部分与齿盘啮合部分;/n底座(1)放置地基上,2根结构相同的立柱(2)采用焊接方式垂直地安装在底座(1)顶端的左右两侧,横梁(5)采用螺栓安装在2根结构相同的立柱(2)的顶端上;齿盘安装板(3)水平地安装在2根结构相同的立柱(2)的下端,齿盘安装板(3)的左右端和左右侧立柱(2)的内侧焊接连接;/n齿盘传动部分通过其中的定齿盘(21)采用螺栓安装于齿盘安装板(3)上,齿盘啮合部分通过2套结构相同的滚珠丝杠副安装在2根结构相同的立柱(2)的内侧面上;齿盘性能指标检测部分安装在齿盘传动啮合部分与支撑部分上,齿盘性能指标检测部分中的关节臂测量仪(25)固定放置在数控刀架三联齿盘可靠性试验台前的地面上;自动控制部分安装在控制柜上,自动控制部分和齿盘传动啮合部分、齿盘性能指标检测部分之间分别采用线连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种数控刀架三联齿盘可靠性试验台,其特征在于,所述的数控刀架三联齿盘可靠性试验台包括支撑部分、齿盘传动啮合部分、齿盘性能指标检测部分与自动控制部分;
所述的支撑部分包括底座(1)、2根结构相同的立柱(2)、齿盘安装板(3)与横梁(5);
所述的齿盘传动啮合部分包括齿盘传动部分与齿盘啮合部分;
底座(1)放置地基上,2根结构相同的立柱(2)采用焊接方式垂直地安装在底座(1)顶端的左右两侧,横梁(5)采用螺栓安装在2根结构相同的立柱(2)的顶端上;齿盘安装板(3)水平地安装在2根结构相同的立柱(2)的下端,齿盘安装板(3)的左右端和左右侧立柱(2)的内侧焊接连接;
齿盘传动部分通过其中的定齿盘(21)采用螺栓安装于齿盘安装板(3)上,齿盘啮合部分通过2套结构相同的滚珠丝杠副安装在2根结构相同的立柱(2)的内侧面上;齿盘性能指标检测部分安装在齿盘传动啮合部分与支撑部分上,齿盘性能指标检测部分中的关节臂测量仪(25)固定放置在数控刀架三联齿盘可靠性试验台前的地面上;自动控制部分安装在控制柜上,自动控制部分和齿盘传动啮合部分、齿盘性能指标检测部分之间分别采用线连接。


2.按照权利要求1所述的数控刀架三联齿盘可靠性试验台,其特征在于,所述的底座(1)为一立方体形的空心结构件,底座(1)的四角处设置有倒角,底座(1)中间部分设置有矩形横截面的开口向下的前后贯通的凹槽,处于顶端的凹槽的槽底的中心处设置有用于安装齿盘伺服电机(26)的螺栓通孔,底座(1)的顶端的左右两侧设置有安装螺栓的用于将底座(1)与2个结构相同的立柱(2)相连接的螺栓通孔;底座(1)可通过铸造获得或者通过焊接或机械连接获得;
所述的立柱(2)采用等横截面的铝合金型材制成,立柱(2)顶端设置有用于与横梁(5)连接的立柱盲孔,立柱(2)上端上沿横向设置有安装丝杠支座支撑端(6)的支撑端螺栓孔,立柱(2)下端上沿横向设置有安装丝杠支座固定端(13)的固定端螺栓孔,固定端螺栓孔的下方均匀地设置有安装丝杠伺服电机支架(16)的螺栓孔;
所述的横梁(5)为一矩形板类结构件,在横梁(5)四角处设置有倒角,在横梁(5)的左右两端加工有和立柱顶端安装孔相对正的横梁通孔。


3.按照权利要求1所述的数控刀架三联齿盘可靠性试验台,其特征在于,所述的齿盘传动部分还包括齿盘轴联轴器(18)、24面齿盘传动轴(19)、齿盘导向轴(20)、齿盘伺服电机(26)与动齿盘(27);
所述的定齿盘(21)采用螺栓安装在齿盘安装板(3)中间的圆形通孔内,动齿盘(27)放置在定齿盘(21)中,24面齿盘传动轴(19)的小径端与齿盘轴联轴器(18)的一端连接,齿盘轴联轴器(18)的另一端与伺服电机(26)的输出端连接,24面齿盘传动轴(19)的大径端与动齿盘(27)下端面接触连接,导向轴(20)的大径端放置于动齿盘(27)的上端面上,采用螺栓将24面齿盘传动轴(19)、动齿盘(27)与齿盘导向轴(20)连接,伺服电机(26)输出轴、齿盘轴联轴器(18)、24面齿盘传动轴(19)、动齿盘(27)与齿盘导向轴(20)的回转轴线共线。


4.按照权利要求3所述的数控刀架三联齿盘可靠性试验台,其特征在于,所述的24面齿盘传动轴(19)为一根三段式阶梯轴,从左至右轴段直径依次增大,24面齿盘传动轴(19)大径轴段设置成24棱的对齿盘分度的多棱体形状,多棱体面要求精度高、粗糙度低,大径轴段直径与动齿盘(27)安装处直径相同,并加工出与动齿盘(27)上的安装孔对正的安装通孔,24面齿盘传动轴(19)小径轴段直径与齿盘轴联轴器(18)连接孔的直径相等。


5.按照权利要求3所述的数控刀架三联齿盘可靠性试验台,其特征在于,所述的齿盘导向轴(20)是一两段式阶梯轴类零件,其大径端直径与长度和动齿盘(27)一侧的圆形盲孔的直径和深度一致,在其大径端沿轴向均匀地设置有用于与动齿盘(27)连接的螺栓安装孔,齿盘导向轴(20)大径端的螺栓安装孔与动齿盘(27)上的安装孔对正,小径端的直径与齿盘传动啮合部分中的双联齿盘(14)内圆形孔直径相同,小径端的长度小于双联齿盘(14)内圆形孔的深度。


6.按照权利要求1所述的数控刀架三联齿盘可靠性试验台,其特征在于,所述的齿盘啮合部分还包括液压缸安装板(4)、液压缸(9)、液压缸联轴器(10)、连接轴(11)、双联齿盘(14)、2个结...

【专利技术属性】
技术研发人员:姚荣麟杨兆军陈传海刘明王志达苏肇明李靖
申请(专利权)人:吉林大学
类型:发明
国别省市:吉林;22

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