CN103471845B - 一种数控机床主轴加载装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机械技术领域，具体地说是涉及一种数控机床主轴加载装置。本发明所述支撑底座通过螺栓连接固定于数控机床工作平台上；所述减速装置安装在支撑底座上；所述减速装置输入轴连接磁粉制动器，输出轴连接传动主轴机构；所述传动主轴机构包括传动主轴）、角接触球轴承）、配油套、圆螺母和圆螺母用止动垫圈；所述的压缩弹簧固定于锥柄数控刀具上，锥柄数控刀具伸出端插入传动主轴末端凹槽内。本发明具有以下优点：可以模拟主轴在铣、钻、扩、镗等各中运行情况下的负载情况，主轴加载装置装置结构紧凑，体积小，操作方便。具有动态性能测试精度高，测量成本低的优点。

Description

一种数控机床主轴加载装置
技术领域
本发明涉及机械技术领域，具体地说是涉及一种数控机床主轴加载装置。
背景技术
数控机床的可靠性直接影响它的加工精度及生产效率，更影响人们对它的使用信心。尽管通过近几年国家的技术攻关，数控机床的可靠性指标平均无故障工作时间MTBF(meantimebetweenfailures)有所提高，但国产数控机床的故障率依然较高，从而导致了用户对国产数控机床的成见较深。另外，由于中国已经成为世界的制造工厂，我国对数控机床的需求快速增长，国外机床行业对此早已虎视眈眈。近几年的市场表明，国外数控机床在可靠性、外观等方面占有明显优势，而我国数控机床的价格优势正逐步丧失。因此要提高我国数控机床的竞争力，必须提高它的可靠性水平。数控机床可靠性快速试验方法是采用较高的载荷对机床进行可靠性试验，以期在较短时间内获取失效的试验结果，然后根据劣化（加速）条件，推算出产品正常使用条件下的可靠性和精度寿命。为了实现数控机床可靠性快速试验方法，并使数控机床可靠性试验方案能够切实执行，保证数控机床可靠性评估的置信度水平，应开展数控机床可靠性试验技术的研究。数控机床可靠性试验技术主要有试验装置和试验技术两个层面，包括：数控机床可靠性快速测试技术平台、数控机床可靠性快速试验条件、数控机床可靠性试验用载荷和工况谱、数控机床可靠性试验规范等。
在实际应用中，大部分可靠性试验是采用模拟机床实际工作状态进行的，这种模拟实际工作状态进行可靠性试验的方法被各行各业广泛使用。因此数控机床的可靠性试验拟采用模拟工作状态进行。在模拟工况载荷条件下，用可靠性试验装置对机床主轴上的模拟刀具进行模拟工况载荷加载。将试验机床参数和数据传输到数据分析和处理装置；通过分析和处理装置的处理得到相关的可靠性数据；将有关的可靠性数据通过分析软件建模、拟合、归纳、运算，从而预测机床的可靠性指标。
国内目前大部分机床生产厂家，都采用跟踪用户使用情况的方法来监测机床的工作状况，这种方法需要耗时多年记录机床的故障信息，不仅费时费力，更难以对机床的综合性能进行准确的评估和预测。因此，迫切需要适合我国机床行业可靠性快速试验方法的主轴加载装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足，提供一种不但结构简单、可靠，成本低，能够采集相关的可靠性数据，更为重要的是利用此装置提出的可靠性快速试验方法对数控机床精度保持性和可靠性有一定的预测精度的数控机床主轴加载装置。
本发明一种数控机床主轴加载装置通过下述技术方案予以实现：一种数控机床主轴加载装置包括数控机床工作平台、支撑底座、减速装置、磁粉制动器、传动主轴机构、接近开关、轴承座、法兰轴承压盖、压缩弹簧和锥柄数控刀具，所述支撑底座通过螺栓连接固定于数控机床工作平台上；所述减速装置安装在支撑底座上；所述减速装置输入轴连接磁粉制动器，输出轴连接传动主轴机构；所述传动主轴机构包括传动主轴、角接触球轴承、配油套、圆螺母和圆螺母用止动垫圈；所述的压缩弹簧固定于锥柄数控刀具上，锥柄数控刀具伸出端插入传动主轴末端凹槽内。
本发明一种数控机床主轴加载装置与现有技术相比较有如下有益效果：本发明具有以下优点和显著进步：
①可以模拟主轴在铣、钻、扩、镗等各中运行情况下的负载情况。
②磁粉制动器、减速装置均安装在支承底座上，使得主轴加载装置装置结构紧凑，体积小，操作方便。
③可对数控机床主轴的工况可靠性进行评定，具有动态性能测试精度高，测量成本低的优点。
④使用轴承座、轴承压盖、圆螺母将轴所用的角接触球轴承固定定位、接近开关的安装定位及轴承的润滑全部解决，主传动轴结构设计合理紧凑。
附图说明
图1是本发明一种数控机床主轴加载装置左视立体结构示意图；
图2是本发明一种数控机床主轴加载装置右视立体结构示意图；
图3是本发明一种数控机床主轴加载装置主视结构示意图；
图4是本发明一种数控机床主轴加载装置俯视结构示意图；
图5是本发明一种数控机床主轴加载装置减速装置及磁粉制动器定位结构示意图；
图6是本发明一种数控机床主轴加载装置主传动轴第结构示意图；
图7是本发明一种数控机床主轴加载装置主传动轴凹结构与锥柄数控刀具伸出端配合结构示意图。
其中1、工作平台；2、支撑底座；3、减速装置；4、锥柄数控刀具；5、磁粉制动器；6、接近开关；7、轴承座；8、法兰轴承压盖；9、传动主轴机构；10、压缩弹簧；11、注油孔；31、减速装置输入端；32、减速装置输出端；91传动主轴；92、角接触球轴承；93、配油套；94、圆螺母；95、圆螺母用止动垫圈。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明一种数控机床主轴加载装置技术方案作进一步描述。
如图1－图7所示，本发明一种数控机床主轴加载装置包括数控机床工作平台1、支撑底座2、减速装置3、磁粉制动器5、传动主轴机构9、接近开关6、轴承座7、法兰轴承压盖8、压缩弹簧10和锥柄数控刀具4，所述支撑底座2通过螺栓连接固定于数控机床工作平台1上；所述减速装置3安装在支撑底座2上；所述减速装置3输入轴31连接磁粉制动器5，输出轴32连接传动主轴机构9；所述传动主轴机构9包括传动主轴91、角接触球轴承92、配油套93、圆螺母94和圆螺母用止动垫圈95；所述的压缩弹簧10固定于锥柄数控刀具4上，锥柄数控刀具4伸出端插入传动主轴91末端凹槽内。
所述的减速装置3输出轴31与磁粉制动器5连接，支撑底座2上设置凹止口与减速装置3凸止口配合；输出末端凹止口与传动主轴91的轴环配合；输入输出端均固定于支撑底座2上。
所述的磁粉制动器5采用止口支撑，固定连接在支撑底座与锥柄数控刀具相邻的垂直面上。
所述的轴承座7采用螺钉连接减速装置3输出端32，轴承座7固定安装在支撑底座2与磁粉制动器5相邻的垂直面上；轴承座7顶部设置与传动主轴机构9的配油套93相通的注油孔11。
所述的传动主轴9一端的轴环与减速装置3的凹止口配合，另一端的凹槽结构与锥柄数控刀具4伸出端配合。
所述的法兰轴承压盖8采用螺钉与轴承座7连接，接近开关6连接在轴承压盖8上，接近开关6与传动主轴圆柱表面保持4mm左右距离。
所述的减速装置3采用行星齿轮减速器、锥齿轮减速器或蜗轮蜗杆减速器。
所述的支撑底座2采用筒体、框架体或组合封闭结构。
所述的磁粉制动器5采用自然冷却磁粉制动器、水冷却磁粉制动器、强制风冷磁粉制动器或散热片冷却磁粉制动器。
实施例1。
本发明一种数控机床主轴加载装置包括数控机床工作平台1、支撑底座2、减速装置3、磁粉制动器5、传动主轴机构9、接近开关6、轴承座7、法兰轴承压盖8、压缩弹簧10和锥柄数控刀具4，所述支撑底座2通过螺栓连接固定于数控机床工作平台1上；所述减速装置3安装在支撑底座2上；所述减速装置3输入轴31连接磁粉制动器5，输出轴32连接传动主轴机构9；所述传动主轴机构9包括传动主轴91、角接触球轴承92、配油套93、圆螺母94和圆螺母用止动垫圈95；所述的压缩弹簧10固定于锥柄数控刀具4上，锥柄数控刀具4伸出端插入传动主轴91末端凹槽内。
所述的减速装置3输出轴31与磁粉制动器5连接，支撑底座2上设置凹止口与减速装置3凸止口配合；输出末端凹止口与传动主轴91的轴环配合；输入输出端均固定于支撑底座2上。
所述的磁粉制动器5采用止口支撑，固定连接在支撑底座与锥柄数控刀具相邻的垂直面上。
所述的轴承座7采用螺钉连接减速装置3输出端32，轴承座7固定安装在支撑底座2与磁粉制动器5相邻的垂直面上；轴承座7顶部设置与传动主轴机构9的配油套93相通的注油孔11。
所述的传动主轴9一端的轴环与减速装置3的凹止口配合，另一端的凹槽结构与锥柄数控刀具4伸出端配合。
所述的法兰轴承压盖8采用螺钉与轴承座7连接，接近开关6连接在轴承压盖8上，接近开关6与传动主轴圆柱表面保持4mm左右距离。
所述的减速装置3采用行星齿轮减速器、锥齿轮减速器或蜗轮蜗杆减速器。
所述的支撑底座2采用筒体、框架体或组合封闭结构。
所述的磁粉制动器5采用自然冷却磁粉制动器、水冷却磁粉制动器、强制风冷磁粉制动器或散热片冷却磁粉制动器。
本发明所述一种数控机床主轴加载装置的实施例，如图1－图7所示，所述的加载装置包括数控机床工作平台1、支承底座2、减速装置3、磁粉制动器5、传动主轴机构9、接近开关6、轴承座7、法兰轴承压盖8、压缩弹簧10和锥柄数控刀具4，所述支撑底座2通过螺栓连接固定于控机床工作平台1上；所述减速装置3安装在支撑底座2上；所述减速装置3输入轴32连接磁粉制动器，输出连接传动主轴机构9；所述传动主轴机构9包括传动主轴91、角接触球轴承92、配油套93、圆螺母94和圆螺母用止动垫圈95；所述的压缩弹簧10固定于锥柄数控刀具4上，锥柄数控刀具4伸出端插入传动主轴9末端凹槽内。

Claims (5)

1.一种数控机床主轴加载装置，包括数控机床工作平台(1)、支撑底座(2)、减速装置(3)、磁粉制动器(5)、传动主轴机构(9)、接近开关(6)、轴承座(7)、法兰轴承压盖(8)、压缩弹簧(10)和锥柄数控刀具(4)，其特征在于：所述支撑底座(2)通过螺栓连接固定于数控机床工作平台（1）上；所述减速装置（3）安装在支撑底座（2）上；所述减速装置（3）的输入轴（31）连接磁粉制动器（5），输出轴（32）连接传动主轴机构（9）；所述传动主轴机构（9）包括传动主轴（91）、角接触球轴承（92）、配油套（93）、圆螺母（94）和圆螺母用止动垫圈（95）；所述的压缩弹簧（10）固定于锥柄数控刀具（4）上，锥柄数控刀具（4）伸出端插入传动主轴（91）末端凹槽内；所述的减速装置（3）的输入轴(31)与磁粉制动器（5）连接，支撑底座（2）上设置凹止口与减速装置（3）凸止口配合；减速装置（3）的输出轴与传动主轴（91）配合；减速装置（3）的输入输出轴均固定于支撑底座（2）上；所述的传动主轴（91）一端与减速装置（3）的凹止口配合，另一端的凹槽结构与锥柄数控刀具（4）伸出端配合。
2.如权利要求1所述的数控机床主轴加载装置，其特征在于：所述的磁粉制动器（5）采用止口支撑，固定连接在支撑底座（2）与锥柄数控刀具（4）相邻的垂直面上。
3.如权利要求1所述的数控机床主轴加载装置，其特征在于：所述的轴承座（7）采用螺钉连接减速装置（3）输出端（32），轴承座（7）固定安装在支撑底座（2）与磁粉制动器（5）相邻的垂直面上；轴承座（7）顶部设置与传动主轴机构（9）的配油套（93）相通的注油孔（11）。
4.如权利要求1所述的数控机床主轴加载装置，其特征在于：所述的法兰轴承压盖（8）采用螺钉与轴承座（7）连接，接近开关（6）连接在轴承压盖（8）上，接近开关（6）与传动主轴圆柱表面保持4mm距离。
5.如权利要求1～4任一项所述的数控机床主轴加载装置，其特征在于：所述的减速装置（3）采用行星齿轮减速器或锥齿轮减速器或蜗轮蜗杆减速器；所述的支撑底座（2）采用筒体、框架体或组合封闭结构；所述的磁粉制动器（5）采用自然冷却磁粉制动器或水冷却磁粉制动器或强制风冷磁粉制动器或散热片冷却磁粉制动器。
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