一种径向动态铣削载荷加载试验装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110936228A(43)申请公布日2020.03.31(21)申请号201911351596.9(22)申请日2019.12.15(71)申请人井冈山大学地址343009江西省吉安市青原区学苑路28号(72)发明人郑德星(51)Int.Cl.B23Q17/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种径向动态铣削载荷加载试验装置(57)摘要本发明公开了一种径向动态铣削载荷加载试验装置，其特征在于，它包括：机架，安装于机架的主轴和Y向换刀调节机构，刀具模拟组件安装于主轴上，Z向换刀调节机构借助Y轴滑板与Y向换刀调节机构相连，载荷微调机构借助Z轴滑板与Z向换刀调节机构相连。本发明采用接触加载，借助盘形模拟凸轮尺寸和廓形的变化来改变铣削过程中主轴径向受力，通过模拟凸轮廓形的突变来模拟铣削过程中切削力的突变，借助Y向换刀调节机构和Z向换刀调节机构来模拟在切削加工过程中刀具的更换，模拟真实、试验成本低，考虑工况因素更全面。CN110936228ACN110936228A权利要求书1/1页1.一种径向动态铣削载荷加载试验装置，其特征在于，它包括：机架(1)，安装于机架(1)的主轴(3)和Y向换刀调节机构(26)，刀具模拟组件(2)安装于主轴(3)上，Z向换刀调节机构(20)借助Y轴滑板(24)与Y向换刀调节机构(26)相连，Z轴滑板(18)安装于Z向换刀调节机构(20)上，载荷微调机构(5)安装于Z轴滑板(18)上；所述刀具模拟组件(2)包括模拟刀柄(4)，沿模拟刀柄(4)轴线依次安装于模拟刀柄(4)上的模拟两刃圆柱铣刀的盘形模拟凸轮I(6)、模拟三刃圆柱铣刀的盘形模拟凸轮II(7)、模拟四刃圆柱铣刀的盘形模拟凸轮III(8)和模拟五刃圆柱铣刀的盘形模拟凸轮IV(9)，模拟凸轮I(6)、模拟凸轮II(7)、模拟凸轮III(8)和模拟凸轮IV(9)的廓形依次与两刃圆柱铣刀、三刃圆柱铣刀、四刃圆柱铣刀和五刃圆柱铣刀铣削时的铣刀一转内铣削力的波动相一致；所述载荷微调机构(5)包括载荷架支座(16)，载荷架支座(16)上设置有载荷调节螺钉(17)，载荷调节螺钉(17)上段与载荷微调架(13)相连，活塞缸体(12)设置于载荷微调架(13)上，活塞缸体(12)缸底设置有弹簧(30)，弹簧(30)一端与活塞轴(11)相连，活塞轴(11)末端安装有深沟球加载轴承(10)。2CN110936228A说明书1/4页一种径向动态铣削载荷加载试验装置技术领域[0001]本发明涉及一种铣床主轴铣削力模拟加载试验装置，特别涉及一种对铣床主轴工作中的径向动态铣削载荷进行模拟加载的试验装置。背景技术[0002]作为机床的核心功能部件，主轴的工作性能直接决定着机床尤其是数控机床加工的工艺水平，精度保持性是评价机床主轴加工精度和工作稳定性的重要内容。对主轴进行径向模拟加载试验以便准确掌握主轴的动静态特性是进行主轴可靠性与精度保持性评价的重要内容之一。当前对机床主轴进行径向模拟加载的研究很多，主要分为两个方向：一类是是非接触式加载；第二类接触式加载。然而现有的关于主轴径向加载的试验研究中，无论是非接触式径向加载或者是接触式径向加载都更多地采用定常载荷，该种模拟加载方式更多地考虑到了切削用量、工件材质、刀具材料等不同对切削力的影响，而刀具结构变化对切削力波动的影响、刀具切入/切出过程中切削力的波动和振动等并没有被考虑。机床主轴系统是一个典型的轴承-转子系统，由于切削力的波动以及切削颤振的影响，都将引起机床主轴加工过程中的负载变化，而这将影响到轴承-转子系统的摩擦磨损和工作寿命。因而迫切需要建立一套机床主轴模拟加载试验装置来研究主轴的动静态特性。发明内容[0003]本发明针对当前铣床主轴铣削力模拟加载试验方面的不足，提出一种实现简单、能模拟刀具结构变化以及刀具切入/切出过程中切削力波动的径向动态铣削载荷接触式加载试验装置。[0004]实现上述目的的技术方案是：一种径向动态铣削载荷加载试验装置，包括机架，安装于机架的主轴和Y向换刀调节机构，刀具模拟组件安装于主轴上，Y向换刀调节机构上设置有Y轴滑板，Y轴滑板上安装有Z向换刀调节机构，Z向换刀调节机构上设置有Z轴滑板，载荷微调机构安装于Z轴滑板上；所述刀具模拟组件包括模拟刀柄，沿模拟刀柄轴线依次安装于模拟刀柄上的模拟两刃圆柱铣刀的模拟凸轮I、模拟三刃圆柱铣刀的模拟凸轮II、模拟四刃圆柱铣刀的模拟凸轮III和模拟五刃圆柱铣刀的模拟凸轮IV，在相邻的两模拟凸轮之间依次设置有凸轮挡环IV、凸轮挡环III和凸轮挡环II；所述模拟凸轮I、模拟凸轮II、模拟凸轮III、模拟凸轮IV均为盘形凸轮，模拟凸轮I、模拟凸轮II、模拟凸轮III、模