專利名稱：高速立式加工中心性能試驗(yàn)臺(tái)的制作方法
高速立式加工中心性能試驗(yàn)臺(tái)
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械制造裝備試驗(yàn)臺(tái)，特別是一種高速立式加工中心性能試驗(yàn)臺(tái)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展過程中，高速加工技術(shù)(HSC)由于不但能以盡量短的 時(shí)間加工出質(zhì)量合格的零件，而且能提高一個(gè)企業(yè)的市場快速反應(yīng)能力，因此，越來越受到 廠商的青睞，與此對(duì)應(yīng)，對(duì)切削速度、對(duì)主軸進(jìn)給速度以及最大扭矩的要求也逐步提高。迄 今為止，我國制造的高速數(shù)控機(jī)床配置的主軸系統(tǒng)等主要功能部件多數(shù)是進(jìn)口的。因此，高 速數(shù)控機(jī)床主要功能部件及技術(shù)的開發(fā)和研究已成為國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃的 目標(biāo)。在提高主軸轉(zhuǎn)速，進(jìn)給速度以后，機(jī)床的振動(dòng)、熱變形增加，可靠性降低，使得最初 配備的主軸等關(guān)鍵部件的剛度和精度要求難以滿足，因此，必須采用試驗(yàn)分析方法和精度 保持措施，保證高速、高精度和高剛度數(shù)控立式加工中心安全可靠地運(yùn)行；研究高速、高加 速度條件下導(dǎo)軌防護(hù)技術(shù)，研究高速主軸系統(tǒng)力、熱耦合特性，提高主軸系統(tǒng)精度穩(wěn)定性； 建立高速主軸滾動(dòng)軸承動(dòng)力學(xué)模型，為軸承的設(shè)計(jì)、選用與參數(shù)優(yōu)化提供依據(jù)；針對(duì)高速主 軸滾動(dòng)軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)特性進(jìn)行試驗(yàn)研究，確定軸承的優(yōu)化方案及使用條件。通過試驗(yàn)研究和 數(shù)據(jù)采集得到高速立式加工中心主要功能部件的精度指標(biāo)、發(fā)熱量、平均無故障工作時(shí)間 及高速驅(qū)動(dòng)、防護(hù)等相關(guān)數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)出滿足目標(biāo)所需要的主軸部件，軸承，高速絲杠，高速驅(qū) 動(dòng)及導(dǎo)軌防護(hù)裝置。為提高高速數(shù)控立式加工中心的性能提供技術(shù)支持。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高速立式加工中心性能試驗(yàn)臺(tái)，其可以針 對(duì)多個(gè)部件進(jìn)行檢測，且結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種高速立式加工中心性能試驗(yàn)臺(tái)，包括電主軸測 試系統(tǒng)及高速絲杠及支撐測試系統(tǒng)，電主軸測試系統(tǒng)包括上方開放且自上方朝內(nèi)凹陷有容 納空間的基臺(tái)及置于基臺(tái)上方并與基臺(tái)可拆卸連接的工作臺(tái)，所述電主軸測試系統(tǒng)安裝在 工作臺(tái)上方，包括固定在工作臺(tái)上表面且用于固定電主軸的一對(duì)蓋板、置于電主軸端部的 激振器，以及在電主軸設(shè)置激振器的一側(cè)并與電主軸的端部分離設(shè)置的電渦流傳感器及其 支架，所述電主軸的外周表面安裝有溫度傳感器；所述高速絲杠及支撐測試系統(tǒng)安裝在工 作臺(tái)下方，包括空心絲杠，該空心絲杠通過絲杠螺母與工作臺(tái)固定連接，且該空心絲杠被電 機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述絲杠螺母上開設(shè)有安裝溫度檢測元件的安裝孔。作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，進(jìn)一步包括防護(hù)裝置測試系統(tǒng)，該防護(hù)裝置測試系統(tǒng) 主要包括防護(hù)裝置，該防護(hù)裝置一端安裝固定在基臺(tái)上，另一端安裝固定在工作臺(tái)上，且該 防護(hù)裝置為折疊式；作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述基臺(tái)的收容空間內(nèi)壁設(shè)有供工作臺(tái)移動(dòng)的的導(dǎo)軌；作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述工作臺(tái)與基臺(tái)通過鎖緊裝置拆卸連接；作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述電渦流傳感器、激振器，以及電主軸的軸向共線；作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述在電渦流傳感器支架底部的工作臺(tái)上開設(shè)有調(diào)整 電渦流傳感器與電主軸之間的間距的銷孔；作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述空心絲杠的兩端分別被軸承支座支撐，且該軸承 支座上分別安裝有位移傳感元件和溫升傳感元件；作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述工作臺(tái)上表面設(shè)有貫穿其厚度的導(dǎo)向孔；作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述工作臺(tái)下方安裝有速度傳感器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明試驗(yàn)臺(tái)至少具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明試驗(yàn)臺(tái)可測量多個(gè)部 件，且按照機(jī)床的運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行搭建，使分析結(jié)果更加準(zhǔn)確，操作方便，整體性能穩(wěn)定。此 外，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，便于推廣使用。

圖1是本發(fā)明試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明試驗(yàn)臺(tái)的剖視圖。其中，圖中標(biāo)號(hào)與對(duì)應(yīng)元件關(guān)系如下1-電機(jī)；2-聯(lián)軸器；3-電主軸；4-蓋板；5-溫度傳感器；6_激振器7_工作臺(tái)； 8-電渦流傳感器；9-電渦流傳感器支架；10-基臺(tái)；11-導(dǎo)軌；12-銷孔；13-鎖緊裝置； 15-加速傳感器；16-溫升傳感器；17，20-軸承支座；18-位移傳感器；19-導(dǎo)向孔；21-定位 塊；22-滑塊；23-絲杠螺母；24-安裝孔；25-空心絲杠。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖具體介紹本發(fā)明的最優(yōu)實(shí)施例本發(fā)明試驗(yàn)臺(tái)包括電主軸試驗(yàn)系統(tǒng)、高速絲杠及支撐測試系統(tǒng)，以及防護(hù)裝置系 統(tǒng)，下面詳細(xì)描述電主軸試驗(yàn)請(qǐng)參閱圖1并結(jié)合圖2所示，本發(fā)明電主軸試驗(yàn)系統(tǒng)包括基臺(tái)10，所述基臺(tái)10上 端開放，且自上方朝下凹陷有容納空間，基臺(tái)10上方固定安裝有工作臺(tái)7，工作臺(tái)7自其上 表面向上延伸有相距一定距離的一對(duì)蓋板4，電主軸3即被該一對(duì)蓋板4所固定，并通過螺 栓鎖緊；所述電主軸3的前端法蘭通過螺栓直接固定在工作臺(tái)7上，從而，使電主軸3與工 作臺(tái)7可靠連接；另外，在工作臺(tái)7的四個(gè)角處，分別通過鎖緊裝置13將工作臺(tái)7和基臺(tái) 10可拆卸的連接在一起；此外，在電主軸3的端部安裝有激振器6，敲擊激振器6即可測量 電主軸3的固有頻率；在電主軸3的外周表面還安裝有測量溫度的溫度傳感器5，在蓋板4 上安裝有位移傳感器18 ；而在電主軸3上安裝有激振器6的一側(cè)安裝有電渦流傳感器8及 其支架9，所述電渦流傳感器8與電主軸3的端部分離設(shè)置且相距一定距離，啟動(dòng)電主軸3 時(shí)，電渦流傳感器8用于檢測電主軸3的軸向位移及回轉(zhuǎn)誤差，此外，在電渦流傳感器支架9 底部的工作臺(tái)7上設(shè)計(jì)有銷孔12用以調(diào)整電渦流傳感器8與電主軸3之間的間距以保證 測試實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確。另外，所述電渦流傳感器8、激振器6，以及電主軸3的軸共線。
高速絲杠及支撐測試請(qǐng)?zhí)貏e參閱圖2并結(jié)合圖1所示，本發(fā)明高速絲杠及支撐測試系統(tǒng)包括空心絲杠 25，該空心絲杠25位于基臺(tái)10的容納空間內(nèi)并置于工作臺(tái)7下方。該空心絲杠25 —方面 通過聯(lián)軸器2與電機(jī)1連接，另一方面通過絲杠螺母23與工作臺(tái)7連接。所述絲杠螺母23 與工作臺(tái)7用螺栓緊固，且絲杠螺母23上開設(shè)有安裝孔24，溫度檢測元件即安裝在該安裝 孔24內(nèi)；此外，絲杠螺母23通過螺紋嚙合與空心絲杠25連接?？招慕z杠25的兩端分別被 軸承支座17、20支撐，且該軸承支座17和20之間的距離可調(diào)，并被定位塊21定位，以適應(yīng) 不同型號(hào)的空心絲杠，除此之外，在軸承支架17和20上分別安裝有加速傳感元件15和溫 升傳感元件16。測試時(shí)，首先，使工作臺(tái)7四個(gè)角處的鎖緊裝置13呈松開狀態(tài)，以使工作臺(tái)7與基 臺(tái)10呈非固定連接狀態(tài)，接著，啟動(dòng)電機(jī)1，電機(jī)1帶動(dòng)空心絲杠25轉(zhuǎn)動(dòng)，從而，通過絲杠螺 母23帶動(dòng)工作臺(tái)7水平移動(dòng)，如此，在該轉(zhuǎn)動(dòng)及水平移動(dòng)的過程中，對(duì)空心絲杠的各個(gè)性能 進(jìn)行測量并采集數(shù)據(jù)。另外，需要說明的是，在本實(shí)施方式中，工作臺(tái)7上表面設(shè)有貫穿其厚度的導(dǎo)向孔 19，當(dāng)傳感器電纜較多時(shí)，傳感器與采集卡之間的電纜、引線分布雜亂影響主軸移動(dòng)，同時(shí) 工作臺(tái)7的移動(dòng)會(huì)造成傳感器接觸不良，影響測量結(jié)果，為了不影響工作臺(tái)7的正常運(yùn)動(dòng)， 絲杠螺母的傳感器自該導(dǎo)向孔19內(nèi)穿過而安裝在各自位置。防護(hù)裝置測試請(qǐng)?zhí)貏e參閱圖1所示，本發(fā)明防護(hù)裝置系統(tǒng)主要包括防護(hù)裝置，該防護(hù)裝置為折 疊式防護(hù)板，其一端與基臺(tái)10連接，另一端與工作臺(tái)7連接，同時(shí)，在基臺(tái)10容納空間的內(nèi) 壁設(shè)置有導(dǎo)軌11，工作臺(tái)7支承在導(dǎo)軌11上，如此，當(dāng)工作臺(tái)7移動(dòng)時(shí)，該防護(hù)裝置隨著工 作臺(tái)的移動(dòng)而被拉伸或壓縮。進(jìn)一步，在工作臺(tái)7下方安裝有速度傳感器，這樣，在防護(hù)裝 置隨著工作臺(tái)7的移動(dòng)而被拉伸或壓縮時(shí)，速度傳感器可以檢測防護(hù)裝置的運(yùn)動(dòng)情況。在本實(shí)施方式中，除了電主軸測試中，需要將工作臺(tái)7與基臺(tái)10固定在一起，其他 試驗(yàn)中，工作臺(tái)7與基臺(tái)10的鎖緊裝置13應(yīng)松開。以上所述僅為本發(fā)明的一種實(shí)施方式，不是全部或唯一的實(shí)施方式，通過閱讀本 發(fā)明說明書而對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
一種高速立式加工中心性能試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于該試驗(yàn)臺(tái)包括電主軸測試系統(tǒng)及高速絲杠及支撐測試系統(tǒng)，電主軸測試系統(tǒng)包括上方開放且自上方朝內(nèi)凹陷有容納空間的基臺(tái)(10)及置于基臺(tái)(10)上方并與基臺(tái)(10)可拆卸連接的工作臺(tái)(7)，所述電主軸測試系統(tǒng)安裝在工作臺(tái)(7)上方，包括固定在工作臺(tái)(7)上表面且用于固定電主軸(3)的一對(duì)蓋板(4)、置于電主軸(3)端部的激振器(6)，以及在電主軸(3)設(shè)置激振器(6)的一側(cè)并與電主軸(3)的端部分離設(shè)置的電渦流傳感器(8)及其支架(9)，所述電主軸(3)的外周表面安裝有溫度傳感器；所述高速絲杠及支撐測試系統(tǒng)安裝在工作臺(tái)(7)下方，包括空心絲杠(25)，該空心絲杠(25)通過絲杠螺母(23)與工作臺(tái)(7)固定連接，且該空心絲杠(25)被電機(jī)(1)驅(qū)動(dòng)，所述絲杠螺母(23)上開設(shè)有安裝溫度檢測元件的安裝孔(24)。
2.如權(quán)利要求1所述的高速立式加工中心性能試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于進(jìn)一步包括防護(hù) 裝置測試系統(tǒng)，該防護(hù)裝置測試系統(tǒng)主要包括防護(hù)裝置，該防護(hù)裝置一端安裝固定在基臺(tái) (10)上，另一端安裝固定在工作臺(tái)(7)上，且該防護(hù)裝置為折疊式。
3.如權(quán)利要求2所述的高速立式加工中心性能試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于所述基臺(tái)(10)的 收容空間內(nèi)壁設(shè)有供工作臺(tái)(7)移動(dòng)的導(dǎo)軌(11)。
4.如權(quán)利要求1所述的高速立式加工中心性能試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于所述工作臺(tái)(7) 與基臺(tái)(10)通過鎖緊裝置(13)可拆卸連接。
5.如權(quán)利要求4所述的高速立式加工中心性能試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于所述電渦流傳感 器(8)、激振器(6)，以及電主軸(3)的軸向共線。
6.如權(quán)利要求1所述的高速立式加工中心性能試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于在電渦流傳感器 支架(9)底部的工作臺(tái)(7)上開設(shè)有調(diào)整電渦流傳感器⑶與電主軸(3)之間的間距的銷 孔(12)。
7.如權(quán)利要求1或5或6所述的高速立式加工中心性能試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于所述空 心絲杠(25)的兩端分別被軸承支座(17、20)支撐，且該軸承支座(17)和(20)上分別安裝 有位移傳感元件和溫升傳感元件。
8.如權(quán)利要求1所述的高速立式加工中心性能試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于所述工作臺(tái)(7) 上表面設(shè)有貫穿其厚度的導(dǎo)向孔(19)。
9.如權(quán)利要求7所述的高速立式加工中心性能試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于所述工作臺(tái)(7) 下方安裝有速度傳感器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高速立式加工中心性能試驗(yàn)臺(tái)，包括電主軸測試系統(tǒng)及高速絲杠及支撐測試系統(tǒng)，電主軸測試系統(tǒng)包括上方開放且自上方朝內(nèi)凹陷有容納空間的基臺(tái)及置于基臺(tái)上方并與基臺(tái)可拆卸連接的工作臺(tái)，所述電主軸測試系統(tǒng)安裝在工作臺(tái)上方，包括固定在工作臺(tái)上表面且用于固定電主軸的一對(duì)蓋板、置于電主軸端部的激振器，以及在電主軸設(shè)置激振器的一側(cè)并與電主軸的端部分離設(shè)置的電渦流傳感器及其支架，所述電主軸的外周表面安裝有溫度傳感器；所述高速絲杠及支撐測試系統(tǒng)安裝在工作臺(tái)下方，包括空心絲杠，該空心絲杠通過絲杠螺母與工作臺(tái)固定連接，且該空心絲杠被電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述絲杠螺母上開設(shè)有安裝溫度檢測元件的安裝孔。本發(fā)明試驗(yàn)臺(tái)可以對(duì)多個(gè)部件進(jìn)行測試，且結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定。
文檔編號(hào)G01M13/00GK101907514SQ201010229268
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2010年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月19日
發(fā)明者呂玉清, 夏田, 徐金華, 文懷興, 燕向陽, 王美妍, 陸君 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué);寧夏中衛(wèi)大河機(jī)床有限責(zé)任公司