四方刀架的可靠性试验装置及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种四方刀架可靠性试验装置及试验方法，它包括：地平铁、四方刀架系统、切削力自动加载部分、切削振动加载部分，它们固定在地平铁上；所述的切削力自动加载部分包括：所述的切削力自动加载部分包括：电动缸、倾角调节机构、自动转台和两轴滑台，从上至下依次连接；两轴滑台固定在地平铁上；所述的切削力自动加载部分还包括：模拟刀杆，其一端装卡在四方刀架系统的四方刀架刀盘上，其另一端为球体；所述的切削振动加载部分包括：振动加载支撑装置和切削振动加载装置；还设有电流钳、可编程控制器、倾角传感器、转角传感器、计算机和数据采集卡。进行模拟真实工况的可靠性试验，暴露和激发产品故障，提供丰富且实用的数据。据。

Reliability test device and test method of square tool rest

【技术实现步骤摘要】
四方刀架的可靠性试验装置及试验方法


[0001]本专利技术属于数控车床制造和工业自动化控制领域的一种试验装置，更确切的说，本专利技术涉及一种四方刀架的可靠性试验装置及试验方法。

技术介绍

[0002]随着近几年制造业的蓬勃发展，我国已经成为数控机床生产及应用的大国。目前，我国已经在数控机床的重要核心技术研究方面取得了重大突破，实现了一些具有自主知识产权的科技成果与核心技术。但与发达国家相比，我国的数控机床企业所生产的产品质量不高、产品的可靠性较低、机床的加工精度和效率较低。这些问题事实上已经成为数控机床产业发展的一大瓶颈。造成国产数控机床可靠性水平偏低的主要原因之一就是国产数控机床关键功能性部件的可靠性水平较低，因此对于数控机床的关键性功能部件开发相应的可靠性试验装置和试验技术对于提高国产数控机床可靠性具有重大意义。回转式刀架作为数控机床中最常用的关键功能部件之一，其可靠性的高低直接影响数控机床加工的精度、稳定度和加工质量。提高其自身的可靠性对于提高整机的可靠性水平有着重要影响。
[0003]目前我国数控机床关键功能部件可靠性试验起步较晚，目前刀架的试验台可以对刀架进行空转试验、偏重试验，或者采用液压缸对模拟刀具进行模拟静态。动态切削力的加载试验。但是位姿调节机构比较沉重、调节位置有偏差、且切削力加载精度与切削力加载频率受限。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为克服目前国内没有具备模拟数控机床四方刀架真实工况加载功能的可靠性试验装置和可靠性试验方法的问题，提供了一种电动缸与激振器混合加载的四方刀架可靠性试验装置及试验方法。
[0005]四方刀架可靠性试验装置，其特征在于：地平铁1、四方刀架系统、切削力自动加载部分、切削振动加载部分，它们固定在地平铁1上；所述的切削力自动加载部分包括：所述的切削力自动加载部分包括：电动缸10、倾角调节机构11、自动转台12和两轴滑台13，从上至下依次连接；两轴滑台13固定在地平铁1上；所述的切削力自动加载部分还包括：模拟刀杆9，其一端装卡在四方刀架系统的四方刀架8刀盘上， 其另一端为球体；所述的电动缸10为直连式伺服电动缸，包括：切削力加载杆1001、压力传感器1002、电动缸前端面1003，电动缸电机1004；所述的压力传感器1002前部固定连接切削力加载杆1001上，电动缸电机1004驱动丝杆转动，带动切削力加载杆1001移动；所述的倾角调节机构11包括：支撑底板1101，电动缸底座1102，铰支座1103，倾角传感器1104，支杆1105，丝杠滑块1106，伺服电机1107，丝杠1108，丝杠底座1109；
所述的电动缸底座1102的前端与支撑底板1101的前端铰接，其中部下方固定安装铰支座1103，铰支座1103与支杆1105铰接，丝杠滑块1106与支杆1105铰接，丝杠底座1109、伺服电机1107固定在支撑底板1101上，伺服电机1107转动带动丝杠转动，使得丝杠滑块1106进行位移，带动支杆1105移动；所述的倾角传感器1104设在后部下方；所述的电动缸10的电动缸前端面1003固定电动缸底座1102上；所述的自动转台22包括：转台底座1201、蜗轮1202、蜗杆轴承1203、蜗杆1204、蜗杆架盖板1205、旋转台面1206、转台伺服电机1207和转角传感器1208；转台伺服电机1207带动蜗杆1204转动，蜗杆1204带动相啮合的蜗轮1202转动，转角传感器1208设在蜗轮1202顶部；所述的两轴滑台13包括：X方向伺服电机1301、X方向滑块1302、Y方向伺服电机1303和Y方向滑块1304；所述的为Y方向滑块1304为一T形结构件，底部与Y方向伺服电机1303相连接，工作时由Y方向伺服电机1303驱动 Y方向滑块1304沿Y轴方向进行移动，Y方向滑块1304的顶部两侧设有螺纹孔与上方的自动转台12相连接，Y方向伺服电机1303的底部与X方向滑块1302相连接，X方向滑块1302底部与X方向伺服电机1301相连接，工作时由X方向伺服电机1301驱动 X方向滑块1302沿X轴方向进行移动；X方向伺服电机1301的底部固定地平铁1上；转台底座1201固定在Y方向滑块1304上；所述的切削振动加载部分包括：振动加载支撑装置16和切削振动加载装置15；切削振动加载装置15固定在振动加载支撑装置16上，振动加载支撑装置16固定在地平铁1上；所述的切削振动加载装置15包括：激振器底座1501、激振器主体1502、顶杆1503、加速度传感器1504；激振器底座1501为三块钢板所连接而成的结构件，两侧钢板上设有孔，通过孔连接激振器主体1502的两侧；顶杆1503在激振器主体1502的顶端，加速度传感器1504设在顶杆1503的顶部；所述的切削振动加载支撑装置包括：滑台导轨1601、滑块1602、激振器垫板1603、滑台伺服电机1604组成。
[0006]所述的滑块1602顶端开有螺栓孔，与激振器垫板1603相连接，滑块底部安装在滑台导轨1601上，由滑台伺服电机1604驱动滑块1602在滑台导轨1601上移动；激振器底座1501固定在激振器垫板1603上；所述的激振器垫板1603为一弹性材料板。
[0007]所述的四方刀架系统包括：四方刀架底座2、四方刀架8、刀架伺服电机5、振动传感器6、角度编码器7。
[0008]所述的四方刀架8为立式刀架，刀架伺服电机5为三相力矩电动机，振动传感器6为三轴向加速度传感器设在四方刀架8上；角度编码器7为电压输出角度传感器，安装在四方刀架8的主轴上；所述的四方刀架可靠性试验装置还设有电流钳和控制台4；所述的电流钳3为交直流钳，探头类型是交直流电流探头，当模拟真实工况时，四
方刀架伺服电机的电流情况通过电流钳3来检测，电流为三相交流电，有U、V、X三个相位，用三个电流钳分别对三相电流进行监测和信号采集；所述的控制台4包括：计算机、数据采集卡、可编程控制器；可编程控制器与倾角传感器、转角传感器、各个伺服电机电机相连；数据采集卡与电流钳、振动传感器、角度编码器相连接；数据采集卡、可编程控制器分别与计算机主板相连接；计算机安装了数据处理程序，它包括：第一部分为试验前设定的四方刀架试验程序和试验时切削力自动加载装置及切削振动自动加载装置的运动程序，第二部分为对整个试验过程中所采集到的数据进行记录和整理，第三部分为试验结束后统计四方刀架可靠性试验系统在不同负载情况下的振动情况、转角精度与刀架伺服电机的电流变化情况。
[0009]本专利技术又一个目的是提供了四方刀架可靠性试验装置的试验方法。
[0010]四方刀架可靠性试验装置的试验方法，它包括：(1)测试前准备：将模拟刀杆安装到四方刀架刀盘合适位置，将电流钳、振动传感器和角度编码器安装在四方刀架适当位置及刀架伺服电机导线处，在控制台输入待测的切削力加载位姿信息、模拟切削力大小及模拟切削振动频率，设置完成后，则开始做相关测试；(2)四方刀架多模式空转运行功能试验：对四方刀架的空转运行功能试验，四方刀架的空转运行时间为72h，转位换刀频率为12次/分，在四方刀本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.四方刀架可靠性试验装置，其特征在于：地平铁（1）、四方刀架系统、切削力自动加载部分、切削振动加载部分，它们固定在地平铁（1）上；所述的切削力自动加载部分包括：所述的切削力自动加载部分包括：电动缸（10）、倾角调节机构（11）、自动转台（12）和两轴滑台（13），从上至下依次连接；两轴滑台（13）固定在地平铁（1）上；所述的切削力自动加载部分还包括：模拟刀杆（9），其一端装卡在四方刀架系统的四方刀架(8)刀盘上， 其另一端为球体；所述的电动缸（10）为直连式伺服电动缸，包括：切削力加载杆（1001）、压力传感器（1002）、电动缸前端面（1003），电动缸电机（1004）；所述的压力传感器（1002）前部固定连接切削力加载杆（1001）上，电动缸电机（1004）驱动丝杆转动，带动切削力加载杆（1001）移动；所述的倾角调节机构（11）包括：支撑底板（1101），电动缸底座（1102），铰支座（1103），倾角传感器（1104），支杆（1105），丝杠滑块（1106），伺服电机（1107），丝杠（1108），丝杠底座（1109）；所述的电动缸底座（1102）的前端与支撑底板（1101）的前端铰接，其中部下方固定安装铰支座（1103），铰支座（1103）与支杆（1105）铰接，丝杠滑块（1106）与支杆（1105）铰接，丝杠底座（1109）、伺服电机（1107）固定在支撑底板（1101）上，伺服电机（1107）转动带动丝杠转动，使得丝杠滑块（1106）进行位移，带动支杆（1105）移动；所述的倾角传感器（1104）设在后部下方；所述的电动缸（10）的电动缸前端面（1003）固定电动缸底座（1102）上；所述的自动转台（12）包括：转台底座（1201）、蜗轮（1202）、蜗杆轴承（1203）、蜗杆（1204）、蜗杆架盖板（1205）、旋转台面（1206）、转台伺服电机（1207）和转角传感器（1208）；转台伺服电机（1207）带动蜗杆（1204）转动，蜗杆（1204）带动相啮合的蜗轮（1202）转动，转角传感器（1208）设在蜗轮（1202）顶部；所述的两轴滑台（13）包括：X方向伺服电机（1301）、X方向滑块（1302）、Y方向伺服电机（1303）和Y方向滑块（1304）；所述的为Y方向滑块（1304）为一T形结构件，底部与Y方向伺服电机（1303）相连接，工作时由Y方向伺服电机（1303）驱动 Y方向滑块（1304）沿Y轴方向进行移动，Y方向滑块（1304）的顶部两侧设有螺纹孔与上方的自动转台（12）相连接，Y方向伺服电机（1303）的底部与X方向滑块（1302）相连接，X方向滑块（1302）底部与X方向伺服电机（1301）相连接，工作时由X方向伺服电机（1301）驱动 X方向滑块（1302）沿X轴方向进行移动；X方向伺服电机（1301）的底部固定地平铁（1）上；转台底座（1201）固定在Y方向滑块（1304）上。2.根据权利要求1所述的四方刀架可靠性试验装置，其特征在于：所述的切削振动加载部分包括：振动加载支撑装置（16）和切削振动加载装置（15）；切削振动加载装置（15）固定在振动加载支撑装置（16）上，振动加载支撑装置（16）固定在地平铁（1）上；所述的切削振动加载装置（15）包括：激振器底座（1501)、激振器主体(1502)、顶杆(1503)、加速度传感器(1504)；
激振器底座（1501)为三块钢板所连接而成的结构件，两侧钢板...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗巍，沈耀，吴璟龙，杨兆军，陈传海，于立娟，何佳龙，田海龙，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：