CN110455521B - 加工中心主轴拉钉及碟簧可靠性试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了加工中心主轴拉钉及碟簧可靠性试验装置，模拟换刀机构沿纵向安装在地平铁的一侧，模拟加载机构沿纵向安装在地平铁的另一侧，模拟主轴机构沿纵向安装在地平铁的中间；模拟主轴机构中的刀柄与模拟换刀机构的抓刀机械手保持对中；模拟加载机构中气缸的活塞推杆与模拟主轴机构的转子轴保持对中。本发明通过实验室可靠性台架试验可以快速获取故障数据、运行数据和维修数据，并且试验条件可控，试验过程可复制，非常好地克服了通过现场可靠性跟踪试验获取故障数据、运行数据和维修数据方法的不足，也为短时间内获得多个拉钉‑碟簧部件的故障数据、运行数据和维修数据，进而发现其薄弱环节并进行改进设计提供了可靠性试验基础。

Description

加工中心主轴拉钉及碟簧可靠性试验装置

技术领域

本发明涉及实验装置技术领域，更具体的说是涉及一种加工中心主轴拉钉及碟簧可靠性试验装置。

背景技术

数控机床是提高国家制造水平和装备水平的基础，是衡量一个国家工业发达水平、综合国力的重要标志。主轴是加工中心的核心部件，是最具有代表意义的关键功能子部件，其质量和可靠性的高低直接影响加工工件的质量，也影响了加工中心的可靠性水平。根据现场统计的数据，在导致主轴出现损坏的各项因素中，主轴拉钉-碟簧部件的损坏造成主轴损坏占比21％左右，所以主轴拉钉-碟簧部件的可靠性是影响主轴甚至是加工中心整机可靠性的关键。

从目前情况看来，国内没有专门针对加工中心主轴的拉钉-碟簧部件进行可靠性试验装置，仅能通过现场可靠性跟踪试验来获取故障数据、运行数据和维修数据，进而开展相应的可靠性分析。然而采用现场可靠性跟踪试验获取主轴拉钉-碟簧部件故障数据、运行数据和维修数据的方法，试验周期长、试验不可控，而且试验不可复现，需消耗大量的人力、物力和财力，因此现场可靠性跟踪试验方法的实用性不强。通过实验室可靠性台架试验可以快速获取故障数据、运行数据和维修数据，并且试验条件可控，试验过程可复制。

因此，如何提供一种实验室用加工中心主轴拉钉及碟簧可靠性试验装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种加工中心主轴拉钉及碟簧可靠性试验装置，通过实验室可靠性台架试验可以快速获取故障数据、运行数据和维修数据，并且试验条件可控，试验过程可复制，非常好地克服了通过现场可靠性跟踪试验获取故障数据、运行数据和维修数据方法的不足，也为短时间内获得多个拉钉-碟簧部件的故障数据、运行数据和维修数据，进而发现其薄弱环节并进行改进设计提供了可靠性试验基础，为加工中心整机可靠性的提高做出了贡献。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

加工中心主轴拉钉及碟簧可靠性试验装置，包括模拟换刀机构、模拟主轴机构、模拟加载机构、自动控制装置与地平铁；

所述地平铁安装在地基上，所述模拟换刀机构沿纵向安装在所述地平铁的一侧，所述模拟加载机构沿纵向安装在所述地平铁的另一侧，所述模拟主轴机构沿纵向安装在所述地平铁的中间；所述模拟主轴机构中的刀柄与所述模拟换刀机构的抓刀机械手保持对中；所述模拟加载机构中气缸的活塞推杆与所述模拟主轴机构的转子轴保持对中；所述自动控制装置通过控制柜安装在所述地平铁一侧的地基上，并且所述自动控制装置与所述模拟加载机构、所述模拟换刀机构和所述模拟主轴机构电性连接。

优选的，在上述加工中心主轴拉钉及碟簧可靠性试验装置中，所述模拟主轴机构包括一号模拟主轴元件、二号模拟主轴元件、三号模拟主轴元件和模拟主轴机构外壳体；所述一号模拟主轴元件、二号模拟主轴元件和三号模拟主轴元件的转子轴外结构配合相同；

所述一号模拟主轴元件、二号模拟主轴元件和三号模拟主轴元件安装在所述模拟主轴机构外壳体上，并且所述一号模拟主轴元件、二号模拟主轴元件和三号模拟主轴元件相邻两者之间的距离相等，所述一号模拟主轴元件、二号模拟主轴元件和三号模拟主轴元件距离地平铁的高度相等；

优选的，在上述加工中心主轴拉钉及碟簧可靠性试验装置中，所述模拟主轴机构外壳体采用T型螺栓与所述地平铁连接固定。

优选的，在上述加工中心主轴拉钉及碟簧可靠性试验装置中，所述模拟主轴机构外壳体为箱体类结构，所述模拟主轴机构外壳体底座设置有六个座耳，分为两组，一组三个座耳两两之间距离相同，另外一组三个座耳沿所述模拟主轴机构外壳体中间垂向平面与上述三个座耳成对称分布，整个所述模拟主轴机构设置的六个座耳用于与地平铁固定连接；所述模拟主轴机构外壳体设计有三个孔，它们的结构设计相同，每个孔开口孔径最小的端面上设置有六个成60°均匀分布的用于固定连接各前小盖的螺纹盲孔，开口孔径第二大的孔端面上设置有六个成60°均匀分布的用于固定连接各后大盖的螺纹盲孔。

优选的，在上述加工中心主轴拉钉及碟簧可靠性试验装置中，所述一号模拟主轴元件属于轴类结构件，包括一号转子轴，并且所述一号转子轴为空心轴，所述转子轴内从右到左分别设置有一号刀柄、一号拉钉、一号拉爪、一号拉杆、一号碟簧、一号碟簧调整垫、一号导套、一号拉杆螺母和一号压盖，所述一号刀柄、一号拉钉、一号拉爪、一号拉杆、一号碟簧、一号碟簧调整垫、一号导套、一号拉杆螺母和一号压盖的回转中心线与所述一号转子轴的回转中心线共线，沿所述一号转子轴内孔从右到左，一号刀柄与一号转子轴通过7:24锥孔配合；

所述一号刀柄端面有一个螺纹盲孔，所述一号拉钉尾部的外螺纹固定连接所述一号刀柄端面的螺纹盲孔；所述一号拉爪的四瓣爪夹持所述一号拉钉拉钉头，所述一号拉爪的拉爪头有一段外螺纹固定连接所述一号拉杆拉杆端面的螺纹盲孔；所述一号碟簧与所述一号拉杆外侧面和所述一号转子轴的轴内孔面均为间隙配合；所述一号碟簧调整垫将所述一号碟形弹簧均分成多个一号碟簧组，所述一号蝶簧组进行串联分段，所述一号碟簧的安装为三片叠合后再对合，所述一号碟簧调整垫与所述一号转子轴的轴内孔面和所述一号拉杆外侧面均为过渡配合；所述一号导套将所述一号碟簧组与所述一号拉杆螺母隔开,所述一号导套与所述一号拉杆的外侧面、所述一号转子轴的轴内孔面均为间隙配合；所述一号拉杆尾部外螺纹与所述一号拉杆螺母通过螺纹连接固定，所述拉杆螺母端面设置有4个呈90°均匀分布，用于固定连接所述一号压盖的螺纹盲孔；所述一号转子轴开有锥孔的端面设置有2个与所述一号转子轴回转轴线对称，用于固定2个一号端面键的螺纹盲孔。

优选的，在上述加工中心主轴拉钉及碟簧可靠性试验装置中，所述一号转子轴外从最大外径轴肩起设置为三段式阶梯轴，通过最大外径轴肩进行轴向定位和固定的是一对迷宫密封环；通过旋转密封环与所述一号转子轴外侧面之间过盈配合；通过固定密封环与所述模拟主轴机构外壳体内孔壁过渡配合；一对反向安装的角接触球轴承通过迷宫密封环进行轴向定位和固定，所述角接触球轴承与所述一号转子轴外侧面和所述模拟主轴机构外壳体的内孔壁之间均为过渡配合，在所述角接触球轴承之间有前内隔垫和前外隔垫进行轴向定位，前内隔垫与所述一号转子轴外侧面之间为过盈配合，前外隔垫与所述模拟主轴机构外壳体的内孔壁之间为过渡配合；所述一号转子轴外侧面的螺纹连接固定有前螺母；一对反向安装的角接触球轴承通过转子内套进行轴向定位和固定，所述转子内套通过第二大外径轴肩进行轴向定位和固定，角接触球轴承与所述一号转子轴外侧面和后大盖的内孔壁之间均为过渡配合；在角接触球轴承之间有后内隔垫和后外隔垫进行轴向定位，后内隔垫与所述一号转子轴外侧面之间为过盈配合，后外隔垫与后大盖内孔壁之间为过渡配合，所述一号转子轴尾部外侧面的螺纹连接固定有后螺母。

优选的，在上述加工中心主轴拉钉及碟簧可靠性试验装置中，所述二号模拟主轴元件为轴类结构件，包括二号转子轴，并且所述二号转子轴为空心轴，所述二号转子轴内零件从右到左分别是二号刀柄、二号拉钉、二号拉爪、二号拉杆、二号碟簧、二号碟簧调整垫、二号导套、二号拉杆螺母、二号防松套和二号压盖，所述二号刀柄、二号拉钉、二号拉爪、二号拉杆、二号碟簧、二号碟簧调整垫、二号导套、二号拉杆螺母和二号防松套的回转中心线与所述二号转子轴的回转中心线共线，沿所述二号转子轴内孔从右到左，问问二号刀柄与问问二号转子轴通过7:24锥孔配合；

所述二号刀柄端面有一个螺纹盲孔，所述二号拉钉尾部的外螺纹固定连接所述二号刀柄端面的螺纹盲孔；所述二号拉爪的四瓣爪夹持所述二号拉钉拉钉头，所述二号拉爪的拉爪头有一段外螺纹固定连接所述二号拉杆拉杆端面的螺纹盲孔；所述二号碟簧与所述二号拉杆外侧面、二号转子轴的轴内孔面均为间隙配合；所述二号碟簧调整垫将所述二号碟簧均分成多个二号碟簧组，所述二号蝶簧组进行串联分段，所述二号碟簧调整垫与所述二号转子轴轴内孔面和所述二号拉杆外侧面均为过渡配合；所述二号导套将所述二号碟簧组与所述二号拉杆螺母隔开,所述二号导套与所述二号拉杆外侧面以及所述二号转子轴的轴内孔面均为间隙配合；所述二号拉杆尾部外螺纹与所述二号拉杆螺母通过螺纹连接固定，所述拉杆螺母端面设置有4个呈90°均匀分布的用于固定连接所述二号压盖的螺纹盲孔，所述二号转子轴开有锥孔的端面设置有2个与所述二号转子轴回转轴线对称且用于固定2个二号端面键的螺纹盲孔。

优选的，在上述加工中心主轴拉钉及碟簧可靠性试验装置中，所述三号模拟主轴元件为轴类结构件，包括三号转子轴，并且所述三号转子轴为空心轴，所述三号转子轴内零件从右到左分别是三号刀柄、三号拉钉、三号拉爪、三号拉杆、三号碟簧、三号碟簧调整垫、三号导套、三号拉杆螺母和三号压盖，所述三号刀柄、三号拉钉、三号拉爪、三号拉杆、三号碟簧、三号碟簧调整垫、三号导套、三号拉杆螺母和三号压盖的回转中心线与所述三号转子轴的回转中心线共线，沿所述三号转子轴内孔从右到左，所述三号刀柄与所述三号转子轴通过7:24锥孔配合，所述三号刀柄端面有一个螺纹盲孔，所述三号拉钉尾部的外螺纹固定连接所述三号刀柄端面的螺纹盲孔；所述三号拉爪的四瓣爪夹持所述三号拉钉拉钉头，所述三号拉爪的拉爪头有一段外螺纹固定连接所述三号拉杆拉杆端面的螺纹盲孔；所述三号碟簧与所述三号拉杆外侧面以及所述三号转子轴内孔面均为间隙配合；

所述三号碟簧调整垫将所述三号碟簧均分成多个三号碟簧组，所述三号蝶簧组进行串联分段，所述三号碟簧调整垫与所述三号转子轴轴内孔面以及所述三号拉杆外侧面均为过渡配合，所述三号导套将所述三号碟簧组与所述三号拉杆螺母隔开,所述三号导套与所述三号拉杆外侧面和所述三号转子轴轴内孔面均为间隙配合，所述三号拉杆尾部外螺纹与所述三号拉杆螺母通过螺纹连接固定，所述拉杆螺母端面设置有4个呈90°均匀分布有用于固定连接所述三号压盖的螺纹盲孔，所述三号转子轴开有锥孔的端面设置有2个与三号转子轴回转轴线对称且用于固定2个三号端面键的螺纹盲孔。

优选的，在上述加工中心主轴拉钉及碟簧可靠性试验装置中，所述模拟加载机构包括一号气缸、二号气缸、三号气缸、一号气缸前支架、二号气缸前支架、三号气缸前支架、一号气缸连接头、二号气缸连接头、三号气缸连接头、一号气缸后支架、二号气缸后支架和三号气缸后支架；所述一号气缸、二号气缸和三号气缸的活塞推杆头部分别焊接一号气缸连接头、二号气缸连接头、三号气缸连接头；所述一号气缸的前端与所述一号气缸前支架上端采用螺栓固定连接，前端与所述一号气缸后支架上端采用螺栓固定连接；所述二号气缸的前端与所述二号气缸前支架上端采用螺栓固定连接，前端与所述二号气缸后支架上端采用螺栓固定连接；所述三号气缸的前端与所述三号气缸前支架上端采用螺栓固定连接，前端与所述三号气缸后支架上端采用螺栓固定连接；所述一号气缸前支架、二号气缸前支架、三号气缸前支架、一号气缸后支架、二号气缸后支架和三号气缸后支架的底座采用螺栓固定在所述地平铁上。

优选的，在上述加工中心主轴拉钉及碟簧可靠性试验装置中，所述模拟换刀机构包括一号机械手、二号机械手、三号机械手、大机械臂、直线滚动导轨、导轨滑块、连杆、曲柄轴、曲柄轴支撑座、联轴器、电机、滑台顶板、滑台中间平台、一号连接座、一号滚珠丝杠、一号锁紧装置、一号手轮、二号连接座、二号滚珠丝杠、二号锁紧装置、二号手轮、滑台底座；

所述一号机械手、二号机械手、三号机械手通过螺栓螺母固定安装在所述大机械臂上，所述大机械臂底座上设置有四组沉头孔，每组沉头孔分别包含两个沉头孔，每组沉头孔的分布情况与每个所述导轨滑块上的两个螺纹盲孔分布情况一致；四个所述导轨滑块安装在所述直线滚动导轨的两根所述直线滚动导轨上；每根所述直线滚动导轨上设置有四个均匀分布的沉头孔，用于固定连接滑台顶板的螺纹盲孔；所述大机械臂底座上有两个结构相同的外耳，两个外耳上设置有一个通孔用于固定连接所述连杆大头的通孔，所述连杆小头上设置的通孔用于固定连接所述曲柄轴大端上的通孔；

所述曲柄轴支撑座中的深沟球轴承与所述曲柄轴轴肩进行轴向定位，所述曲柄轴外侧面与深沟球轴承内圈之间的配合为过渡配合，深沟球轴承外圈一侧与所述曲柄轴支撑座贴合，另一侧由曲柄轴支撑座轴承端盖固定，所述曲柄轴支撑座轴承端盖端面设置有4个呈90°均匀分布的螺栓通孔用于固定连接所述曲柄轴支撑座，所述曲柄轴支撑座与曲柄轴支撑座轴承端盖配合的面上设置有4个呈90°均匀分布的螺纹盲孔，所述曲柄轴支撑座上设置有以所述曲柄轴支撑座中心平面对称的2个螺栓通孔用于固定连接所述滑台顶板，所述曲柄轴头部采用所述联轴器与所述电机相连；

所述电机的支撑座上设置有以所述电机中心平面对称的2组螺栓通孔，每组有2个螺栓通孔用于固定连接滑台顶板；一号连接座与滑台顶板连接的面上设置有以一号连接座中心平面对称的2组螺栓通孔，每组有2个螺栓通孔用于固定连接滑台顶板；一号连接座与一号滚珠丝杠螺母副的连接面上设置有以一号连接座中心对称平面对称的2组螺栓通孔，每组螺纹通孔设置呈3个呈30°均匀分布的螺栓通孔用于固定连接一号滚珠丝杠螺母副，一号滚珠丝杠安装在滑台中间平台上，一号滚珠丝杠丝杠外伸轴外侧面与一号锁紧座内锁紧片内孔面之间为间隙配合，锁紧片外侧面与一号锁紧座内孔壁之间为过渡配合，一号锁紧座上设置有一个螺纹通孔与一号锁紧螺杆配合；

一号锁紧座上设置有以一号锁紧座中心平面对称的2个螺栓通孔用于固定连接滑台中间平台；二号连接座与滑台中间平台连接的面上设置有以二号连接座中心平面对称的2组螺栓通孔，每组有2个螺栓通孔用于固定连接滑台顶板。二号连接座与二号滚珠丝杠螺母副的连接面上设置有以二号螺母座中心对称平面对称的2组螺栓通孔，每组螺纹通孔设置呈3个呈30°均匀分布的螺栓通孔用于固定连接二号滚珠丝杠螺母副，二号滚珠丝杠安装在滑台中间平台上，二号滚珠丝杠丝杠外伸轴外侧面与二号锁紧座内锁紧片内孔面之间为间隙配合，锁紧片外侧面与二号锁紧座内孔壁之间为过渡配合，二号锁紧座上设置有一个螺纹通孔与二号锁紧螺杆配合，二号锁紧座上设置有以二号锁紧座中心平面对称的2个螺栓通孔用于固定滑台底座；滑台底座设置有4个座耳，分为两组，一组2个座耳两两之间距离相同，另外一组2个座耳设置为以滑台底座中间对称平面与上述2个座耳成对称分布，整个滑台底座设置的4个座耳用于与所述地平铁固定连接。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了加工中心主轴拉钉及碟簧可靠性试验装置，采用气缸对拉钉-碟簧部件进行载荷加载，模拟拉钉-碟簧部件在工作状态下的工况载荷，载荷幅值和频率可根据不同工况进行动态地调整，载荷加载精度高、加载方便。

可在无人监控的状态长时间自动运行，可降低试验人员的劳动强度，自动进行加工中心主轴拉钉-碟簧部件的可靠性试验，激发和暴露主轴拉钉-碟簧部件的潜在故障，为其可靠性增长和评估提供工程实用的基础数据。

本发明结构合理、试验原理准确，适用于加工中心主轴拉钉-碟簧部件的可靠性评估和可靠性增长等试验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明的轴测投影视图；

图2为图1B向的轴测投影视图；

图3为本发明中模拟加载机构的轴测投影视图；

图4为本发明中模拟主轴机构的轴测投影视图；

图5为本发明中模拟换刀机构的轴测投影视图；

图6为图4模拟主轴机构中部分结构装配示意图；

图7为图6模拟主轴机构中三号转子轴内部零件装配示意图；

图8为图6模拟主轴机构中二号转子轴内部零件装配示意图；

图9为图6模拟主轴机构中一号转子轴内部零件装配示意图；

图10为图5模拟换刀机构中部分结构装配示意图；

图11为图10模拟换刀机构的部分结构中所采用的与滚珠丝杠结构连接的轴测投影视图；

图12为图10模拟换刀机构的部分结构中所采用的与滚珠丝杠结构连接的另一角度轴测投影视图；

图13为本发明中自动控制装置的结构原理框图；

图14为本发明中模拟加载机构的一号气缸、二号气缸、三号气缸的控制回路的结构原理图；

图15为本发明中自动控制装置的各部件相互连线的示意图。

图中：1.模拟换刀机构，2.模拟主轴机构，3.模拟加载机构，4.自动控制装置，1-1.一号气缸连接头，1-2.二号气缸连接头，1-3.三号气缸连接头，2-1.一号气缸推杆，2-2.二号气缸推杆，2-3.三号气缸推杆，3-1.一号气缸，3-2.二号气缸，3-3.三号气缸，4-1.一号气缸前支架，4-2.二号气缸前支架，4-3.三号气缸前支架，5-1.一号气缸后支架，5-2.二号气缸后支架，5-3.三号气缸后支架，6.模拟主轴机构外壳体，7.控制柜，8.三号机械手，9.大机械臂，10.二号机械手，11.支撑臂，12.一号机械手，13.后大盖，14.后螺母，15.7014-1C轴承Ⅰ，16.后外隔垫，17.后内隔垫，18.7014-1C轴承Ⅱ，19.转子内套，20.上位工控机，21.前螺母，22.7019AC轴承Ⅰ，23.前外隔垫，24.前内隔垫，25.7019AC轴承Ⅱ，26外迷宫式密封圈，27.内迷宫式密封圈，28.前小盖，29.一号防松套，30.一号拉杆螺母，31.一号导套，32.一号拉杆，33.一号转子轴，34.一号碟簧，35.一号碟簧调整垫，36.一号拉爪，37.一号拉钉，38.一号端面键，39.一号刀柄，40.二号防松套，41.二号拉杆螺母，42.二号导套，43.二号拉杆，44.二号转子轴，45.二号碟簧，46.二号碟簧调整垫，47.二号拉爪，48.二号拉钉，49.二号端面键，50.二号刀柄，51.三号防松套，52.三号拉杆螺母，53.三号导套，54.三号碟簧，55.三号碟簧调整垫，56.三号拉杆，57.三号转子轴，58.三号拉爪，59.三号拉钉，60.三号刀柄，61.三号端面键，62.滑台中间平台，63.滑台顶板，64.二号手轮，65.二号锁紧螺杆，66.二号锁紧座，67.二号滚珠丝杠固定单元，68.滑台底座，69.二号滚珠丝杠，70.二号连接座，71.二号滚珠丝杠螺母副,72.二号滚珠丝杠支撑单元，73.一号手轮，74.一号锁紧螺杆，75.一号锁紧座，76.一号滚珠丝杠固定单元，77.下位可编程控制器，78.一号滚珠丝杠，79.一号连接座，80.一号滚珠丝杠螺母副，81.一号滚珠丝杠支撑单元,82.曲柄轴支撑座，83.曲柄轴支撑座轴承端盖，84.连杆，85.电机，86.导轨滑块，87.直线滚动导轨，88-1.三位四通电磁换向阀Ⅰ，88-2.三位四通电磁换向阀Ⅱ，88-3.三位四通电磁换向阀Ⅲ，89.油雾器，90.减压阀，91.气泵,92.空气过滤器,93.地平铁，94.联轴器，95.曲柄轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种加工中心主轴拉钉及碟簧可靠性试验装置，通过实验室可靠性台架试验可以快速获取故障数据、运行数据和维修数据，并且试验条件可控，试验过程可复制，非常好地克服了通过现场可靠性跟踪试验获取故障数据、运行数据和维修数据方法的不足，也为短时间内获得多个拉钉-碟簧部件的故障数据、运行数据和维修数据，进而发现其薄弱环节并进行改进设计提供了可靠性试验基础，为加工中心整机可靠性的提高做出了贡献。

大量的数控机床可靠性数据表明，主轴拉钉-碟簧部件是影响数控机床可靠性的关键零部件之一；主轴拉钉-碟簧部件能否正常的工作直接影响主轴的工作，严重影响数控机床的整机可靠性水平，提高其可靠性是提高数控机床整机可靠性的关键；

通过开展可靠性试验，可以查清可靠性的薄弱环节，进而提出改进设计，因此可靠性试验是提高产品可靠性的主要途径之一；开展加工中心主轴拉钉-碟簧部件可靠性试验对于提高其可靠性水平，进而提高数控机床整机的可靠性具有重要作用。

根据可靠性试验的原则和要求，要开展加工中心主轴拉钉-碟簧部件的可靠性试验，需要模拟加工中心主轴拉钉-碟簧部件的真实工况，对其施加工况载荷；由于可靠性试验的时间较长，不能单纯依靠试验人员长时间进行试验，所以要求可靠性试验装置能够自动运行。自动运行是依靠自动控制装置的操作。

为提高可靠性试验的效率，一个加工中心主轴拉钉-碟簧部件可靠性试验装置应可对多套主轴拉钉-碟簧部件同时开展可靠性试验，所以试验装置要求更换被试验主轴拉钉-碟簧部件要方便、快捷，同时被试验主轴拉钉-碟簧部件在试验装置中布局应合理、不相互影响；同时具有模拟被试主轴拉钉-碟簧部件实际工况的能力。

综上，要实现上述主轴拉钉-碟簧部件可靠性试验的功能，需要解决如下问题：

1.试验能够自动运行；

2.对被试主轴拉钉-碟簧部件进行模拟工况载荷的加载；

3.同时实现多套主轴拉钉-碟簧部件可靠性试验；

4.被试主轴拉钉-碟簧部件的拆装和布置应便捷、合理。

针对上述问题，提供了一种方便实用、拆装方便的加工中心主轴拉钉-碟簧部件的可靠性试验装置，本发明数控机床弹性卡盘可靠性试验装置由模拟换刀机构1、模拟主轴机构2、模拟加载机构3、自动控制装置4和地平铁93组成。利用该试验装置，能够按照给定的可靠性试验方法有效地实现被试主轴拉钉-碟簧部件的可靠性试验，本发明有效解决了上述问题。

地平铁93安装在地基上，模拟换刀机构1沿纵向安装在地平铁93的一侧，模拟加载机构3沿纵向安装在地平铁93的另一侧，模拟主轴机构2沿纵向安装在地平铁93的中间；模拟主轴机构2中的刀柄与模拟换刀机构1的抓刀机械手保持对中；模拟加载机构中3气缸的活塞推杆与模拟主轴机构2的转子轴保持对中；自动控制装置4通过控制柜安装在地平铁93一侧的地基上，并且自动控制装置4与模拟加载机构3、模拟换刀机构1和模拟主轴机构2电性连接。

参阅图5、图10、图11和图12，模拟换刀机构1包括图5中的三号机械手8、大机械臂9、二号机械手10、支撑臂11、一号机械手12和联轴器94；图10中的滑台中间平台62、滑台顶板63、曲柄轴支撑座82、曲柄轴支撑座轴承端盖83、曲柄连杆84、电机85、导轨滑块86和直线滚动导轨87；图11中的二号手轮64、二号锁紧螺杆65、二号锁紧座66、二号滚珠丝杠固定单元67、滑台底座68、二号滚珠丝杠副69、二号连接座70、二号滚珠丝杠螺母副71和二号滚珠丝杠支撑单元72,；图12中的一号手轮73、一号锁紧螺杆74、一号锁紧座75、一号滚珠丝杠固定单元76、一号滚珠丝杠78、一号连接座79、一号滚珠丝杠螺母副80和一号滚珠丝杠支撑单元81。

参阅图5,一号机械手12、二号机械手10、三号机械手8结构外形相似，前端是一个半月形的夹持臂，沿切线方向伸出一段距离，后面是一块支撑，上面设置有4个螺栓通孔，机械手通过螺栓螺母固定安装在大机械臂9上。大机械臂9与支撑臂11的连接部分是一个呈凹形的圆盘面，该连接部分设置有4个呈90°均匀分布的螺栓通孔，大机械臂9和支撑臂11通过螺栓螺母固定。

参阅图5和图10，图5中的支撑臂11底座上设置有四组沉头孔，每组沉头孔分别包含两个沉头孔，每组沉头孔的分布情况与导轨滑块86上的两个螺纹盲孔分布情况一致；四个导轨滑块86安装在两根直线滚动导轨87上，每根直线滚动导轨87上设置有四个均匀分布的沉头孔用于固定连接滑台顶板63的螺纹盲孔。支撑臂11底座上有两个结构相同的外耳，两个外耳上设置有一个通孔用于固定连接连杆84大头的通孔，连杆小头上设置的通孔用于固定连接曲柄轴95上的通孔。曲柄轴支撑座82中的深沟球轴承与曲柄轴95的轴肩进行轴向定位，曲柄轴95的外侧面与深沟球轴承内圈之间的配合为过渡配合，深沟球轴承外圈一侧与曲柄轴支撑座82贴合，另一侧由曲柄轴支撑座轴承端盖83固定，轴承盖端面设置有4个呈90°均匀分布的螺栓通孔用于固定连接曲柄轴支撑座82，曲柄轴支撑座82与曲柄轴支撑座轴承端盖83配合的面上设置有4个呈90°均匀分布的螺纹盲孔，曲柄轴支撑座82上设置有以曲柄轴支撑座82中心平面对称的2个螺栓通孔用于固定连接滑台顶板63。曲柄轴95端部开有键槽，电机85外伸轴端部设置有键槽，曲柄轴96通过联轴器94与电机85外伸轴实现键连接，电机85的支撑座上设置有以电机85中心垂面对称的2组螺栓通孔，每组有2个螺栓通孔用于固定连接滑台顶板63。

参阅图12，一号连接座79与一号滚珠丝杠螺母副80的连接面上设置有以一号连接座79中心对称平面对称的2组螺栓通孔，每组螺纹通孔设置呈3个呈30°均匀分布的螺栓通孔用于固定连接一号滚珠丝杠螺母副80，一号滚珠丝杠78安装在滑台中间平台上，一号滚珠丝杠78的丝杠外伸轴外侧面与一号锁紧座75内锁紧片内孔面之间为间隙配合，锁紧片外侧面与一号锁紧座75内孔壁之间为过渡配合，一号锁紧座75上设置有一个螺纹通孔与一号锁紧螺杆74配合。一号锁紧座75上设置有以一号锁紧座75中心平面对称的2个螺栓通孔用于固定连接滑台中间平台62。

参阅图11，二号连接座70与滑台中间平台62连接的面上设置有以二号连接座70中心平面对称的两组螺栓通孔，每组有2个螺栓通孔用于固定连接滑台顶板63，二号连接座70与二号滚珠丝杠螺母副71的连接面上设置有以二号连接座70中心对称平面对称的两组螺栓通孔，每组螺纹通孔设置呈3个呈30°均匀分布的螺栓通孔用于固定连接二号滚珠丝杠螺母副71，二号滚珠丝杠69安装在滑台中间平台62上，二号滚珠丝杠69的丝杠外伸轴外侧面与二号锁紧座66内锁紧片内孔面之间为间隙配合，锁紧片外侧面与二号锁紧座66内孔壁之间为过渡配合，二号锁紧座66上设置有一个螺纹通孔与二号锁紧螺杆65配合，二号锁紧座66上设置有以二号锁紧座66中心平面对称的2个螺栓通孔用于固定滑台底座68；滑台底座68设置有4个座耳，分为两组，一组2个座耳的两两之间距离相同，另外一组2个座耳滑台底座中间对称平面与上述2个座耳成对称分布，整个滑台底座68设置的4个座耳用于与地平铁93固定连接。

参阅图4，模拟主轴机构2包括图4中的模拟主轴机构外壳体6，模拟主轴机构外壳体6为箱体类零件，模拟主轴机构外壳体6底座设置有六个座耳，分为两组，一组三个座耳两两之间距离相同，另外一组三个座耳沿模拟主轴机构外壳体6中间平面与上述三个座耳成对称分布，整个模拟主轴机构2设置的六个座耳用于与地平铁93固定连接。

参阅图6，模拟主轴机构2中的转子轴外装配零件包括后大盖13、后螺母14、7014-1C轴承Ⅰ15、后外隔垫16、后内隔垫17、7014-1C轴承Ⅱ18、转子内套19、前螺母21、7019AC轴承Ⅰ22、前外隔垫23、前内隔垫24、7019AC轴承Ⅱ25、旋转外迷宫式密封圈26、固定内迷宫式密封圈27和前小盖28。

图4中模拟主轴机构外壳体6三个孔的结构相同，开口孔径最小的端面上设置有六个呈120°均匀分布的用于固定连接各前小盖28的螺纹盲孔，开口孔径第二大的孔端面上设置有六个呈120°均匀分布的用于固定连接后大盖13的螺纹盲孔。转子轴外从最大外径轴肩起设置为三段式阶梯轴，通过最大外径轴肩轴向定位和固定的是一对迷宫密封环，旋转迷宫密封环的外迷宫式密封圈26与转子轴外侧面之间为过盈配合，固定迷宫密封环的内迷宫式密封圈27与模拟主轴机构外壳体6内孔壁之间为过渡配合，一对反向安装的角接触球轴承为7014-1C轴承Ⅰ15和7014-1C轴承Ⅱ18，7014-1C轴承Ⅰ15和7014-1C轴承Ⅱ18通过迷宫密封环进行轴向定位和固定，角接触球轴承与转子轴外侧面和模拟主轴机构外壳体6内孔壁之间均为过渡配合，在角接触球轴承之间有前内隔垫24和前外隔垫23进行轴向定位，前内隔垫24与转子轴外侧面之间为过盈配合，前外隔垫36与模拟主轴机构外壳体6内孔壁之间为过渡配合，前螺母21通过与转子轴外侧面的螺纹连接固定。转子内套19通过第二大外径轴肩进行轴向定位和固定，一对反向安装的角接触球轴承为7019AC轴承Ⅰ22和7019AC轴承Ⅱ25，7019AC轴承Ⅰ22和7019AC轴承Ⅱ25通过转子内套进行轴向定位和固定，角接触球轴承与转子轴的外侧面和后大盖13的内孔壁之间均为过渡配合，在角接触球轴承之间有后内隔垫17和后外隔垫16进行轴向定位，后内隔垫17与转子轴外侧面之间为过盈配合，后外隔垫16与后大盖13的内孔壁之间为过渡配合，后螺母14通过与转子轴尾部外侧面的螺纹连接固定。

参阅图9，一号模拟主轴元件由一号防松套29、一号拉杆螺母30、一号导套31、一号拉杆32、一号转子轴33、一号碟簧34、一号碟簧调整垫35、一号拉爪36、一号拉钉37、一号端面键38和一号刀柄39组成。其中一号转子轴33为空心轴，一号转子轴33内侧装配的零件从右到左分别是一号刀柄39、一号拉钉37、一号拉爪36、一号拉杆32、一号碟簧34、一号碟簧调整垫35、一号导套31、一号拉杆螺母30和一号防松套29，所有一号转子轴33内侧装配的零件的回转中心线与转子轴的回转中心线共线，沿一号转子轴33内孔从右到左，一号刀柄39与一号转子轴33通过7:24锥孔配合，一号刀柄39的小端面有一个螺纹盲孔，一号拉钉37尾部的外螺纹固定连接一号刀柄39小端面的螺纹盲孔，一号拉爪36的四瓣爪夹持一号拉钉37的拉钉头，一号拉爪36的拉爪头有一段外螺纹固定连接一号拉杆32拉杆端面的螺纹盲孔，一号碟簧34与一号拉杆32的外侧面和一号转子轴33的内孔面均为间隙配合，一号碟簧调整垫35将一号碟簧34均分成多个一号碟簧组，一号蝶簧组进行串联分段，一号碟簧调整垫35与一号转子轴33轴内孔面和一号拉杆32外侧面均为过渡配合，一号导套31将一号碟簧组与一号拉杆螺母30隔开,一号导套31与一号拉杆32外侧面和一号转子轴33轴内孔面均为间隙配合，一号拉杆32尾部外螺纹与一号拉杆螺母30通过螺纹连接固定，拉杆螺母端面设置有4个呈90°均匀分布的用于固定连接一号防松套29的螺纹盲孔，一号转子轴33开有锥孔的端面设置有2个与一号转子轴33回转轴线对称的用于固定连接2个一号端面键38的螺纹盲孔。

参阅图8，一号模拟主轴元件由二号防松套40、二号拉杆螺母41、二号导套42、二号拉杆43、二号转子轴44、二号碟簧45、二号碟簧调整垫46、二号拉爪47、二号拉钉48、二号端面键49和二号刀柄50组成。其中二号转子轴44，二号转子轴44为空心轴，二号转子轴44内侧装配的零件从右到左分别是二号刀柄50、二号拉钉48、二号拉爪47、二号拉杆43、二号碟簧45、二号碟簧调整垫46、二号导套42、二号拉杆螺母41和二号防松套40，所有二号转子轴44内侧装配的零件的回转中心线与转子轴的回转中心线共线，沿转子轴内孔从右到左，二号刀柄50与二号转子轴44通过7:24锥孔配合，二号刀柄50的左侧小端面有一个螺纹盲孔，二号拉钉48尾部的外螺纹固定连接二号刀柄50的左侧小端面的螺纹盲孔，二号拉爪47的四瓣爪夹持二号拉钉48的拉钉头，二号拉爪47的拉爪头有一段外螺纹固定连接二号拉杆43拉杆端面的螺纹盲孔，二号碟簧45与二号拉杆外侧面和二号转子轴轴内孔面均为间隙配合，二号碟簧调整垫46将二号碟簧45均分成多个二号碟簧组，二号蝶簧组进行串联分段，二号碟簧调整垫46与二号转子轴44轴内孔面和二号拉杆43外侧面均为过渡配合，二号导套42将二号碟簧组与二号拉杆螺母41隔开,二号导套42与二号拉杆43外侧面和二号转子轴44轴内孔面均为间隙配合，二号拉杆43尾部外螺纹与二号拉杆螺母41通过螺纹连接固定，二号拉杆螺母41端面设置有4个呈90°均匀分布的用于固定连接二号防松套40的螺纹盲孔，二号转子轴44开有锥孔的端面设置有2个与二号转子轴44的回转轴线对称的用于固定二号端面键49的螺纹盲孔。

参阅图7，三号模拟主轴元件由三号防松套51、三号拉杆螺母52、三号导套53、三号碟簧54、三号碟簧调整垫55、三号拉杆56、三号转子轴57、三号拉爪58、三号拉钉59、三号刀柄60和三号端面键61组成。其中三号转子轴57为空心轴，三号转子轴57内侧装配的零件从右到左分别是三号刀柄60、三号拉钉59、三号拉爪58、三号拉杆56、三号碟簧54、三号碟簧调整垫55、三号导套53、三号拉杆螺母52和三号防松套51，所有三号转子轴57内侧装配的零件的回转中心线与转子轴的回转中心线共线，沿转子轴内孔从右到左，三号刀柄60与三号转子轴57通过7:24锥孔配合，三号刀柄60的小端面有一个螺纹盲孔，三号拉钉59尾部的外螺纹固定连接三号刀柄60的小端面的螺纹盲孔，三号拉爪58的四瓣爪夹持三号拉钉拉59钉头，三号拉爪58的拉爪头有一段外螺纹固定连接三号拉杆56拉杆端面的螺纹盲孔，三号碟簧54与三号拉杆56的外侧面和三号转子轴57的轴内孔面均为间隙配合，三号碟簧调整垫55将三号碟簧54均分成多个三号碟簧组，三号蝶簧组进行串联分段，三号碟簧调整垫55与三号转子轴57的轴内孔面和三号外侧面均为过渡配合，三号导套53将三号碟簧组与三号拉杆螺母52隔开,三号导套53与三号拉杆56外侧面和三号转子轴57的轴内孔面均为间隙配合，三号拉杆56尾部外螺纹与三号拉杆螺母52通过螺纹连接固定，拉杆螺母端面设置有4个呈90°均匀分布的用于固定连接三号防松套51的螺纹盲孔，三号转子轴57开有锥孔的端面设置有2个与三号转子轴57回转轴线对称的用于固定三号端面键61的螺纹盲孔。

参阅图2和图3，技术方案中模拟加载机构3包括一号气缸3-1、二号气缸3-2、三号气缸3-3、一号气缸前支架4-1、二号气缸前支架4-2、三号气缸前支架4-3、一号气缸连接头1-1、二号气缸连接头1-2、三号气缸连接头1-3、一号气缸推杆2-1、二号气缸推杆2-2、三号气缸推杆2-3、一号气缸后支架5-1、二号气缸后支架5-2和三号气缸后支架5-3。一号气缸3-1、二号气缸3-2和三号气缸3-3的活塞推杆头部分别焊接一号气缸连接头1-1、二号气缸连接头1-2、三号气缸连接头1-3；一号气缸3-1的前端与一号气缸前支架4-1上端采用螺栓固定连接，前端与一号气缸后支架5-1上端采用螺栓固定连接；二号气缸3-2的前端与二号气缸前支架4-2上端采用螺栓固定连接，前端与二号气缸后支架5-2上端采用螺栓固定连接；三号气缸3-3的前端与三号气缸前支架4-3上端采用螺栓固定连接，前端与三号气缸后支架5-3上端采用螺栓固定连接；一号气缸前支架4-1、二号气缸前支架4-2、三号气缸前支架4-3、一号气缸后支架5-1、二号气缸后支架5-2和三号气缸后支架5-3的底座采用螺栓固定在地平铁93上。

参阅图14，三位四通电磁换向阀88、气泵91根据试验要求按照标准选择，油雾器89、减压阀90、空气过滤器92组成气动三联件，起到保护设备，延长设备使用寿命的作用，均按标准选择。

加工中心主轴拉钉-碟簧部件可靠性试验装置的动作控制由自动控制装置4实现。

参阅图13，自动控制装置4由控制柜7以及安装在控制柜内的显示器、键盘输入设备、上位工控机20、下位可编程控制器77、三位四通电磁阀88-1、三位四通电磁阀88-2和三位四通电磁阀88-3组成。

参阅图15，下位可编程控制器77有四个接口，上行方向的接口与上位工控机20采用通讯线连接，下行方向的接口与三位四通电磁换向阀88-1、88-2和88-3采用通讯线连接。上位工控机20中的控制程序、控制指令依靠键盘输入到上位工控机20，最终在工控机20的显示器上显示。

其中，上位工控机20控制界面可由已成熟的VC++语言编制，在上位工控机20控制界面上输入控制各气缸的运动频率、运动距离、试验时间等试验参数。上位工控机20实现的功能主要是与下位可编程控制器77通过串口通讯。下位可编程控制器77完成的主要任务是通过控制三位四通电磁换向阀88，使其处于得电、失电状态，从而控制气缸3的运动频率和往复运动距离，如图14所示，当三位四通电磁换向阀88左位得电接入时，气缸3伸出工进，当三位四通电磁换向阀88右位得电接入时，气缸3缩回。下位可编程控制器77通过控制三位四通电磁换向阀88使气缸3往复运动来实现松拉刀和紧拉刀动作。

综上，依靠上位工控机20中编制的VC++程序，对本发明加工中心主轴拉钉-碟簧部件可靠性试验装置的各部分实现自动控制。

参阅图1、图2、图5，地平铁93安装在地基上，模拟换刀机构1沿纵向安装在地平铁93的一侧，模拟加载机构3沿纵向安装在地平铁93的另一侧，模拟主轴机构2沿纵向安装在地平铁93的中间。模拟换刀机构1位于模拟主轴机构2的正前方，其中模拟换刀机构1中的一号机械手12在模拟换刀过程时抓紧模拟主轴机构2中的一号刀柄39，模拟换刀机构1中的二号机械手10在模拟换刀时抓紧模拟主轴机构2中的二号刀柄50，模拟换刀机构1中的三号机械手8在模拟换刀时抓紧模拟主轴机构2中的三号刀柄60；模拟换刀机构1中一号机械手12的弧形手爪中心线与模拟主轴机构2中一号模拟主轴元件的回转中轴线共线，模拟换刀机构1中的二号机械手10的弧形手爪中心线与模拟主轴机构2中二号模拟主轴元件的回转中轴线共线，模拟换刀机构1中三号机械手8的弧形手爪中心线与模拟主轴机构2中三号模拟主轴元件的回转中轴线共线。模拟加载机构3一号气缸3-1的气缸连接头1-1与模拟主轴机构2中一号防松套29的端面相接触，且一号气缸3-1的回转中心线与模拟主轴机构2中一号模拟主轴元件的回转中心线共线；模拟加载机构3的二号气缸3-2的气缸连接头1-2与模拟主轴机构2中二号防松套40的端面相接触，且二号气缸3-2的回转中心线与模拟主轴机构2中二号模拟主轴元件的回转中心线共线；模拟加载机构3三号气缸3-3的气缸连接头1-3与模拟主轴机构2中三号防松套51的端面相接触，且三号气缸3-1的回转中心线与模拟主轴机构2中三号模拟主轴元件的回转中心线共线；自动控制装置4通过其中的控制柜44安装在地平铁64周围的地基上，位于由模拟换刀机构1、模拟主轴机构2、模拟加载机构3组成的相互作用的整体的侧方，用于控制加工中心主轴拉钉-碟簧部件可靠性试验装置整体的运动。

加工中心主轴拉钉-碟簧部件可靠性试验装置的工作原理

参阅图14，当三位四通电磁换向阀88左位得电时，一号气缸3-1、二号气缸3-2和三号气缸3-3伸出工进，当三位四通电磁换向阀88右位得电接入时，一号气缸3-1、二号气缸3-2和三号气缸3-3缩回。通过控制三位四通电磁换向阀88使一号气缸3-1、二号气缸3-2和三号气缸3-3往复运动进而对模拟主轴机构2中的各模拟主轴元件中的拉钉-碟簧部件进行松拉刀和紧拉刀动作。在一号气缸3-1、二号气缸3-2和三号气缸3-3往复运动的同时，由电机85控制的曲柄连杆84带动支撑臂11在直线滚动滑轨87上来回移动，模拟换刀机构1的各机械手抓紧模拟主轴机构2的各刀柄，模拟实现松紧拉刀时的换刀动作。

由于本装置可对三套主轴拉钉-碟簧部件同时进行可靠性试验，三套主轴拉钉-碟簧部件可能并不同时失效，如某一主轴拉钉-碟簧部件失效后只需将其更换为正常的主轴拉钉-碟簧部件后便可继续试验，从而提高了拉钉-碟簧部件的可靠性试验效率，降低了试验成本。

具体实施过程中，本发明加工中心主轴拉钉-碟簧部件可靠性试验装置可以根据需要进行取舍或变型：

1.主轴拉钉-碟簧部件的载荷加载可以通过多种方式实现，例如液压缸、气缸打刀缸、复合液压打刀缸或者其他机械结构等。

2.加工中心主轴拉钉-碟簧部件可靠性试验装置为同时对三套主轴拉钉-碟簧部件进行可靠性试验，也可以对加工中心主轴拉钉-碟簧部件可靠性试验装置做微小改变的同时，对三套及以上或三套以内数量的主轴拉钉-碟簧部件进行可靠性试验，但是这些改变都不改变整体效果。

另外，本发明中实施例是为了便于该技术领域的技术人员能够理解和应用本发明，是一种优化的实施例，或者说是一种较佳的具体的技术方案，它只适用于主轴拉钉-碟簧部件数量在一定范围内的主轴拉钉-碟簧部件的可靠性试验，主轴拉钉-碟簧部件数量在范围之外的加工中心主轴拉钉-碟簧部件的可靠性试验可采用基本不变的技术方案，但所用零部件的数量将随之改变，如增加模拟主轴数量、气缸数量等，故本发明不限于实施例中这一种比较具体的技术方案的描述。

本发明还可以有其它实施方式，如：将气缸换成液压缸进行试验，又如，通过电机控制凸轮的运动进而实现模拟换刀，还可以通过直线电机安装在十字滑台上进行模拟换刀。总之，如果相关的技术人员在坚持本发明基本技术方案的情况下做出不需要经过创造性劳动的等效结构变化或各种修改都在本发明的保护范围内。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.加工中心主轴拉钉及碟簧可靠性试验装置，其特征在于，包括模拟换刀机构、模拟主轴机构、模拟加载机构、自动控制装置与地平铁；所述地平铁安装在地基上，所述模拟换刀机构沿纵向安装在所述地平铁的一侧，所述模拟加载机构沿纵向安装在所述地平铁的另一侧，所述模拟主轴机构沿纵向安装在所述地平铁的中间；所述模拟主轴机构中的刀柄与所述模拟换刀机构的抓刀机械手保持对中；所述模拟加载机构中气缸的活塞推杆与所述模拟主轴机构的转子轴保持对中；所述自动控制装置通过控制柜安装在所述地平铁一侧的地基上，并且所述自动控制装置与所述模拟加载机构、所述模拟换刀机构和所述模拟主轴机构电性连接；

所述模拟主轴机构包括一号模拟主轴元件、二号模拟主轴元件、三号模拟主轴元件和模拟主轴机构外壳体；所述一号模拟主轴元件、二号模拟主轴元件和三号模拟主轴元件的转子轴外结构配合相同；所述一号模拟主轴元件、二号模拟主轴元件和三号模拟主轴元件安装在所述模拟主轴机构外壳体上，并且所述一号模拟主轴元件、二号模拟主轴元件和三号模拟主轴元件相邻两者之间的距离相等，所述一号模拟主轴元件、二号模拟主轴元件和三号模拟主轴元件距离地平铁的高度相等；

所述一号模拟主轴元件属于轴类结构件，包括一号转子轴，并且所述一号转子轴为空心轴，所述转子轴内从右到左分别设置有一号刀柄、一号拉钉、一号拉爪、一号拉杆、一号碟簧、一号碟簧调整垫、一号导套、一号拉杆螺母和一号压盖，所述一号刀柄、一号拉钉、一号拉爪、一号拉杆、一号碟簧、一号碟簧调整垫、一号导套、一号拉杆螺母和一号压盖的回转中心线与所述一号转子轴的回转中心线共线，沿所述一号转子轴内孔从右到左，一号刀柄与一号转子轴通过7:24锥孔配合；所述一号刀柄端面有一个螺纹盲孔，所述一号拉钉尾部的外螺纹固定连接所述一号刀柄端面的螺纹盲孔；所述一号拉爪的四瓣爪夹持所述一号拉钉拉钉头，所述一号拉爪的拉爪头有一段外螺纹固定连接所述一号拉杆拉杆端面的螺纹盲孔；所述一号碟簧与所述一号拉杆外侧面和所述一号转子轴的轴内孔面均为间隙配合；所述一号碟簧调整垫将所述一号碟形弹簧均分成多个一号碟簧组，所述一号蝶簧组进行串联分段，所述一号碟簧的安装为三片叠合后再对合，所述一号碟簧调整垫与所述一号转子轴的轴内孔面和所述一号拉杆外侧面均为过渡配合；所述一号导套将所述一号碟簧组与所述一号拉杆螺母隔开,所述一号导套与所述一号拉杆的外侧面、所述一号转子轴的轴内孔面均为间隙配合；所述一号拉杆尾部外螺纹与所述一号拉杆螺母通过螺纹连接固定，所述拉杆螺母端面设置有4个呈90°均匀分布，用于固定连接所述一号压盖的螺纹盲孔；所述一号转子轴开有锥孔的端面设置有2个与所述一号转子轴回转轴线对称，用于固定2个一号端面键的螺纹盲孔；

所述二号模拟主轴元件为轴类结构件，包括二号转子轴，并且所述二号转子轴为空心轴，所述二号转子轴内零件从右到左分别是二号刀柄、二号拉钉、二号拉爪、二号拉杆、二号碟簧、二号碟簧调整垫、二号导套、二号拉杆螺母、二号防松套和二号压盖，所述二号刀柄、二号拉钉、二号拉爪、二号拉杆、二号碟簧、二号碟簧调整垫、二号导套、二号拉杆螺母和二号防松套的回转中心线与所述二号转子轴的回转中心线共线，沿所述二号转子轴内孔从右到左，问问二号刀柄与问问二号转子轴通过7:24锥孔配合；所述二号刀柄端面有一个螺纹盲孔，所述二号拉钉尾部的外螺纹固定连接所述二号刀柄端面的螺纹盲孔；所述二号拉爪的四瓣爪夹持所述二号拉钉拉钉头，所述二号拉爪的拉爪头有一段外螺纹固定连接所述二号拉杆拉杆端面的螺纹盲孔；所述二号碟簧与所述二号拉杆外侧面、二号转子轴的轴内孔面均为间隙配合；所述二号碟簧调整垫将所述二号碟簧均分成多个二号碟簧组，所述二号蝶簧组进行串联分段，所述二号碟簧调整垫与所述二号转子轴轴内孔面和所述二号拉杆外侧面均为过渡配合；所述二号导套将所述二号碟簧组与所述二号拉杆螺母隔开,所述二号导套与所述二号拉杆外侧面以及所述二号转子轴的轴内孔面均为间隙配合；所述二号拉杆尾部外螺纹与所述二号拉杆螺母通过螺纹连接固定，所述拉杆螺母端面设置有4个呈90°均匀分布的用于固定连接所述二号压盖的螺纹盲孔，所述二号转子轴开有锥孔的端面设置有2个与所述二号转子轴回转轴线对称且用于固定2个二号端面键的螺纹盲孔；

所述三号模拟主轴元件为轴类结构件，包括三号转子轴，并且所述三号转子轴为空心轴，所述三号转子轴内零件从右到左分别是三号刀柄、三号拉钉、三号拉爪、三号拉杆、三号碟簧、三号碟簧调整垫、三号导套、三号拉杆螺母和三号压盖，所述三号刀柄、三号拉钉、三号拉爪、三号拉杆、三号碟簧、三号碟簧调整垫、三号导套、三号拉杆螺母和三号压盖的回转中心线与所述三号转子轴的回转中心线共线，沿所述三号转子轴内孔从右到左，所述三号刀柄与所述三号转子轴通过7:24锥孔配合，所述三号刀柄端面有一个螺纹盲孔，所述三号拉钉尾部的外螺纹固定连接所述三号刀柄端面的螺纹盲孔；所述三号拉爪的四瓣爪夹持所述三号拉钉拉钉头，所述三号拉爪的拉爪头有一段外螺纹固定连接所述三号拉杆拉杆端面的螺纹盲孔；所述三号碟簧与所述三号拉杆外侧面以及所述三号转子轴内孔面均为间隙配合；所述三号碟簧调整垫将所述三号碟簧均分成多个三号碟簧组，所述三号蝶簧组进行串联分段，所述三号碟簧调整垫与所述三号转子轴轴内孔面以及所述三号拉杆外侧面均为过渡配合，所述三号导套将所述三号碟簧组与所述三号拉杆螺母隔开,所述三号导套与所述三号拉杆外侧面和所述三号转子轴轴内孔面均为间隙配合，所述三号拉杆尾部外螺纹与所述三号拉杆螺母通过螺纹连接固定，所述拉杆螺母端面设置有4个呈90°均匀分布有用于固定连接所述三号压盖的螺纹盲孔，所述三号转子轴开有锥孔的端面设置有2个与三号转子轴回转轴线对称且用于固定2个三号端面键的螺纹盲孔。

2.根据权利要求1所述的加工中心主轴拉钉及碟簧可靠性试验装置，其特征在于，所述模拟主轴机构外壳体采用T型螺栓与所述地平铁连接固定。

3.根据权利要求2所述的加工中心主轴拉钉及碟簧可靠性试验装置，其特征在于，所述模拟主轴机构外壳体为箱体类结构，所述模拟主轴机构外壳体底座设置有六个座耳，分为两组，一组三个座耳两两之间距离相同，另外一组三个座耳沿所述模拟主轴机构外壳体中间垂向平面与上述三个座耳成对称分布，整个所述模拟主轴机构设置的六个座耳用于与地平铁固定连接；所述模拟主轴机构外壳体设计有三个孔，它们的结构设计相同，每个孔开口孔径最小的端面上设置有六个成60°均匀分布的用于固定连接各前小盖的螺纹盲孔，开口孔径第二大的孔端面上设置有六个成60°均匀分布的用于固定连接各后大盖的螺纹盲孔。

4.根据权利要求1所述的加工中心主轴拉钉及碟簧可靠性试验装置，其特征在于，所述一号转子轴外从最大外径轴肩起设置为三段式阶梯轴，通过最大外径轴肩进行轴向定位和固定的是一对迷宫密封环；通过旋转密封环与所述一号转子轴外侧面之间过盈配合；通过固定密封环与所述模拟主轴机构外壳体内孔壁过渡配合；一对反向安装的角接触球轴承通过迷宫密封环进行轴向定位和固定，所述角接触球轴承与所述一号转子轴外侧面和所述模拟主轴机构外壳体的内孔壁之间均为过渡配合，在所述角接触球轴承之间有前内隔垫和前外隔垫进行轴向定位，前内隔垫与所述一号转子轴外侧面之间为过盈配合，前外隔垫与所述模拟主轴机构外壳体的内孔壁之间为过渡配合；所述一号转子轴外侧面的螺纹连接固定有前螺母；一对反向安装的角接触球轴承通过转子内套进行轴向定位和固定，所述转子内套通过第二大外径轴肩进行轴向定位和固定，角接触球轴承与所述一号转子轴外侧面和后大盖的内孔壁之间均为过渡配合；在角接触球轴承之间有后内隔垫和后外隔垫进行轴向定位，后内隔垫与所述一号转子轴外侧面之间为过盈配合，后外隔垫与后大盖内孔壁之间为过渡配合，所述一号转子轴尾部外侧面的螺纹连接固定有后螺母。

5.根据权利要求1所述的加工中心主轴拉钉及碟簧可靠性试验装置，其特征在于，所述模拟加载机构包括一号气缸、二号气缸、三号气缸、一号气缸前支架、二号气缸前支架、三号气缸前支架、一号气缸连接头、二号气缸连接头、三号气缸连接头、一号气缸后支架、二号气缸后支架和三号气缸后支架；所述一号气缸、二号气缸和三号气缸的活塞推杆头部分别焊接一号气缸连接头、二号气缸连接头、三号气缸连接头；所述一号气缸的前端与所述一号气缸前支架上端采用螺栓固定连接，前端与所述一号气缸后支架上端采用螺栓固定连接；所述二号气缸的前端与所述二号气缸前支架上端采用螺栓固定连接，前端与所述二号气缸后支架上端采用螺栓固定连接；所述三号气缸的前端与所述三号气缸前支架上端采用螺栓固定连接，前端与所述三号气缸后支架上端采用螺栓固定连接；所述一号气缸前支架、二号气缸前支架、三号气缸前支架、一号气缸后支架、二号气缸后支架和三号气缸后支架的底座采用螺栓固定在所述地平铁上。

6.根据权利要求1所述的加工中心主轴拉钉及碟簧可靠性试验装置，其特征在于，所述模拟换刀机构包括一号机械手、二号机械手、三号机械手、大机械臂、直线滚动导轨、导轨滑块、连杆、曲柄轴、曲柄轴支撑座、联轴器、电机、滑台顶板、滑台中间平台、一号连接座、一号滚珠丝杠、一号锁紧装置、一号手轮、二号连接座、二号滚珠丝杠、二号锁紧装置、二号手轮、滑台底座；所述一号机械手、二号机械手、三号机械手通过螺栓螺母固定安装在所述大机械臂上，所述大机械臂底座上设置有四组沉头孔，每组沉头孔分别包含两个沉头孔，每组沉头孔的分布情况与每个所述导轨滑块上的两个螺纹盲孔分布情况一致；四个所述导轨滑块安装在所述直线滚动导轨的两根所述直线滚动导轨上；每根所述直线滚动导轨上设置有四个均匀分布的沉头孔，用于固定连接滑台顶板的螺纹盲孔；所述大机械臂底座上有两个结构相同的外耳，两个外耳上设置有一个通孔用于固定连接所述连杆大头的通孔，所述连杆小头上设置的通孔用于固定连接所述曲柄轴大端上的通孔；所述曲柄轴支撑座中的深沟球轴承与所述曲柄轴轴肩进行轴向定位，所述曲柄轴外侧面与深沟球轴承内圈之间的配合为过渡配合，深沟球轴承外圈一侧与所述曲柄轴支撑座贴合，另一侧由曲柄轴支撑座轴承端盖固定，所述曲柄轴支撑座轴承端盖端面设置有4个呈90°均匀分布的螺栓通孔用于固定连接所述曲柄轴支撑座，所述曲柄轴支撑座与曲柄轴支撑座轴承端盖配合的面上设置有4个呈90°均匀分布的螺纹盲孔，所述曲柄轴支撑座上设置有以所述曲柄轴支撑座中心平面对称的2个螺栓通孔用于固定连接所述滑台顶板，所述曲柄轴头部采用所述联轴器与所述电机相连；所述电机的支撑座上设置有以所述电机中心平面对称的2组螺栓通孔，每组有2个螺栓通孔用于固定连接滑台顶板；一号连接座与滑台顶板连接的面上设置有以一号连接座中心平面对称的2组螺栓通孔，每组有2个螺栓通孔用于固定连接滑台顶板；一号连接座与一号滚珠丝杠螺母副的连接面上设置有以一号连接座中心对称平面对称的2组螺栓通孔，每组螺纹通孔设置呈3个呈30°均匀分布的螺栓通孔用于固定连接一号滚珠丝杠螺母副，一号滚珠丝杠安装在滑台中间平台上，一号滚珠丝杠丝杠外伸轴外侧面与一号锁紧座内锁紧片内孔面之间为间隙配合，锁紧片外侧面与一号锁紧座内孔壁之间为过渡配合，一号锁紧座上设置有一个螺纹通孔与一号锁紧螺杆配合；一号锁紧座上设置有以一号锁紧座中心平面对称的2个螺栓通孔用于固定连接滑台中间平台；二号连接座与滑台中间平台连接的面上设置有以二号连接座中心平面对称的2组螺栓通孔，每组有2个螺栓通孔用于固定连接滑台顶板，二号连接座与二号滚珠丝杠螺母副的连接面上设置有以二号螺母座中心对称平面对称的2组螺栓通孔，每组螺纹通孔设置呈3个呈30°均匀分布的螺栓通孔用于固定连接二号滚珠丝杠螺母副，二号滚珠丝杠安装在滑台中间平台上，二号滚珠丝杠丝杠外伸轴外侧面与二号锁紧座内锁紧片内孔面之间为间隙配合，锁紧片外侧面与二号锁紧座内孔壁之间为过渡配合，二号锁紧座上设置有一个螺纹通孔与二号锁紧螺杆配合，二号锁紧座上设置有以二号锁紧座中心平面对称的2个螺栓通孔用于固定滑台底座；滑台底座设置有4个座耳，分为两组，一组2个座耳两两之间距离相同，另外一组2个座耳设置为以滑台底座中间对称平面与上述2个座耳成对称分布，整个滑台底座设置的4个座耳用于与所述地平铁固定连接。