CN103737431A - 一种机床切削力模拟加载装置 - Google Patents

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Abstract

一种机床切削力模拟加载装置。主要解决现有的机床切削力模拟加载装置结构复杂、载荷小、不适合对大型高速数控机床进行实验的问题。其特征在于：所述的加载芯轴（4）外部通过滚动轴承B（18）连接有径向轴承套（15），径向轴承套（15）的外部设有转动体（16），转动体（16）上的凹槽内置有径向液压缸（11），且径向液压缸（11）的活塞杆顶在径向轴承套（15）的外表面，所述的转动体（16）通过皮带（8）与伺服电机（6）相连；加载芯轴（4）的右端置有轴向轴承套（12），轴向轴承套（12）的内部置有轴向液压缸（13）。该机床切削力模拟加载装置具有结构简单、载荷范围大、适用于各种型号的机床。

Description

一种机床切削力模拟加载装置
技术领域
 本发明涉及机床领域，具体的说是一种机床切削力模拟加载装置。
背景技术
机床是装备制造业的基础，代表了制造业的发展水平，影响机床精度及其稳定性的主要是机床主轴系统部分的结构刚度、结构可靠性及发热情况。为了检验机床主轴系统的结构刚度合理与否、结构可靠性是否达标以及发热情况是否良好，需要对机床进行动态测试。但是由于该测试是一个长期且大量浪费材料的过程，因此，需要对机床进行切削力模拟加载实验，用以测得机床的各项性能指标。
目前的机床切削力模拟加载装置很少，有的采用磁粉制动器、拉压力计、测功机等，有的采用并联机构，这些设备有的结构复杂，有的载荷较小，都不适合对大型高速数控机床进行切削力模拟加载实验。
发明内容
为了克服现有的机床切削力模拟加载装置结构复杂、载荷小、不适合对大型高速数控机床进行实验的不足，本发明提供一种机床切削力模拟加载装置，该机床切削力模拟加载装置具有结构简单、载荷范围大、适用于各种型号的机床。
本发明的技术方案是：一种机床切削力模拟加载装置，包括加载芯轴，所述的加载芯轴外部通过滚动轴承B连接有径向轴承套，径向轴承套的外部设有转动体，转动体上的凹槽内置有径向液压缸，且径向液压缸的活塞杆顶在径向轴承套的外表面，所述的转动体通过皮带与伺服电机相连；加载芯轴的右端置有轴向轴承套，轴向轴承套的内部置有轴向液压缸。
所述的转动体外部通过滚动轴承A与主支座连接，转动体的右端连接有旋转接头，且旋转接头上开有可向径向液压缸及轴向液压缸供油的进油孔。
本发明具有如下有益效果：由于采取上述方案，加载芯轴外部设有径向液压缸、端部设有轴向液压缸，可通过两个液压缸分别加载径向和轴向力，实现载荷模拟实验；并且结构简单，只要通过调整液压油压力，就可以方便的模拟不同大小的载荷，载荷范围宽，适用于各种型号的机床；同时，该装置可以通过伺服电机带动转动体旋转，从而带动径向液压缸旋转，可以跟踪模拟刀具的切削轨迹，更贴近于实际加工，适用性更广。 
附图说明
图1是本发明安装在主轴上的示意图； 
图2是本发明的结构示意图；
图3是沿图2中A－A的剖面图。
图中1-主轴箱，2-主轴，3-加载装置，4-加载芯轴，5-平台，6-伺服电机，7-电机支座，8-皮带，9-旋转接头，10-主支座，11-径向液压缸，12-轴向轴承座，13-轴向液压缸，14-推力轴承，15-径向轴承座，16-转动体，17-滚动轴承A，18-滚动轴承B，19-定位块，20-轴向油缸进油孔，21-径向油缸进油孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
由图1至图3所示，一种机床切削力模拟加载装置，包括加载芯轴4，在实验时，加载芯轴4带动整个加载装置3与主轴箱1内的主轴2相连，加载装置3底部设有平台5，平台5上通过电机支座7固定有伺服电机6。所述的加载芯轴4右端置于主支座10内，加载芯轴4外部通过滚动轴承B18连接有径向轴承套15，径向轴承套15的外部设有转动体16，转动体16上开有凹槽，凹槽内置有径向液压缸11，且径向液压缸11的活塞杆顶在径向轴承套15的外表面。所述的转动体16通过皮带8与伺服电机6相连。转动体16外部通过滚动轴承A17与主支座10连接，并且转动体16的左端部设有定位块19，定位块19可以保证加载芯轴4与转动体16同轴，在实验时把定位块19拆下。加载芯轴4的右端置有轴向轴承套12，轴向轴承套12的内部置有轴向液压缸13，且轴向轴承套12与轴向液压缸13之间有推力轴承14，轴向液压缸13的活塞杆通过轴向轴承套12顶在加载芯轴4的端部，可向加载芯轴4施加轴向载荷。转动体16的右端连接有旋转接头9，且旋转接头9上连接有轴向油缸进油孔20及径向油缸进油孔21，其中轴向油缸进油孔20用于向轴向液压缸13内供油，径向油缸进油孔21开在转动体16上，用于向径向液压缸11内供油。
该装置实验时分为径向加载和轴向加载，径向加载时，通过旋转接头9向径向液压缸11供油，径向液压缸11的活塞杆压在径向轴承套15的外表面，压力通过滚动轴承A18施加在加载芯轴4上，由加载芯轴4传到主轴2上，再由主轴传到主轴轴承上。径向液压缸11安装在转动体16上，当伺服电机6通过同步带带动转动体16旋转，径向液压缸11跟着旋转，施加于机床主轴2上的径向力也就绕主轴轴线旋转，通过控制伺服电机的旋转，可以使施加于主轴的径向力跟踪机床刀具的切削轨迹，从而模拟不同的切削路径。
轴向加载时，旋转接头9给轴向液压缸13供油，轴向液压缸13的活塞杆通过推力轴承14压迫轴承套12，轴向轴承套12压迫加载芯轴4，加载芯轴4将压力传到主轴2上，再由主轴传到主轴轴承上，从而实现模拟实验。

Claims (2)

1.一种机床切削力模拟加载装置，包括加载芯轴（4），其特征在于：所述的加载芯轴（4）外部通过滚动轴承B（18）连接有径向轴承套（15），径向轴承套（15）的外部设有转动体（16），转动体（16）上的凹槽内置有径向液压缸（11），且径向液压缸（11）的活塞杆顶在径向轴承套（15）的外表面，所述的转动体（16）通过皮带（8）与伺服电机（6）相连；加载芯轴（4）的右端置有轴向轴承套（12），轴向轴承套（12）的内部置有轴向液压缸（13）。
2.根据权利要求1所述的机床切削力模拟加载装置，其特征在于：所述的转动体（16）外部通过滚动轴承A（17）与主支座（10）连接，转动体（16）的右端连接有旋转接头（9），且旋转接头（9）上开有可向径向液压缸（11）及轴向液压缸（13）供油的进油孔。
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