本发明专利技术公开了基于双向动态载荷模拟加载的数控车床刀架与主轴在位可靠性试验系统，它包括：车床床身、滑块台、刀架部分、机床主轴、动态载荷发生装置、动态载荷加载支撑装置、六自由度平台；所述的动态载荷发生装置包括：包括螺纹加载头、1号力传感器、1号柔性体、直线电机核心、2号柔性体、2号力传感器和球槽加载头，它们依次连接。载荷加载部分能够实现动、静态切削力模拟加载，通过控制直线电机的位移和速度实现动、静态切削载荷大小和频率的变换，同时也可以通过更换不同材料的柔性体来改变动、静态切削载荷幅值和加载频率的变化，具有较高的灵活性。灵活性。灵活性。
【技术实现步骤摘要】
基于双向动态载荷模拟加载的数控车床刀架与主轴在位可靠性试验系统
[0001]
[0002]本专利技术属于数控机床关键功能部件可靠性领域的试验装置，更确切地说，本专利技术涉及一种能够对数控机床刀架与主轴功能部件进行动、静态切削载荷模拟加载的在位可靠性试验系统。
技术介绍
[0003]近几年随着装备制造业的快速发展，我国已成为数控机床生产及应用的大国，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在位可靠性试验装置和试验技术，通过开展可靠性试验能够充分激发和暴露潜在故障，为探究故障机理、开展可靠性评估等研究提供基础数据，具有重要的理论研究意义和工程应用价值。刀架与主轴作为高端数控车床的关键功能部件之一，其自身的可靠性水平对整机的可靠性水平有重要的影响。
[0004]我国的数控机床关键功能部件可靠性试验研究起步较晚，目前仅有单一机床关键功能部件的可靠性试验装置，尚未有能够同时对两个及以上机床关键功能部件在位开展能够模拟实际工况载荷加载的可靠性试验装置或者系统。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是为了解决上述问题，而提供一种基于双向动态载荷模拟加载的数控车床刀架与主轴在位可靠性试验系统。
[0006]基于双向动态载荷模拟加载的数控车床刀架与主轴在位可靠性试验系统，它包括：车床床身104、滑块台103、刀架部分5、机床主轴201、动态载荷发生装置、动态载荷加载支撑装置、承载部分4；所述的刀架部分5安装在滑块台103上，滑块台103通过X向导轨101、Y向导轨102在车床床身104上滑动；所述的机床主轴201轴接在车床床身104上，机床主轴201设有卡盘202、球铰链座203、球铰链204；所述的动态载荷加载支撑装置包括：支撑底座311、1号导杆316、2号导杆322，支撑底座311安装在承载部分4上方，承载部分4安装在车床床身104；1号导杆316、2号导杆322两端固定在支撑底座311上
所述的动态载荷发生装置包括：包括螺纹加载头301、1号力传感器303、1号柔性体317、直线电机定子319、2号柔性体318、2号力传感器304和球槽加载头302，它们依次连接；直线电机定子319两侧套接在1号导杆316、2号导杆322上，直线电机定子安装在支撑底座311上；所述的螺纹加载头301与球铰链204连接。
[0007]所述的柔性体是一个弹簧体，弹簧体轴线处设有相互嵌套的可伸缩导杆，。
[0008]所述的螺纹加载头301左端与球铰链204螺纹连接，螺纹加载头301右端与1号力传感器303螺纹连接；螺纹加载头301左端螺纹大于右端螺纹。
[0009]所述的直线电机定子319两端对称设置两个控距套；控距套用于调解控制动态载荷发生装置的长度。
[0010]所述的动态载荷发生装置各部件之间设有传力棒，传力棒与支撑底座311轴接。
[0011]所述的刀架部分5设有模拟切削刀杆501，加载部为球体，与球槽加载头302加载部的球槽相对应。
[0012]所述的承载部分4为六自由度平台。
[0013]所述的承载部分4包括旋转板401、六自由度平台底板402、六自由度平台顶板403、内推力棒404、外推力棒405、驱动电机406、液压泵407、液压推力棒408、移动槽板409、连接轴承410、旋转轴411、1号紧固螺栓412、2号紧固螺栓413、3号紧固螺栓414；所述的旋转板401为圆形板状结构件，旋转板401的两侧开有两个条形通孔，两个条形通孔的中间部位为矩形，两侧为圆弧形，用于和支撑底座311的螺栓连接；旋转板401的中心部位均布有六个螺纹通孔用于和六自由度平台顶板403的螺栓连接。
[0014]本专利技术提供了基于双向动态载荷模拟加载的数控车床刀架与主轴在位可靠性试验系统，它包括：车床床身104、滑块台103、刀架部分5、机床主轴201、动态载荷发生装置、动态载荷加载支撑装置、六自由度平台；所述的动态载荷发生装置包括：包括螺纹加载头301、1号力传感器303、1号柔性体317、直线电机定子319、2号柔性体318、2号力传感器304和球槽加载头302，它们依次连接。
[0015]与现有技术相比本专利技术的有益效果是：1.本专利技术所述的基于双向动态载荷模拟加载的数控车床刀架与主轴在位可靠性试验系统是能够同时对机床刀架和主轴两个关键功能部件在位开展模拟实际工况载荷加载的可靠性试验系统。利用载荷加载部分能够同时对两个功能部件模拟施加动静态切削载荷，能够为开展具有模拟实际工况载荷加载的可靠性试验提供试验系统方案。
[0016]2.本专利技术所述的基于双向动态载荷模拟加载的数控车床刀架与主轴在位可靠性试验系统中的载荷加载部分能够实现动、静态切削力模拟加载，通过控制直线电机的位移和速度实现动、静态切削载荷大小和频率的变换，同时也可以通过更换不同材料的柔性体来改变动、静态切削载荷幅值和加载频率的变化，具有较高的灵活性。
[0017]3. 本专利技术所述的基于双向动态载荷模拟加载的数控车床刀架与主轴在位可靠性试验系统不需要单独搭建试验环境，能够在原有的数控车床上进行在位可靠性试验，降低了数控机床可靠性试验的复杂性，体现了本试验系统的通用性。
[0018]附图说明
[0019]下面结合附图对本专利技术作进一步的说明：图1为本专利技术所述的基于双向动态载荷模拟加载的数控车床刀架与主轴在位可靠性试验系统的轴测投影图；图2为本专利技术所述的基于双向动态载荷模拟加载的数控车床刀架与主轴在位可靠性试验系统中载荷加载部分和主轴部分连接状态的轴测投影图；图3 为本专利技术所述的基于双向动态载荷模拟加载的数控车床刀架与主轴在位可靠性试验系统中载荷加载部分和刀架部分连接状态的轴测投影图；图4为本专利技术所述的基于双向动态载荷模拟加载的数控车床刀架与主轴在位可靠性试验系统中承载部分和加载部分的轴测投影图；图5为本专利技术所述的基于双向动态载荷模拟加载的数控车床刀架与主轴在位可靠性试验系统的加载部分的轴测投影图；图6为本专利技术所述的基于双向动态载荷模拟加载的数控车床刀架与主轴在位可靠性试验系统中承载部分的轴测投影图；图7为本专利技术所述的基于双向动态载荷模拟加载的数控车床刀架与主轴在位可靠性试验系统中加载部分与承载部分连接处的分解轴测投影图；图8为本专利技术所述的基于双向动态载荷模拟加载的数控车床刀架与主轴在位可靠性试验系统中加载部分（除中心部分外）的分解轴测投影图；图9为本专利技术所述的基于双向动态载荷模拟加载的数控车床刀架与主轴在位可靠性试验系统加载部分的中心部分的分解轴测投影图；（图中：1. 车床基础部分，2.主轴部分，3.载荷加载部分，4.承载部分，5.刀架部分。101.X向导轨，102.Y向导轨，103.滑块台，104.车床床身，201.机床主本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于双向动态载荷模拟加载的数控车床刀架与主轴在位可靠性试验系统，它包括：车床床身（104）、滑块台（103）、刀架部分（5）、机床主轴（201）、动态载荷发生装置、动态载荷加载支撑装置、承载部分（4）；所述的刀架部分（5）安装在滑块台（103）上，滑块台（103）通过X向导轨（101）、Y向导轨（102）在车床床身（104）上滑动；所述的机床主轴（201）轴接在车床床身（104）上，机床主轴（201）设有卡盘（202）、球铰链座（203）、球铰链（204）；所述的动态载荷加载支撑装置包括：支撑底座（311）、1号导杆（316）、2号导杆（322），支撑底座（311）安装在承载部分（4）上方，承载部分（4）安装在车床床身（104）；1号导杆（316）、2号导杆（322）两端固定在支撑底座（311）上所述的动态载荷发生装置包括：包括螺纹加载头（301）、1号力传感器（303）、1号柔性体（317）、直线电机核心（319）、2号柔性体（318）、2号力传感器（304）和球槽加载头（302），它们依次连接；直线电机核心（319）两侧套接在1号导杆（316）、2号导杆（322）上，直线电机定子安装在支撑底座（311）上；所述的螺纹加载头（301）与球铰链（204）连接。2.根据权利要求1所述的基于双向动态载荷模拟加载的数控车床刀架与主轴在位可靠性试验系统，其特征在于：所述的柔性体是一个弹簧体，弹簧体轴线处设有相互嵌套的伸缩导杆。3.根据权利要求1或2所述的基于双向动态载荷模拟加载的数控车床刀架与主轴在位可靠性试验系统，其特征在于：所述的螺纹加载头（301）左端与球铰链（204）螺纹连接，螺纹加载头（301）右端与1号力传感器（303）螺纹连接；螺纹...
【专利技术属性】
技术研发人员：何佳龙，袁之益，孙裔佟，王众玄，袁超，王子豪，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：
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