本发明专利技术公开了一种内置式多维力弹簧载荷装置及其测试方法，包括：基座；方形套板，套设于该基座上方；径向加载机构，设置于该方形套板上，对机床主轴的径向方向进行载荷加载；轴向加载机构，设置于该基座上，对机床主轴的轴向方向进行载荷加载。此发明专利技术解决了传统对数控机床可靠性测试中采用气缸气源加载测试存在的无法对主轴多维力随动加载且结构复杂需多次拆装的问题，通过在轴向和径向分别设置一组弹簧加载装置，结合一次性装夹的方式，仅通过控制弹簧的压缩量，以调控加载力度，实现了对主轴多维力的随动加载，实现了真实模拟主轴径向和轴向载荷的同时加载，无需多次拆装操作，大大降低了测试成本和人工成本。大大降低了测试成本和人工成本。大大降低了测试成本和人工成本。
【技术实现步骤摘要】
一种内置式多维力弹簧载荷装置及其测试方法
[0001]本专利技术涉及可靠性测试
，具体涉及一种内置式多维力弹簧载荷装置及其测试方法。
技术介绍
[0002]数控机床可靠性水平的高低直接影响产品的加工质量，对此，需要对其进行可靠性试验，以提升数控机床的可靠性。可靠性试验是反应数控机床稳定高效生产能力的重要方法，试验中需要对数控机床的主轴施加多维力载荷，来模拟机床加工时的载荷环境。
[0003]目前，在可靠性试验方法方面，很多检测机构和企业多采用气缸气源对一维运动的机床主轴实时跟随的加载方法，然而，这种试验方法存在着明显的缺陷。
[0004]上述传统的采用气缸气源对机床主轴实时跟随加载的方式，无法实现主轴多维力的随动加载，同时，亦无法真实的模拟机床加工时的实际工况，从而，使得试验的效果大打折扣。
[0005]与此同时，传统的加载方式对主轴不同方向加载时，都需要重新安装一次试验装置，耗时又费力，严重增加了测试成本。
[0006]因此，探索一种结构简便、能够实现主轴多维力加载的可靠性测试的载荷装置则显得尤为迫切。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的是提供一种内置式多维力弹簧载荷装置及其测试方法。此装置及测试方法旨在解决传统对数控机床可靠性测试中采用气缸气源加载测试存在的无法对主轴多维力随动加载且结构复杂需多次拆装的缺陷，通过在该装置轴向和径向分别设置一组弹簧加载装置，结合一次性装夹的方式，仅通过控制弹簧的压缩量，以调控加载力度，来实现对主轴多维力的随动加载，实现真实模拟主轴径向和轴向载荷的同时加载，无需多次拆装操作，以大大降低测试成本和人工成本。
[0008]为达到上述目的，本专利技术提供了一种内置式多维力弹簧载荷装置，该装置应用于数控机床的可靠性测试试验中，该数控机床上设置有机床主轴，该可靠性测试主要是对该机床主轴的轴向和径向方向进行载荷加载模拟，具体的，可靠性测试过程中，需要在该机床主轴上设置一把模拟刀柄，以实现对机床主轴的轴向和径向方向的载荷加载模拟测试。
[0009]具体的，该内置式多维力弹簧载荷装置包括：基座，用于承载该装置；方形套板，套设于该基座上方，且与该基座相契合；径向加载机构，设置于该方形套板上，该装置安装于数控机床上时，该径向加载机构与机床主轴的径向相对应，用于对机床主轴的径向方向进行载荷加载；轴向加载机构，设置于该基座上，该装置安装于数控机床上时，该轴向加载机构与机床主轴的轴向相对应，用于对机床主轴的轴向方向进行载荷加载。
[0010]本方案的一种实施方式，其中，该方形套板包括四个支撑板，且四个支撑板之间通过连接件连接，以组成该方形套板，且每个支撑板与该基座通过连接件连接。
[0011]本方案的一种实施方式，其中，该径向加载机构为四个，分别均匀对称分布与该四个支撑板的内壁上，用于分别对机床主轴的径向方向进行加载或者反向加载。
[0012]本方案的一种实施方式，其中，每个径向加载机构还包括：径向套筒，设置于该每个支撑板的内壁上，且其内部设置有内螺纹；径向端盖，设置于该径向套筒外侧，且其外部设置有外螺纹，用以与该径向套筒相配合；径向加载头，设置该径向端盖外侧，与该数控机床测试模拟时，机床主轴上设置的模拟刀柄的径向相接触；径向弹簧，与该径向加载头连接，用于接收该径向加载头承受的模拟刀柄径向上的径向压力而发生弹簧径向压缩时，以产生反向的径向载荷作用在模拟刀柄上，实现对机床主轴的径向加载或反向径向加载。
[0013]本方案的一种实施方式，其中，径向加载头为U形加载头，该U形加载头的“U”形结构与该数控机床测试模拟时，机床主轴上设置的模拟刀柄相接触，使得该模拟刀柄沿径向方向上的双面均与U形加载头接触，通过增大两者的接触面积，以保证测试过程中的模拟刀柄沿径向方向上加载的稳定性。
[0014]本方案的一种实施方式，其中，该轴向加载机构为一个，设置于该基座中心底部。
[0015]本方案的一种实施方式，其中，该轴向加载机构还包括：轴向套筒，设置于该基座的中心底部，且其内部设置有内螺纹；轴向端盖，设置于该轴向套筒外侧，且其外部设置有外螺纹，用以与该轴向套筒相配合；轴向加载头，设置该轴向端盖上方，与该数控机床测试模拟时，机床主轴上设置的模拟刀柄的轴向相接触；轴向弹簧，与该轴向加载头连接，用于接收该轴向加载头承受的模拟刀柄轴向上的轴向压力而发生弹簧轴向压缩时，以产生反向的轴向载荷作用在模拟刀柄上，实现对机床主轴的轴向加载。
[0016]本方案的一种实施方式，其中，该轴向加载头为弧形加载头，且该弧形加载头的弧形结构与该数控机床测试模拟时，机床主轴上设置的模拟刀柄相接触，使得该模拟刀柄沿轴向方向上的一点与弧形加载头接触，通过点接触来减小两者的接触面积，以减小在测试过程中模拟刀柄沿径向方向移动时产生的摩擦阻力。
[0017]本专利技术提供了一种内置式多维力弹簧载荷装置的测试方法，该测试方法是基于上述内置式多维力弹簧载荷装置实现的，该测试方法具体包括以下步骤：步骤S1，将上述装置安装于机床工作台上，并在该机床主轴上装夹一把模拟刀柄；步骤S2，模拟刀柄在一定转速的条件下，在轴向方向上进给一定距离，使得该模拟刀柄与设置于基座中央底部的弧形加载头接触，并压缩与该弧形加载头连接的轴向弹簧，该轴向弹簧接收该弧形加载头承受的模拟刀柄轴向上的轴向压力后，发生弹簧轴向压缩，以产生反向的轴向载荷作用在模拟刀柄上，实现对机床主轴的轴向加载；步骤S3，保持上述步骤S2中模拟刀柄在轴向方向上的进给位置不变，并在径向方
向上进给一定距离，使得该模拟刀柄与设置于径向一侧的任一支撑板上的U形加载头接触，压缩与该U形加载头连接的径向弹簧，该径向弹簧接收该U形加载头承受的模拟刀柄径向上的径向压力后，发生弹簧径向压缩，以产生反向的径向载荷作用在模拟刀柄上，实现对机床主轴的径向加载；步骤S4，当需要该模拟机床反向径向加载时，该模拟刀柄在上述步骤S3的反方向上进给一定距离，使得该模拟刀柄与上述步骤S3对称设置的支撑板上的U形加载头接触，则对称方向上的径向弹簧会发生反方向上的弹簧径向压缩，从而，实现对机床主轴的反向径向加载；步骤S5，完成上述径向和轴向上的加载测试后，调整该模拟刀柄先沿着径向方向反向退刀，再沿着轴向方向反向退刀，以完成对该数控机床的机床主轴的轴向和径向方向的第一次载荷加载模拟测试。
[0018]本方案的一种实施方式，其中，该测试方法还包括以下步骤：重复上述步骤S2
‑
步骤S5，对该数控机床的机床主轴进行反复多次加载测试。
[0019]相对于现有技术，本专利技术至少具有以下有益效果之一：1. 本专利技术提供的内置式多维力弹簧载荷装置及其测试方法，通过在该装置轴向和径向分别设置一组弹簧加载装置，采用标定好的弹簧载荷，只需改变弹簧压缩量，就能控制加载力大小，具有方便性，实现了对主轴多维力的随动加载，实现了真实模拟主轴径向和轴向载荷的同时加载。
[0020]2. 本专利技术提供的内置式多维力弹簧载荷装置及其测试方法，通过一次性装夹，就可以实本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种内置式多维力弹簧载荷装置，该装置应用于数控机床的可靠性测试试验中，其特征在于，该装置包括：基座，用于承载该装置；方形套板，套设于所述基座上方，且与所述基座相契合；径向加载机构，设置于所述方形套板上，该装置安装于数控机床上时，所述径向加载机构与机床主轴的径向相对应，用于对所述机床主轴的径向方向进行载荷加载；轴向加载机构，设置于所述基座上，该装置安装于数控机床上时，所述轴向加载机构与机床主轴的轴向相对应，用于对所述机床主轴的轴向方向进行载荷加载。2.如权利要求1所述的内置式多维力弹簧载荷装置，其特征在于，所述方形套板包括四个支撑板，且所述四个支撑板之间通过连接件连接，以组成所述方形套板，且每个支撑板与所述基座通过连接件连接。3.如权利要求2所述的内置式多维力弹簧载荷装置，其特征在于，所述径向加载机构为四个，分别均匀对称分布于所述四个支撑板的内壁上，用于分别对机床主轴的径向方向进行加载或者反向加载。4.如权利要求3所述的内置式多维力弹簧载荷装置，其特征在于，所述每个径向加载机构还包括：径向套筒，设置于每个支撑板的内壁上，且其内部设置有内螺纹；径向端盖，设置于所述径向套筒外侧，且其外部设置有外螺纹，用以与所述径向套筒相配合；径向加载头，设置所述径向端盖外侧，与数控机床测试模拟时，机床主轴上设置的模拟刀柄相接触；径向弹簧，与所述径向加载头连接，用于接收所述径向加载头承受的模拟刀柄径向上的径向压力而发生弹簧径向压缩时，以产生反向的径向载荷作用在模拟刀柄上，实现对机床主轴的径向加载或反向径向加载。5.如权利要求4所述的内置式多维力弹簧载荷装置，其特征在于，所述径向加载头为U形加载头，所述U形加载头的“U”形结构与数控机床测试模拟时，机床主轴上设置的模拟刀柄相接触，使得所述模拟刀柄沿径向方向上的双面均与所述U形加载头接触，以增大两者的接触面积。6.如权利要求1所述的内置式多维力弹簧载荷装置，其特征在于，所述轴向加载机构为一个，设置于所述基座中心底部。7.如权利要求1所述的内置式多维力弹簧载荷装置，其特征在于，所述轴向加载机构还包括：轴向套筒，设置于所述基座的中心底部，且其内部设置有内螺纹；轴向端盖，设置于所述轴向套筒外侧，且其外部设置有外螺纹，用以与所述轴向套筒相...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹志强，官端阳，王军见，赵钦志，问梦飞，张南南，李丹丹，杨晋京，
申请(专利权)人：国家机床质量监督检验中心，
类型：发明
国别省市：
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