CN106018093A - 数控车床转塔刀架静态加载实验装置 - Google Patents

数控车床转塔刀架静态加载实验装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种数控车床转塔刀架静态加载实验装置，包括转塔刀架、主轴箱、主轴顶尖、弓形架、尾座顶尖及尾座，弓形架设置于主轴箱与尾座间，转塔刀架设置于弓形架上端一侧，主轴顶尖穿过主轴箱主轴孔，尾座顶尖插入尾座套筒内，且主轴顶尖与尾座顶尖相对端插入弓形架两端通过螺钉连接的弓形架连接套内，转塔刀架下端安装有刀杆、刀杆下端固接有延伸至弓形架内的测量块，弓形架一侧穿设有顶杆，且其内部通过顶杆与测量块相对端活动夹持有测力环，测力环内设有测力环检测表。该装置对刀架三个方向进行一定量的静态加载，并检测刀架变形量,模拟了刀架实况安装状态及工作时的受力情况，并且结构简单便于操作，测量结果直观，机械故障率低。

Description

数控车床转塔刀架静态加载实验装置
技术领域
本发明属于数控机床刀架加载实验装置技术领域，具体涉及一种数控车床转塔刀架静态加载实验装置。
背景技术
随着数控装备制造业的发展，高精、高速、高效的数控机床生产与运用已成为国内机床生产和机械加工的主流趋势。但国内相当一部分的中高档数控机床原型机为国外引进，缺乏基础研究和实验数据分析，在加工精度、可靠性、加工效率等方面与进口机床确实存在一定差距，而作为一种新型的数控机床关键功能部件刀架的加载实验装置，为数控转塔刀架加载实验分析提供了基础。转塔刀架在负载下的精度保持性、工作可靠性对机床的整体加工性能起着至关重要的作用。
国内对转塔刀架的加载实验装置基本都是基于刀架单体性能的实验平台，存在以下不足之处：1、未考虑到刀架装到车床后刀架受车床的结构及主轴、丝杠、导轨等部件在静态受力后对刀架变形的影响。2、加载实验装置为液压控制且结构复杂，导致机械故障点多。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足，提供一种结构简单的数控车床转塔刀架静态加载实验装置，弥补了目前转塔刀架加载检测装置的不足之处，模拟转塔刀架工作受力情况，对转塔刀架的综合性能进行检测。
本发明所采用的技术方案是：一种数控车床转塔刀架静态加载实验装置，所述加载实验装置设置于床身上，包括转塔刀架、主轴箱、主轴顶尖、弓形架、尾座顶尖及尾座，所述弓形架设置于主轴箱与尾座间，所述转塔刀架设置于弓形架上端一侧，所述主轴顶尖穿过主轴箱主轴孔，所述尾座顶尖插入尾座套筒内，且所述主轴顶尖与尾座顶尖相对端插入弓形架两端通过螺钉连接的弓形架连接套内，所述转塔刀架下端安装有刀杆、所述刀杆下端固接有延伸至弓形架内的测量块，所述弓形架一侧穿设有顶杆，且其内部通过顶杆与测量块相对端活动夹持有测力环，所述测力环内设有测力环检测表。
在本发明一种较佳实施例中，所述加载实验装置还包括挡杆与弓形架固定圈，所述挡杆装在弓形架固定圈上端一侧，所述弓形架固定圈套设于尾座内端套筒上。
在本发明一种较佳实施例中，所述加载实验装置还包括千分表，所述千分表粘贴于床身上且其一端与测量块相抵。
在本发明一种较佳实施例中，所述弓形架一端的弓形架连接套上设有销轴，且所述销轴被挡杆挡住。
在本发明一种较佳实施例中，所述测力环与顶杆及测量块接触端夹持有钢球。
相较于现有技术，本发明具有的有益效果：
1、该实验装置的作用是将转塔刀架装配到数控车床上，对刀架三个方向进行一定量的静态加载，并检测刀架变形量,通过模拟转塔刀架车削时的工作状态，可对数控转塔刀架的静态加载变形量做出检测，从而对刀架在静态负载下的性能做出综合评估。
2、转塔刀架是装配到车床后对其进行静态加载实验，模拟了刀架实况安装状态及工作时的受力情况，并综合了车床主轴箱、尾座、丝杠、导轨等部件的受力影响，测量结果更具说服力，对车床的整体工作性能也有一定的反应。
3、此实验装置无需电气辅助部件支持，无电气元件自身及信号误差等因素干扰，并且结构简单便于操作，测量结果直观，机械故障率低。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明对转塔刀架加载+Z方向载荷及测量刀架变形量示意图；
图3是本发明对转塔刀架加载-Z方向载荷及测量刀架变形量示意图；
图4是本发明对转塔刀架加载-Y方向载荷及测量刀架变形量示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
一种数控车床转塔刀架静态加载实验装置，结构如图1所示，所述加载实验装置设置于床身12上，其包括转塔刀架1、主轴箱5、主轴顶尖6、弓形架10、尾座顶尖14及尾座17，所述弓形架10设置于主轴箱5与尾座17间，所述转塔刀架1设置于弓形架10上端一侧，所述主轴顶尖6穿过主轴箱5主轴孔，所述尾座顶尖14插入尾座17套筒内，且所述主轴顶尖6与尾座顶尖14相对端插入弓形架10两端通过螺钉连接的弓形架连接套2内，所述转塔刀架1下端安装有刀杆4、所述刀杆4下端固接有延伸至弓形架10内的测量块11，所述弓形架10一侧穿设有顶杆7，且其内部通过顶杆7与测量块11相对端活动夹持有测力环9，所述测力环9内设有测力环检测表91。
在本发明优选实施例中，所述加载实验装置还包括挡杆15与弓形架固定圈16，所述挡杆15装在弓形架固定圈16上端一侧，所述弓形架固定圈16套设于尾座17内端套筒上。旋转弓形架10及弓形架固定圈16，目测弓形架10底边与转塔刀架1安装基准边平行后，锁紧弓形架10及弓形架固定圈16。
所述加载实验装置还包括千分表13，所述千分表13粘贴于床身12上且其一端与测量块11相抵。千分表13同时也位于架1的刀盘受力点同半径(L)的反方向上。
所述弓形架10一端的弓形架连接套2上设有销轴3，且所述销轴3被挡杆15挡住。用挡杆15挡住弓形架连接套2上的销轴3，防止弓形架10受自身重力旋转掉下。
所述测力环9与顶杆7及测量块11接触端夹持有钢球8。
实施例1(参考图2)转塔刀架加载在+Z方向载荷及测量刀架变形量，其中在弓形架10左端装入顶杆7，转塔刀架1安装于弓形架10右端上侧，顶杆7使转塔刀架1在+Z向移动，使刀杆4移动到弓形架10一侧，待转塔刀架1移动到适合放入测力环9的位置后，将测力环9的受力两端塞入钢球8，并将其放入刀杆4及弓形架10之间，旋转顶杆7，使刀杆4及顶杆7顶紧测力环9两端的钢球8，在刀架1的刀盘受力点同半径(L)的反方向固定千分表13，随顶杆7的不断压紧，此时测力环9受压变形对转塔刀架1形成+Z的载荷，在旋转顶杆7的同时，观察测力环9中测量表91的变化。在旋转顶杆7的同时，根据测力环9中的测力环检测表9.1变化换算出转塔刀架1的受力，达到目标加载力(F)后停止加载，观察千分表13的读数变化，并记录。记录完成后退出转塔刀架1，再次移动转塔刀架1，使刀杆4移动到弓形架10另一侧。
实施例2(参考图3)转塔刀架加载在-Z方向载荷及测量刀架变形量，其中在弓形架10右端装入顶杆7，转塔刀架1安装于弓形架10左端上侧，顶杆7使转塔刀架1在-Z向移动，使刀杆4移动到弓形架10一侧，待转塔刀架1移动到适合放入测力环9的位置后，将测力环9的受力两端塞入钢球8，并将其放入刀杆4及弓形架10之间，旋转顶杆7，使刀杆4及顶杆7顶紧测力环9两端的钢球8，在刀架1的刀盘受力点同半径(L)的反方向固定千分表13，随顶杆7的不断压紧，此时测力环9受压变形对转塔刀架1形成-Z的载荷，在旋转顶杆7的同时，观察测力环9中测量表91的变化。在旋转顶杆7的同时，根据测力环9中的测力环检测表9.1变化换算出转塔刀架1的受力，达到目标加载力(F)后停止加载，观察千分表13的读数变化，并记录。记录完成后退出转塔刀架1，再次移动转塔刀架1，使刀杆4移动到弓形架10另一侧。
实施例3(参考图4)对转塔刀架1进行-Y向的加载，将弓形架10旋转到底面与转塔刀架1安装面垂直处，并将测力环10的测量方向调整到Y向，-Y方向的转塔刀架1加载与转塔刀架1变形量的测量方法与上述Z向的实施原理相同。
该实验装置的作用是将转塔刀架装配到数控车床上，对刀架三个方向进行一定量的静态加载，并检测刀架变形量,通过模拟转塔刀架车削时的工作状态，可对数控转塔刀架的静态加载变形量做出检测，从而对刀架在静态负载下的性能做出综合评估。
上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明的实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等同变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (5)

1.数控车床转塔刀架静态加载实验装置，所述加载实验装置设置于床身(12)上，其特征在于，包括转塔刀架(1)、主轴箱(5)、主轴顶尖(6)、弓形架(10)、尾座顶尖(14)及尾座(17)，所述弓形架(10)设置于主轴箱(5)与尾座(17)间，所述转塔刀架(1)设置于弓形架(10)上端一侧，所述主轴顶尖(6)穿过主轴箱(5)主轴孔，所述尾座顶尖(14)插入尾座(17)套筒内，且所述主轴顶尖(6)与尾座顶尖(14)相对端插入弓形架(10)两端通过螺钉连接的弓形架连接套(2)内，所述转塔刀架(1)下端安装有刀杆(4)、所述刀杆(4)下端固接有延伸至弓形架(10)内的测量块(11)，所述弓形架(10)一侧穿设有顶杆(7)，且其内部通过顶杆(7)与测量块(11)相对端活动夹持有测力环(9)，所述测力环(9)内设有测力环检测表(91)。
2.根据权利要求1所述的数控车床转塔刀架静态加载实验装置，其特征在于，所述加载实验装置还包括挡杆(15)与弓形架固定圈(16)，所述挡杆(15)装在弓形架固定圈(16)上端一侧，所述弓形架固定圈(16)套设于尾座(17)内端套筒上。
3.根据权利要求2所述的数控车床转塔刀架静态加载实验装置，其特征在于，所述加载实验装置还包括千分表(13)，所述千分表(13)粘贴于床身(12)上且其一端与测量块(11)相抵。
4.根据权利要求3所述的数控车床转塔刀架静态加载实验装置，其特征在于，所述弓形架(10)一端的弓形架连接套(2)上设有销轴(3)，且所述销轴(3)被挡杆(15)挡住。
5.根据权利要求4所述的数控车床转塔刀架静态加载实验装置，其特征在于，所述测力环(9)与顶杆(7)及测量块(11)接触端夹持有钢球(8)。
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