专利名称：数控转塔动力刀架切削力及扭矩加载可靠性试验系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于机械领域的试验装置，更确切地说，本发明涉及一种数控转塔动力刀架动态切削力及扭矩加载可靠性试验系统。
背景技术：
数控转塔刀架作为数控机床的关键功能部件，尤其数控转塔动力刀架作为现代精密加工和高速加工技术的核心技术之一，其在高性能机床上的广泛应用，不仅提高了加工效率和加工精度，降低了生产成本，在为社会创造巨额物质财富的同时，也更促进了新技术以及新材料的应用与推广，并且带动了相关产业的快速发展。数控机床的关键功能部件的可靠性水平直接影响着整机的可靠性水平，然而对数控转塔动力刀架的可靠性研究需要以大量的故障数据为基�。捎诘都艿南殖「偈匝榉咽狈蚜Γ⑶叶淌奔淠诤苣鸦竦么罅康墓收鲜荩诘都艿淖陨硎褂锰氐悖梢缘ザ蓝云浣辛目煽啃允匝�。这样就可以提高其试验效率，节省人力、物力，这就需要一种针对刀架的可靠性试验系统。国内数控机床关键功能部件的可靠性试验起步较晚，目前有一些功能简单的数控转塔动力刀架试验台，这种试验台只能对数控转塔动力刀架进行空载连续运转试验，或者采用液压缸或气缸对刀具进行部分切削力加载，或者试验时在数控转塔动力刀架的刀盘上增加偏重砝码，模拟真实情况下不同刀具的重量对刀盘产生的影响，但即使是这样，试验模拟的工作环境与数控转塔动力刀架真实工作情况有很大的差距。为了最大可能的反应数控转塔动力刀架的实际工况，做可靠性试验，本发明提供了一套同时实现数控转塔动力刀架多角度动、静态切削力和切削扭矩加载系统。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服了目前数控转塔动力刀架的可靠性试验设备不能模拟动、静态切削力和切削扭矩对数控转塔动力刀架进行加载试验的问题，提供了一种具有动、静态切削力和扭矩加载装置的数控转塔动力刀架可靠性试验系统。为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的所述的数控转塔动力刀架切削力及扭矩加载可靠性试验系统包括支撑部分、加载部分与自动控制系统。所述的支撑部分包括数控转塔动力刀架支撑部分、轴承加载单元支撑部分、切削力加载支撑部分和扭矩加载支撑部分。所述的数控转塔动力刀架支撑部分包括有2号底座与刀架垫板。刀架垫板通过内六角螺栓与2号底座的顶板连接，2号底座通过T型螺栓固定在地坪铁的左下方。所述的轴承加载单兀支撑部分包括4号底座和导向块。导向块与4号底座的上表面螺栓连接，4号底座的安装底座螺栓连接在2号底座右侧的地坪铁上。所述的扭矩加载支撑部分由3号底座、5号底座以及2号防护罩组成。3号底座采用T型螺栓安装在4号底座右侧的地坪铁上，5号底座与3号底座的左侧面螺栓连接，2号防护罩的下端与5号底座的上端螺栓连接。
所述的切削力加载支撑部分由旋转板、右斜支架、X方向滑动导轨、2个结构相同的Y方向滑动导轨、I号底座、I号滑板、旋转轴、I号轴、左斜支架以及摩擦锁紧机构组成。I号底座通过T型螺栓固定在2号底座与3号底座上方的地坪铁上，2个结构相同的Y方向滑动导轨通过螺栓固定在I号底座上平板的左右两端，X方向滑动导轨通过T型螺栓固定在两个结构相同的Y方向滑动导轨上。I号滑板通过T型螺栓固定在X方向滑动导轨上，左斜支架与右斜支架通过内六角螺栓固定在I号滑板的两端，旋转轴上的左阶梯轴与右阶梯轴和左斜支架与右斜支架中的左阶梯孔与右阶梯孔通过摩擦锁紧机构连接固定。I号轴的下端安装在旋转轴中的矩形板上的中心通孔内，I号轴的上端及轴肩与旋转板背面的阶梯盲孔配装，旋转轴与旋转板通过旋转轴中的矩形板上的中心孔周围均布的螺栓固定。所述的加载部分包括动态切削力加载部分、切削扭矩加载部分以及加载棒。所述的动态切削力加载部分通过其中的2号滑板上均布的螺栓通孔与T型螺栓固定在所述的切削力加载支撑部分中的旋转板上。所述的切削扭矩加载部分包括型号为DWZlO的电涡流测功机与弹性联轴。型号为DWZlO的电涡流测功机通过螺栓安装在3号底座上，电涡流测功机的输出端通过法兰盘与弹性联轴器的右端连接，弹性联轴器的左端与套装有轴承加载单元的加载棒的右端键连接，轴承加载单元和轴承加载单元支撑部分中的导向块啮合连接。加载棒的左端与被测的数控转塔动力刀架上的动力刀座的右端固定连接，电涡流测功机输出轴、弹性联轴器、加载棒与被测的数控转塔动力刀架上的动力刀座的回转轴线共线。技术方案中所述的轴承加载单元包括右端盖、预紧套、2号轴承、隔圈、轴承套、I 号轴承与左轴承盖。所述的轴承套的外圆柱面上加工一个侧平面，该侧平面与轴承套的回转轴线平行，端部为球面的圆柱体固定安装在轴承套的侧平面的中心处，端部为球面的圆柱体的回转轴线与轴承套的回转轴线垂直相交。轴承套的外圆柱面上设置有很多由左至右的圆弧形滑槽，圆弧形滑槽方向与轴承套的外圆柱面母线方向平行，轴承套的左端面与右端面上均布有用于安装左轴承盖和预紧套的螺纹孔。左轴承盖通过螺栓固定在轴承套左端面上，I号轴承与2号轴承安装在轴承套的中心通孔内，隔圈安装在I号轴承与2号轴承之间，I号轴承内圈与加载棒轴肩相接触，2号轴承与固定在轴承套右端面上的预紧套接触连接，右端盖通过螺栓固定在预紧套的右端面上；所述的动态切削力加载部分包括直线轴承座、加载杆、2个结构相同的直线轴承、拉压力传感器、2号轴、轮子、从动轴、从动斜齿轮、主动斜齿轮、主动轴、I号联轴器、3号伺服电机、电机座、2号滑板、模拟刀杆、双偏心圆机构、 弹簧、3号轴与弹性装置。所述的3号伺服电机通过电机座固定在2号滑板的右下角，3号伺服电机的输出轴通过I号联轴器与主动轴的一端连接，主动轴通过键与主动斜齿轮连接， 主动轴通过轴承座安装在2号滑板的右上角，主动斜齿轮与安装在从动轴上的从动斜齿轮相啮合。从动轴通过双键与双偏心园机构连接，双偏心圆机构的外圈与轮子接触连接，轮子安装在2号轴的右端为转动连接，2号轴的左端与拉压力传感器右端螺纹连接，拉压力传感器左端与3号轴右端螺纹连接。通过一对结构相同的直线轴承安装有2号轴与3号轴的直线轴承座通过螺栓固定在2号滑板的左端，弹簧套装在轮子左端的处于轮子与直线轴承座右端面之间的2号轴上，3号轴的左端与弹性装置的右端螺纹连接，加载杆的右端与弹性装置的左端螺纹连接；所述的弹性装置由2个结构相同的连接板、2个结构相同的套筒、2个结构相同的螺栓和2个结构相同的螺母组成。所述的连接板为一长方形平板，中间设置有螺纹孔，螺纹孔的两侧各有一个通孔，2个结构相同的套筒的外径大于2个结构相同的连接板上的螺纹孔两侧通孔的直径，2个结构相同的螺栓插入2个结构相同的连接板两侧的通孔中，2个结构相同的套筒套装在2个结构相同的连接板之间的两个螺栓上，通过2个结构相同的螺母将2个结构相同的连接板与2个结构相同的套筒固定连接在一起；所述的双偏心圆机构由小偏心盘与大偏心圆盘组成。所述的小偏心盘是由小圆盘与圆环体组成，小圆盘的周围均布有六个螺纹通孔，在小圆盘的右侧面上距小圆盘的圆心距离为5mm IOmm的位置设置一个圆环体，小圆盘上圆环体所在的位置设置和圆环体内孔直径相等的小圆盘通孔。所述的大偏心圆盘上由左至右设置一个距大圆盘的圆心距离为5mm IOmm的阶梯通孔，左端的孔为大直径的和小圆盘直径相等的圆孔，右端为小直径的和小偏心圆盘上的圆环体的外径相等的通孔，大偏心圆盘上的小直径的通孔周围均布有三段同圆心的同半径的同圆心角的用于安装螺栓的弧形通槽，小偏心圆上的小圆盘与圆环体和大偏心圆盘上的阶梯通孔相互配合，并通过三至六个螺栓将两者固定连接；所述的自动控制系统包括上位工控机、型号为CP1E-N40DR-A的下位可编程控制器、拉压力传感器、2个结构相同的信号放大器、2个结构相同的A/D卡、扭矩传感器、转速传感器、下位电涡流测功机控制仪和冷却机。 下位可编程控制器上行方向通过内置的RS-232C端口与上位工控机的RS-232C端口电连接，下位可编程控制器下行方向I个输入点和3号伺服放大器上的报警信号输出点连接，下位可编程控制器下行方向的3个输出点和3号伺服放大器上的启动信号输入点与3号伺服放大器上的工作模式信号输入点电连接，3号伺服放大器上的输出端与3号伺服电机的输入端电连接，3号伺服电机中的编码器输出端与3号伺服放大器上的输入端电连接。拉压力传感器通过螺纹安装在2号轴和加载杆之间，拉压力传感器的接线端与下位可编程控制器下行方向I个输入点电线连接，所述的下位电涡流测功机控制仪其上行方向通过RS-232C 端口与上位工控机的RS-232C端口电连接，下位电涡流测功机控制仪其下行方向与电涡流测功机电连接，扭矩传感器与转速传感器安装在电涡流测功机的输出轴上，扭矩传感器与转速传感器的接线端和2个结构相同的信号放大器的一端电连接，2个结构相同的信号放大器的另一端分别和A/D卡的一端电连接，A/D卡的另一端与上位工控机电连接，冷却机的输出端与电涡流测功机的输入端管路连接，冷却机的输入端与电涡流测功机的输出端管路连接，冷却机的接线端与上位工控机的A/D卡端口电连接。与现有技术相比本发明的有益效果是I.本发明所述的数控转塔动力刀架切削力及扭矩加载可靠性试验系统采用伺服电机和双偏心圆机构对数控转塔动力刀架进行动态切削力加载，同时利用电涡流测功机对被测加载棒进行扭矩加载，来模拟数控转塔动力刀架在真实切削过程中所受的切削力和扭矩。2.本发明所述的数控转塔动力刀架切削力及扭矩加载可靠性试验系统的切削力和扭矩能实现动、静态加载，并且能实现较高的频率，可以模拟各种不同加工工况下的切削力和扭矩。3.本发明所述的数控转塔动力刀架切削力及扭矩加载可靠性试验系统使被测的数控转塔动力刀架工作时受混合动态力及扭矩，对被测的数控转塔动力刀架做可靠性试验，所获取的试验数据更真实可信。
4.本发明所述的数控转塔动力刀架切削力及扭矩加载可靠性试验系统中的切削力加载系统带有拉、压力传感器，能实时检测模拟加载的切削力的大�。坏缥辛鞑夤凶倥ぞ卮衅鳎运釉氐呐ぞ匾材苁迪直栈房刂埔约笆凳奔嗫睾头蠢。沟帽咀爸镁哂薪细叩募釉鼐�。5.本发明所述的数控转塔动力刀架切削力及扭矩加载可靠性试验系统中的切削力加载系统的加载频率视伺服电机转速而定，切削力大小根据双偏心圆机构的升程以及伺服电机的扭矩而定。双偏心圆机构可以实现升程的连续性变化。采用的电涡流测功机最高吸收功率为10KW，最高转速为13000rpm。对大功率高转速的数控转塔动力刀架动力头做加载试验更具有实际意义。6.本发明所述的数控转塔动力刀架切削力及扭矩加载可靠性试验系统针对不同型号的数控转塔动力刀架或者数控刀架，只需提供更换刀架垫板、模拟刀杆和加载棒就可以对其做加载试验，体现了本试验系统的灵活性和通用性。
图I为本发明所述的数控转塔动力刀架切削力及扭矩加载可靠性试验系统对加载棒加载状态的轴测投影图；图2为本发明所述的数控转塔动力刀架切削力及扭矩加载可靠性试验系统对模拟刀杆加载状态的轴测投影图；图3为本发明所述的数控转塔动力刀架切削力及扭矩加载可靠性试验系统中的电涡流测功机与2号联轴器连接关系的轴测投影图；图4为本发明所述的数控转塔动力刀架切削力及扭矩加载可靠性试验系统中的切削力加载装置的支撑部分的分解式轴测投影图；图5为本发明所述的数控转塔动力刀架切削力及扭矩加载可靠性试验系统中的动态切削力加载装置去掉I号防护罩后的结构组成的轴测投影图；图6为本发明所述的数控转塔动力刀架切削力及扭矩加载可靠性试验系统中的双偏心圆的分解式轴测投影图；图7为本发明所述的数控转塔动力刀架切削力及扭矩加载可靠性试验系统中的轴承加载单元的分解式轴测投影图；图8_a为本发明所述的数控转塔动力刀架切削力及扭矩加载可靠性试验系统中的轴承加载单元和轴承支撑部分啮合连接的主视图；图8_b为本发明所述的数控转塔动力刀架切削力及扭矩加载可靠性试验系统在不同方向的切削力时轴承支撑部分和轴承加载单元中的轴承套外圆柱面上的不同圆头滑槽啮合连接的主视图；图9为本发明所述的数控转塔动力刀架切削力及扭矩加载可靠性试验系统中的5 号底座的轴测图；图10为本发明所述的数控转塔动力刀架切削力及扭矩加载可靠性试验系统的控制原理框图；图中1.地坪铁，2. 2号底座，3.刀架垫板，4.数控转塔动力刀架，5. I号防护罩，
6.旋转板，7.右斜支架，8.斜套，9.垫片，10.螺栓，11. X方向滑板，12. Y方向滑板，13. I号底座，14.电涡流测功机，15. 3号底座，16. 4号底座，17.直线轴承座，18.加载杆，19.直线轴承，20.拉压力传感器，21. 2号轴，22.轮子，23.从动轴，24.从动斜齿轮，25.主动斜齿轮,26.主动轴,27.导向块,28. I号联轴器,29. 3号伺服电机,30.电机座,31. 2号滑板, 32.右端盖，33.预紧套，34. 2号轴承，35.隔圈，36.轴承套，37. I号轴承，38.左轴承盖， 39.小偏心圆，40.大偏心圆，41.模拟刀杆，42.动力刀座，43. I号滑板，44.旋转轴，45. I号轴，46. 2号防护罩，47. 5号底座，48.弹性联轴器，49.加载棒，50.左斜支架，51.双偏心圆机构，52.轴承加载单元，53.圆柱体，54.连接板，55.弹簧，56.套筒，57. 3号轴，58.弹性装置。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作详细的描述参阅图1，本发明所述的数控转塔动力刀架切削力及扭矩加载可靠性试验系统由支撑部分、加载部分和自动控制系统组成。一.支撑部分所述的支撑部分包括数控转塔动力刀架支撑部分、轴承加载单元支撑部分、切削力加载支撑部分和扭矩加载支撑部分。I.所述数控转塔动力刀架支撑部分包括有2号底座2、刀架垫板3。所述的2号底座2为箱体式结构件，由六块平钢板焊接而成，顶端面与底端面相互平行，顶板的四角处设置有用于安装刀架垫板3的螺纹通孔，底板的四角处设置有U形缺口，用于穿过T型螺栓将2号底座2固定在地坪铁I上。所述的刀架垫板3为板类结构件，刀架垫板3的四角处设置有用于安装穿过螺栓的通孔，四通孔之内均布有用于安装数控转塔动力刀架的螺纹通孔，刀架垫板3的厚度可以根据不同的被测的数控转塔动力刀架的中心高不同而改变，使得被测的数控转塔动力刀架的刀架动力刀座42的轴心线与电涡流测功机14输出轴的轴心线满足弹性联轴器的同轴度的要求。刀架垫板3通过内六角螺栓与2号底座2的顶板连接,2号底座2可以沿X方向移动，并通过T型螺栓固定在地坪铁I的左下方。2.参阅图I与图8，所述轴承加载单元支撑部分包括4号底座16和导向块27。所述的4号底座16由一块正方形的安装底板与一个横截面为正方形的长方体立柱的底端面焊接而成，安装底板与长方体立柱的对称轴线共线。正方形的安装底板的两端分别设置一个用于安装T型螺栓的长条通孔，长方体立柱的上表面的四角处设施有用于安装导向块27 的螺纹盲孔。所述的导向块27由一块正方形的板式安装底座和一个半圆柱体连接成一体， 半圆柱体处于安装底座的中间位置，安装底座的四角处设置有用于穿过螺栓的通孔，导向块27中凸出的半圆柱与轴承套外圈上的圆弧形滑槽啮合。导向块27通过内六角螺栓与4号底座16的上表面连接，4号底座16可以沿X方向移动，4号底座16的安装底座通过T型螺栓固定在地坪铁I上即安装在2号底座2的右侧。3.参阅图I与图4，所述的切削力加载支撑部分由旋转板6、右斜支架7、I号底座 13、X方向滑动导轨11、2个结构相同的Y方向滑动导轨12、I号滑板43、旋转轴44、I号轴 45、左斜支架50以及2个结构相同的摩擦锁紧机构组成；
I号底座13为长方体形的箱式结构件，由六块平钢板焊接或铸造而成，I号底座13 的底面和I号底座13的上工作面平行，I号底座13的底端安装板的(和纵向垂直的)两边设置有四个U形的开口，用于安装T型螺栓将I号底座13固定在地坪铁I上。I号底座13 的上工作面的(和纵向垂直的)两边均布有用安装Y方向滑动导轨12的螺纹通孔。所述的Y方向滑动导轨12是长条形的(横截面为矩形的)板类结构件，沿Y方向滑动导轨12的纵向于上工作面的中间位置加工有T型槽，T型槽两侧的每一侧设置有四个阶梯孔，用于穿过内六角螺栓将Y方向滑动导轨12固定在I号底座13上。所述的X方向滑动导轨11是上工作面均布有两条T型槽的长条形板类结构件，两条T型槽的两侧共设置有四个阶梯孔，用于穿过内六角螺栓将X方向滑动导轨11固定在两个结构相同的Y方向滑动导轨11上。所述的右斜支架7由右斜支架底板、右斜支架支撑板和两块结构相同的直角三角形的筋板焊接或者机械连接而成，右斜支架支撑板的底面与右斜支架底板的右端固定连接并相互垂直，两块结构相同的直角三角形的筋板中的两条直角边端面和右斜支架支撑板的左端面与右斜支架底板的上表面固定连接来增强右斜支架7的强度。右斜支架底板上设置有四个用于与X方向滑动导轨11固定的底板通孔。右斜支架支撑板沿Y方向向前倾斜一个角度，右斜支架支撑板的上端设置一个与旋转轴44中的右阶梯轴配装的右阶梯孔，右阶梯孔中的大直径孔在左侧，小直径孔在右侧，右斜支架支撑板的上端的右阶梯孔与旋转轴44 右端的右阶梯轴采用摩擦锁紧机构将其相对固定。左斜支架50与右斜支架7的结构基本相同。左斜支架50由左斜支架底板、左斜支架支撑板和两块结构相同的直角三角形的筋板焊接或者机械连接而成，左斜支架支撑板的底面与左斜支架底板的左端固定连接并相互垂直，两块结构相同的直角三角形的筋板中的两条直角边端面和左斜支架支撑板的右端面与左斜支架底板的上表面固定连接来增强左斜支架50的强度。左斜支架支撑板沿Y方向向前倾斜一个角度，左斜支架支撑板的上端设置一个与旋转轴44中的左阶梯轴配装的左阶梯孔，左阶梯孔中的大直径孔在右侧，小直径孔在左侧，左斜支架支撑板的上端的左阶梯孔与旋转轴44左端的左阶梯轴采用摩擦锁紧机构将其相对固定。左斜支架50与右斜支架7 中的左斜支架底板与右斜支架底板、左阶梯孔与右阶梯孔和左斜支架支撑板与右斜支架支撑板的结构相同，左斜支架支撑板与右斜支架支撑板沿Y方向向前倾斜的角度也相同。左阶梯孔中心线距左斜支架底板底面的距离与右阶梯孔中心线距右斜支架底板底面的距离相等。左阶梯孔中心线与右阶梯孔中心线共线。所述的旋转轴44由左阶梯轴、矩形板和右阶梯轴依次焊接或者机械连接为一体， 左阶梯轴与右阶梯轴的中心线共线，矩形板的上平面(即与旋转板6底面接触的平面)和左阶梯轴与右阶梯轴的中心线平行，或者说矩形板和左阶梯轴与右阶梯轴的右端面与左端面垂直。矩形板中心处设置一个中心通孔，中心通孔的周围均匀分布有三段同圆心的同结构的用于安装螺栓的环形通槽，左阶梯轴与右阶梯轴的结构相同，均为具有三个直径段的三台阶式轴，右阶梯轴最右端或左阶梯轴的最左端的台阶是圆台形台阶，其余两个都是圆柱体台阶。左阶梯轴的左端面与右阶梯轴的右端面的中心处设置有一个螺纹盲孔，矩形板位于左阶梯轴与右阶梯轴中心线的下方，偏下的距离为加载杆18轴心线到旋转板6底面的距离，其取值为110 160mm。为了让切削力加载装置加载的力通过左斜支架7和右斜支架 50轴心线并平行于旋转板6上表面，从而减少对旋转轴44产生的扭矩。
所述的旋转板6是一矩形板类结构件，旋转板6的前(正)面上从上至下均布有2 条T形槽，旋转板6的后(背)面的下端设置一个阶梯盲孔即和I号轴45上端配装的阶梯盲孔，阶梯孔的回转轴线和旋转板的前(正)面与后(背)面垂直，旋转轴44中的矩形板上的中心通孔和旋转板6上的阶梯孔分别与I号轴45的下端与上端配合，旋转板6的阶梯孔的周围均匀分布6个螺纹通孔，通过螺纹通孔与螺栓将旋转板6与旋转轴44相互固定。 所述的I号轴45为具有一个轴肩的轴，轴肩靠近轴的上端(右端)。I号底座13通过T型螺栓固定在地坪铁I上即固定在2号底座2与3号底座15 上方的地坪铁I上，2个结构相同的Y方向滑动导轨12通过内六角螺栓相互平行地固定在 I号底座13上平板的左右两端，X方向滑动导轨11通过T型螺栓固定在两个结构相同的Y 方向滑动导轨12上，X方向滑动导轨11垂直于2个相互平行的结构相同的Y方向滑动导轨12，I号滑板43通过T型螺栓固定在X方向滑动导轨11上，左斜支架50与右斜支架7 通过内六角螺栓固定在I号滑板43的两端，旋转轴44的左阶梯轴与右阶梯轴和左斜支架
50与右斜支架7中的左斜支架支撑板与右斜支架支撑板上的左阶梯孔与右阶梯孔配装并通过摩擦锁紧机构连接固定，I号轴45的下端安装在旋转轴44中的矩形板上的中心通孔上，I号轴45的上端(右端)及轴肩与旋转板6后(背)面的阶梯盲孔配装，旋转轴44与旋转板6通过旋转轴44中的矩形板上的中心孔周围的均布的螺栓固定。所述的摩擦锁紧机构由斜套8、垫圈9和螺栓10组成；所述的螺栓10在其根部开一个环形槽，直径小于螺栓直径。垫圈9是在圆形板类结构件上加工了一个U型的开口，在垫圈9上均布了三个螺纹孔。斜套8是一个圆台形结构件，圆台中间开一个通孔，斜套8的右端面上均布有三个螺纹孔。垫圈9的U型开口装入螺栓10根部的环形槽中，通过螺纹孔与螺钉固定在斜套8上。两个结构相同的螺栓10与旋转轴44上的左阶梯轴与右阶梯轴端面上的螺纹孔相配合。4.参阅图3与图9,所述扭矩加载支撑部分由3号底15、5号底座47以及2号防护罩46组成。所述的3号底座15是长方体形的箱式结构件，由六块平板焊接而成，3号底座15 的底端安装平板的两边均布有四个用于安装T型螺栓的长条形通孔，T型螺栓可以在长条形通孔内进行Y方向的微调，使得电涡流测功机14输出轴的回转轴线与动力刀座42的回转轴线共线，3号底座15采用T型螺栓安装在地坪铁(I)的右下方即4号底座16的右侧。 顶端安装平板的工作面与底端安装平板的底面平行，顶端安装平板上均布有用于固定电涡流测功机14的螺纹孔。3号底座15的左侧面上设置有四个用于与5号底座47连接的螺纹通孔。所述的5号底座47是长方体形箱式结构件，由5号底座上平板、5号底座下平板、 筒式立柱、筋板和竖直侧板组成。5号底座上平板的中部与筒式立柱上端面焊接连接，5号底座下平板的中部与筒式立柱底面焊接连接，5号底座上平板与5号底座下平板平行，竖直侧板和5号底座下平板的右端面焊接连接，筋板处于竖直侧板和筒式立柱之间，筋板和5号底座下平板、筒式立柱与竖直侧板接触处焊接连接。5号底座下平板上左侧设置有一个长条形通孔，T型螺栓可以通过长条口进行Y方向的微调，并固定在地坪铁I上。竖直侧板上均布四个通孔，通过螺栓将5号底座47与3号底座15的左侧面固定连接，5号底座上平板上均布有四个通孔。
所述的防护罩46由一个圆筒和长方体焊接或者机械连接在一起，长方体的底板上均布有四个通孔，通过螺栓与该四个通孔将防护罩46和5号底座47的5号底座上平板固定连接。二·加载部分所述的加载部分包括动态切削力加载部分、切削扭矩加载部分以及代替刀具的加载棒49。I.动态切削力加载部分参阅图2与图5，所述动态切削力加载部分包括直线轴承座17、加载杆18、2个结构相同的直线轴承19、拉压力传感器20、2号轴21、轮子22、从动轴23、从动斜齿轮24、主动斜齿轮25、主动轴26、I号联轴器28、3号伺服电机29、电机座30、模拟刀杆41、双偏心圆机构51、弹簧55、3号轴57以及弹性装置58。所述的3号伺服电机29通过螺栓固定在电机座30的法兰盘上，电机座30为直角型叉类结构件，竖立平板是一个安装电机座30的法兰盘，水平安装板通过内六角螺栓固定在2号滑板31的右下角处，3号伺服电机29输出轴的回转轴线与2号滑板31纵向对称面垂直相交。3号伺服电机29的输出轴通过I号联轴器28与主动轴26连接,主动轴26通过键与主动斜齿轮25连接并传递扭矩。主动轴26两端通过轴承与轴承座安装2号滑板31 的右上角处，主动轴26与3号伺服电机29输出轴的回转轴线共线。主动斜齿轮25通过主动轴26上的轴肩定位，另一侧用卡环定位。主动斜齿轮25与安装在从动轴23上的从动斜齿轮24相哨合。从动轴23有两个轴肩，左侧轴肩用于从动斜齿轮24定位,右侧轴肩用于双偏心圆机构51安装定位，双偏心园机构51通过双键与从动轴23连接。双偏心圆机构51 的外圈的外圆柱面与轮子22接触连接，轮子22安装在2号轴21右端的叉形结构上为转动连接，2号轴21与3号轴57之间安装有拉压力传感器20，拉压力传感器20的左端与右端和3号轴57与2号轴21为螺纹连接，2号轴21安装在直线轴承座17中的右端的直线轴承 19里，3号轴57的中部安装在直线轴承座17中的左端的直线轴承19里，通过一对结构相同的直线轴承19安装有2号轴21与3号轴57的直线轴承座17通过螺栓固定在2号滑板 31的左端即安装在双偏心园机构51的左侧。弹簧55套装在轮子22左端的处于轮子22与直线轴承座17右端面之间的2号轴21上。3号轴的左端与弹性装置58的右端螺纹连接， 加载杆18的右端与弹性装置58的左端螺纹连接。所述的弹性装置58由2个结构相同的连接板54、2个结构相同的套筒56、2个结构相同的螺栓和2个结构相同的螺母组成。所述的连接板54为一长方形平板，中间设置有螺纹孔，螺纹孔的两侧各有一个通孔，2个结构相同的套筒56的外径大于2个结构相同的连接板54上的螺纹孔两侧通孔的直径。两个螺栓插入2个结构相同的连接板54两侧的通孔中，2个结构相同的套筒56套装在2个结构相同的连接板54之间的两个螺栓上，最后再通过2个结构相同的螺母将2个结构相同的连接板54与2个结构相同的套筒56固定连接在一起。左侧的连接板54上的螺纹孔与加载杆18的右端螺纹连接，右侧的连接板54上的螺纹孔与3号轴57的左端螺纹连接。弹性装置可以吸收部分位移但可以传递力。整个动态切削力加载部分通过T型螺栓与2号滑板31上均布的螺栓通孔固定在所述的切削力加载支撑部分中的旋转板(6)上。参阅图6，所述的双偏心圆机构51由两个不同的偏心圆盘即由小偏心圆盘39与大
12偏心圆盘40组成。所述的小偏心圆盘39是圆盘类结构件，小偏心圆盘39是由小圆盘与圆环体组成。小圆盘的周围均布有六个螺纹通孔，在小圆盘的右侧面上距小圆盘的圆心距离为e (取值5mm IOmm)的位置设置一个圆环体,小圆盘的圆环体所在的位置设置和圆环体内孔直径相等的贯通的小圆盘通孔。所述的大偏心圆盘40也是圆盘类结构件，大偏心圆盘 40上由左至右设置一个距大圆盘的圆心距离为h(取值5mm IOmm)的阶梯通孔，左端的孔为大直径的和小圆盘直径相等的圆孔，右端为小直径的和小偏心圆盘39上的圆环体的外径相等的通孔，大偏心圆盘40上的小直径的通孔周围均布有三段同圆心的同半径的同圆心角的用于安装螺栓的弧形通槽，小偏心圆39上的小圆盘与圆环体和大偏心圆盘40上的阶梯通孔相互配合，可以相对旋转360°，并通过三至六个螺栓将两者固定连接，双偏心圆机构的最大升程就是两个偏心圆盘升程(偏心距)的叠加(之和)，双偏心圆机构的最小升程就是两个偏心圆盘升程(偏心距)之差，调整双偏心圆机构即实现了升程从其最大值到其最小值之间的连续性变化。参阅图2，所述的模拟刀杆41是模拟真实刀杆结构尺寸加工的，不同的是伸出端加工成球形，目的是加载时使加载杆18伸出端的凹面能够扣压在模拟刀杆41伸出端的球面上，这种设计大大减小了动态加载时加载杆18所承受的侧向力。2.切削扭矩加载部分参阅图3，所述扭矩加载部分包括电涡流测功机14、弹性联轴48以及冷却机。电涡流测功机14 (实施例中采用的型号为DWZ10)通过螺栓安装在3号底座15上， 3号底座15通过T型螺栓安装在地平铁I上，电涡流测功机14的回转轴线处于地平铁I的纵向对称面内，并和地平铁I的上工作面平行。电涡流测功机14的输出端通过法兰盘与弹性联轴器48的一(右)端连接,弹性联轴器48的另一(左)端与加载棒49的一(右)端连接，加载棒49的另一(左)端与被测的数控转塔动力刀架4上的动力刀座42的右端固定连接，电涡流测功机14输出轴的回转轴线、弹性联轴器48的回转轴线、加载棒49的回转轴线与被测的数控转塔动力刀架4上的动力刀座42的回转轴线共线。防护罩46中的圆筒套装在弹性联轴器48与电涡流测功机14输出法兰盘的周围，防护罩46中的长方体的底板通过螺栓和5号底座47的5号底座上平板固定连接，防护罩46从前、后与上三个方向罩在弹性联轴器48与电涡流测功机14输出法兰盘的周围。冷却机的作用是给电涡流测功机14提供冷却水的，冷却机的出水口与电涡流测功机14的进水口管路连接，电涡流测功机14的出水口与冷却机的进水口管路连接，该冷却管路使得电涡流测功机14能长时间正常的运转。3.加载棒参阅图I与图3，所述的加载棒49为轴类结构件，加载棒49的一(左)端设置有轴肩，对安装在加载棒49 一端的轴承加载单元52起轴向定位作用，加载棒49的另一端设置有对称的两个键槽，通过两个键与弹性联轴器48连接传递扭矩。参阅图6、图7与图8，所述轴承加载单元52包括轴承套36、左轴承盖38、I号轴承 37、隔圈35、2号轴承34、预紧套33、右端盖32。所述的轴承套36中心处设置一个中心通孔，中心通孔的回转轴线与轴承套36外圆柱面的回转轴线共线，轴承套36的外圆柱面上加工一个侧平面，该侧平面与轴承套36的回转轴线平行。端部为球面的圆柱体53固定安装在轴承套36的侧平面的中心处，圆柱体53的回转轴线与轴承套36的回转轴线垂直相交， 轴承套36的外圆柱面上设置有很多由左至右的圆弧形滑槽，圆弧形滑槽方向与轴承套36的外圆柱面母线方向平行。所述的轴承加载单元支撑部分中的导向块27的凸出的半圆柱条与轴承套36外圆柱面上的圆弧形滑槽啮合。可以根据不同的角度来选择与之配合的圆弧形滑槽，轴承套36 的左右两个端面上均匀分布有六个螺纹孔，用于安装左轴承盖38和预紧套33。左轴承盖38通过螺栓固定在轴承套36左端面上，I号轴承37与2号轴承34安装在轴承套36的中心通孔内，隔圈35安装在I号轴承37与2号轴承34之间，三者依次为接触连接，I号轴承37内圈与加载棒49轴肩相接触起到定位作用，2号轴承34通过固定在轴承套36右端面上的预紧套33施加预紧力并起轴向定位作用，右端盖32通过螺栓固定在预紧套33上。加载棒49和I号轴承37与2号轴承34之间为过盈配合连接，三.自动控制系统参阅图10，所述的自动控制系统包括上位工控机、下位可编程控制器、拉压力传感器、2个结构相同的信号放大器、2个结构相同的A/D卡、扭矩传感器、转速传感器、下位电润流测功机控制仪和冷却机。所述的扭矩传感器可以是金属电阻应变片的扭矩传感器或电位计式扭矩传感器或非接触式传感器等，其最大测量范围在60匪以上，例如ZRN503动态扭矩传感器。所述的转速传感器可以是电涡流转速传感器或无源磁电转速传感器或有源磁电转速传感器等，其最大的测量范围在4000r/min以上，例如RP660C1-16-S磁电转速传感器。下位可编程控制器的上行方向与上位工控机电连接，下位可编程控制器的下行方向分别和I号伺服放大器、2号伺服放大器和3号伺服放大器上行方向电连接，I号伺服放大器、2号伺服放大器与3号伺服放大器的下行方向分别和I号伺服电机电源接口与编码器接口、2号伺服电机电源接口与编码器接口及3号伺服电机的电源接口与编码器接口电连接。更具体地说，实施例中下位可编程控制器是采用型号为CP1E-N40DR-A的欧姆龙可编程控制器，交流220V供电，有24个直流输入点，16个直流输出点。下位可编程控制器上行方向通过内置的RS-232C端口与上位工控机的RS-232C端口电连接进行串口通讯，下位可编程控制器下行方向输入点分别和I号伺服放大器上的定位结束信号输出点、目前工位反馈信号输出点、数控转塔动力刀架4报警信号输出点、数控转塔动力刀架4上的刀盘松开传感器、刀盘锁紧传感器、动力头啮合传感器、动力头脱开传感器接口、2号伺服放大器上的报警信号输出点与3号伺服放大器上的报警信号输出点连接。下位可编程控制器下行方向的输出点分别和I号伺服放大器上的工位信号输入点、I号伺服放大器上的工作模式信号输入点、I号伺服放大器上的启动信号输入点、2号伺服放大器上的启动信号输入点、2号伺服放大器上的工作模式信号输入点、3号伺服放大器上的启动信号输入点与3号伺服放大器上的工作模式信号输入点等连接。上位工控机控制界面是由VB制作，在控制界面上选定数控转塔动力刀架4的工作模式和需要的工位后，与下位可编程控制器串口通讯，下位可编程控制器先输出电流控制电磁换向阀动作，控制数控转塔动力刀架的动力头脱开和刀盘松开，上位工控机接收到脱开和松开确定信号之后输出目标工位信号和启动信号给I号伺服放大器，I号伺服放大器控制数控转塔动力刀架4转到所需工位后，I号伺服放大器反馈回定位结束信号和当前工位信号给下位可编程控制器，并且上位工控机通过串口读取定位结束信号和当前工位信号，如遇故障则反馈报警信号，下位可编程控制器接收到定位结束信号和当前工位信号后输出电流控制电磁换向阀动作，控制数控转塔动力刀架4的刀盘锁紧(如果被测到位是动力头到位，则还得控制其动力头啮合)。接收到锁紧确定信号后连同当前工位信号一起反馈给上位工控机，一次换刀完成。所述的下位电涡流测功机控制仪的型号为ET2100-1，下位电涡流测功机控制仪其上行方向通过RS-232C端口与上位工控机的RS-232C端口电连接，下位电涡流测功机控制仪其下行方向与电涡流测功机14电连接，控制电涡流测功机14加载的扭矩。扭矩传感器与转速传感器安装在电涡流测功机14的输出轴上，扭矩传感器与转速传感器的接线端和2个结构相同的信号放大器的一端电连接，2个结构相同的信号放大器的另一端分别和A/D卡的一端电连接，A/D卡的另一端与上位工控机电连接。扭矩传感器和转速传感器将检测到的信号经过2个结构相同的信号放大器将信号放大，通过2个结构相同的A/D卡反馈给上位工控机，上位工控机通过RS-232C控制下位电涡流测功机控制仪，下位电涡流测功机控制仪再控制电涡流测功机14，制实现闭环控制，并且所加载的扭矩以及转速在VB控制界面显示。冷却机的冷却水输出端与电涡流测功机14的冷却水输入端管路连接，冷却机的冷却水输入端与电涡流测功机14的冷却水输出端管路连接，冷却机的接线端与上位工控机的A/D 卡端口电连接。电涡流测功机14在工作时需要冷却水来冷却，通过上位工控机来控制冷却机给电涡流测功机14提供冷却水。参阅图2，图中给出了对模拟刀杆加载试验的示意图，首先根据需要模拟的切削力选定好加载力的大小和角度，然后调整动态切削力加载部分确定好加载装置的位置和角度，使加载杆18的轴线能够对准到模拟刀杆41上的球面上，而且在双偏心圆升程范围内加载杆18是能够顶到模拟刀杆41上。在VB控制界面上选定一定参数通过PLC控制3号伺服放大器，使得3号伺服电机29按照设定的转速运行，这样就实现了对模拟刀杆41进行动态模拟切削力加载，加载力的大小和频率通过拉压力传感器20、信号放大器与A/D反馈给上位工控机进行实时监控。数控转塔动力刀架切削力及扭矩加载可靠性试验系统的工作原理参阅图1，图中给出了进行给动力头加载试验时的示意图，首先转到需要测试的工位，然后将轴承单元安在加载棒49上，再将加载棒49的左端(有内螺纹的一端)与动力刀座42通过螺纹连接在一起，加载棒49的右端(有键槽的一端)连接到弹性联轴器48上， 调整动态切削力加载部分确定好加载装置的位置和角度，使加载杆18的轴线能够对准到轴承加载单元52中的轴承套36上的圆柱体的球面上。最后通过上位工控机来控制，在VB 控制界面上选定一定参数通过RS-232C端口与下位电涡流测功机控制仪通讯，电涡流测功机控制仪控制电涡流测功机14给转动的加载棒49加扭矩，扭矩传感器和转速传感器检测到信号通过信号放大器和A/D卡反馈给上位工控机，进行闭环控制，同时进行实时监控。同时上位工控机控制冷却机输出水的温度，给电涡流测功机14提供合适温度的冷却水，使得电涡流测功机14能够长时间正常的运转。本发明所述的数控转塔动力刀架切削力及扭矩加载可靠性试验系统在对数控转塔动力刀架4进行可靠性试验时，根据需要模拟的切削工况，设置好加载力、振动频率、加载波形、加载时间、加载扭矩以及转速等各项参数，数控转塔动力刀架4的动力刀座脱开、 刀盘松开、转动、定位、刀盘加紧(动力头啮合、安装加载棒轴承装置)和切削力加载装置的调整(扭矩加载装置的调整)便可以自动运行。试验开始后，上位工控机控制数控转塔动力刀架4随机定位到任意工位，刀盘夹紧后，上位工控机接收到夹紧反馈信号后继续控制3 号伺服电机对数控转塔动力刀架4加载，加载过程结束后，切削力加载装置移开，上位工控机继续控制数控转塔动力刀架4定位到下一个随机工位，夹紧后，又继续加载过程，在上位工控机的自动控制和监测下，整个试验过程循环有序地不断进行。本发明中所述的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，只是本发明一种优化的实施例，或者说是一种较佳的具体的技术方案，它只适用于一定范围内的不同型号，不同尺寸的数控转塔动力刀架4以及数控砖塔动力刀架4的可靠性试验，范围之外的不同型号，不同尺寸的数控转塔刀架4的可靠性试验，基本的技术方案不变，但其所用零部件的规格型号将随之改变，如刀架垫板3、3号伺服电机29、双偏心圆升程、拉压力传感器20和斜齿轮的传动比等标准件的选择等，故本发明不限于实施例这一种比较具体技术方案的描述。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。
权利要求
1.一种数控转塔动力刀架切削力及扭矩加载可靠性试验系统，包括自动控制系统，其特征在于，所述的数控转塔动力刀架切削力及扭矩加载可靠性试验系统还包括支撑部分与加载部分；所述的支撑部分包括数控转塔动力刀架支撑部分、轴承加载单元支撑部分、切削力加载支撑部分和扭矩加载支撑部分；所述的数控转塔动力刀架支撑部分包括有2号底座(2)与刀架垫板(3);刀架垫板(3) 通过内六角螺栓与2号底座(2)的顶板连接，2号底座(2)通过T型螺栓固定在地坪铁(I) 的左下方；所述的轴承加载单元支撑部分包括4号底座(16)和导向块(27);导向块(27)与4号底座(16)的上表面螺栓连接，4号底座(16)的安装底座螺栓连接在2号底座(2)右侧的地坪铁⑴上；所述的扭矩加载支撑部分3号底座(15)、5号底座(47)以及2号防护罩(46)组成；3号底座(15)采用T型螺栓安装在4号底座(16)右侧的地坪铁(I)上，5号底座(47) 与3号底座(15)的左侧面螺栓连接,2号防护罩(46)的下端与5号底座(47)的上端螺栓连接；所述的切削力加载支撑部分由旋转板￠)、右斜支架(7)、X方向滑动导轨(11)、2个结构相同的Y方向滑动导轨(12)、1号底座(13)、1号滑板(43)、旋转轴(44)、1号轴(45)、左斜支架(50)以及2个结构相同的摩擦锁紧机构组成；I号底座(13)通过T型螺栓固定在2号底座(2)与3号底座(15)上方的地坪铁(I) 上，2个结构相同的Y方向滑动导轨(12)通过螺栓固定在I号底座(13)上平板的左右两端，X方向滑动导轨(11)通过T型螺栓固定在两个结构相同的Y方向滑动导轨(12)上，I 号滑板(43)通过T型螺栓固定在X方向滑动导轨(11)上，左斜支架(50)与右斜支架(7) 通过内六角螺栓固定在I号滑板(43)的两端，旋转轴(44)上的左阶梯轴与右阶梯轴和左斜支架(50)与右斜支架(7)中的左阶梯孔与右阶梯孔通过2个结构相同的摩擦锁紧机构连接固定，I号轴(45)的下端安装在旋转轴(44)中的矩形板上的中心通孔内，I号轴(45) 的上端及轴肩与旋转板(6)背面的阶梯盲孔配装，旋转轴(44)与旋转板(6)通过旋转轴(44)中的矩形板上的中心孔周围均布的螺栓固定；所述的加载部分包括动态切削力加载部分、扭矩加载部分以及加载棒(49)；所述的动态切削力加载部分通过其中的2号滑板(31)上均布的螺栓通孔与T型螺栓固定在所述的切削力加载支撑部分中的旋转板(6)上；所述的切削扭矩加载部分包括型号为DWZlO的电涡流测功机(14)与弹性联轴(48)； 型号为DWZlO的电涡流测功机(14)通过螺栓安装在3号底座(15)上，电涡流测功机(14)的输出端通过法兰盘与弹性联轴器(48)的右端连接，弹性联轴器(48)的左端与套装有轴承加载单元(52)的加载棒(49)的右端键连接，轴承加载单元(52)和轴承加载单元支撑部分中的导向块(27)啮合连接，加载棒(49)的左端与被测的数控转塔动力刀架(4) 上的动力刀座(42)的右端固定连接，电涡流测功机(14)输出轴、弹性联轴器(48)、加载棒(49)与被测的数控转塔动力刀架(4)上的动力刀座(42)的回转轴线共线。
2.按照权利要求I所述的数控转塔动力刀架切削力及扭矩加载可靠性试验系统，其特征在于，所述的轴承加载单元(52)包括右端盖(32)、预紧套(33)、2号轴承(34)、隔圈(35)、轴承套(36)、I号轴承(37)与左轴承盖(38)；所述的轴承套(36)的外圆柱面上加工一个侧平面，该侧平面与轴承套(36)的回转轴线平行，端部为球面的圆柱体(53)固定安装在轴承套(36)的侧平面的中心处，端部为球面的圆柱体(53)的回转轴线与轴承套(36)的回转轴线垂直相交，轴承套(36)的外圆柱面上设置有很多由左至右的圆弧形滑槽，圆弧形滑槽方向与轴承套(36)的外圆柱面母线方向平行，轴承套(36)的左端面与右端面上均布有用于安装左轴承盖(38)和预紧套(33)的螺纹孔；左轴承盖(38)通过螺栓固定在轴承套(36)左端面上，I号轴承(37)与2号轴承(34) 安装在轴承套(36)的中心通孔内，隔圈(35)安装在I号轴承(37)与2号轴承(34)之间， I号轴承(37)内圈与加载棒(49)轴肩相接触，2号轴承(34)与固定在轴承套(36)右端面上的预紧套(33)接触连接，右端盖(32)通过螺栓固定在预紧套(33)的右端面上。
3.按照权利要求I所述的数控转塔动力刀架切削力及扭矩加载可靠性试验系统，其特征在于，所述的动态切削力加载部分包括直线轴承座(17)、加载杆(18)、2个结构相同的直线轴承(19)、拉压力传感器(20)、2号轴(21)、轮子(22)、从动轴(23)、从动斜齿轮(24)、 主动斜齿轮(25)、主动轴(26)、1号联轴器(28)、3号伺服电机(29)、电机座(30)、2号滑板(31)、模拟刀杆(41)、双偏心圆机构(51)、弹簧(55)、3号轴(57)与弹性装置(58)；所述的3号伺服电机(29)通过电机座(30)固定在2号滑板(31)的右下角，3号伺服电机(29)的输出轴通过I号联轴器(28)与主动轴(26)的一端连接，主动轴(26)通过键与主动斜齿轮(25)连接，主动轴(26)通过轴承座安装在2号滑板(31)的右上角，主动斜齿轮(25)与安装在从动轴(23)上的从动斜齿轮(24)相啮合，从动轴(23)通过双键与双偏心园机构(51)连接，双偏心圆机构(51)的外圈与轮子(22)接触连接，轮子(22)安装在 2号轴(21)的右端为转动连接，2号轴(21)的左端与拉压力传感器(20)右端螺纹连接， 拉压力传感器(20)左端与3号轴(57)右端螺纹连接，通过一对结构相同的直线轴承(19) 安装有2号轴(21)与3号轴(57)的直线轴承座(17)通过螺栓固定在2号滑板(31)的左端，弹簧(55)套装在轮子(22)左端的处于轮子(22)与直线轴承座(17)右端面之间的2 号轴(21)上，3号轴的左端与弹性装置(58)的右端螺纹连接，加载杆(18)的右端与弹性装置(58)的左端螺纹连接。
4.按照权利要求3所述的数控转塔动力刀架切削力及扭矩加载可靠性试验系统，其特征在于，所述的弹性装置(58)由2个结构相同的连接板(54)、2个结构相同的套筒(56)、2 个结构相同的螺栓和2个结构相同的螺母组成；所述的连接板(54)为一长方形平板，中间设置有螺纹孔，螺纹孔的两侧各有一个通孔，2个结构相同的套筒(56)的外径大于2个结构相同的连接板(54)上的螺纹孔两侧通孔的直径，2个结构相同的螺栓插入2个结构相同的连接板(54)两侧的通孔中，2个结构相同的套筒(56)套装在2个结构相同的连接板(54)之间的两个螺栓上，通过2个结构相同的螺母将2个结构相同的连接板(54)与2个结构相同的套筒(56)固定连接在一起。
5.按照权利要求3所述的数控转塔动力刀架切削力及扭矩加载可靠性试验系统，其特征在于，所述的双偏心圆机构(51)由小偏心盘(39)与大偏心圆盘(40)组成；所述的小偏心盘(39)是由小圆盘与圆环体组成，小圆盘的周围均布有六个螺纹通孔， 在小圆盘的右侧面上距小圆盘的圆心距离为5mm IOmm的位置设置一个圆环体,小圆盘上圆环体所在的位置设置和圆环体内孔直径相等的小圆盘通孔；所述的大偏心圆盘(40)上由左至右设置一个距大圆盘的圆心距离为5mm IOmm的阶梯通孔，左端的孔为大直径的和小圆盘直径相等的圆孔，右端为小直径的和小偏心圆盘(39)上的圆环体的外径相等的通孔，大偏心圆盘(40)上的小直径的通孔周围均布有三段同圆心的同半径的同圆心角的用于安装螺栓的弧形通槽，小偏心圆(39)上的小圆盘与圆环体和大偏心圆盘(40)上的阶梯通孔相互配合，并通过三至六个螺栓将两者固定连接。
6.按照权利要求I所述的数控转塔动力刀架切削力及扭矩加载可靠性试验系统，其特征在于，所述的自动控制系统包括上位工控机、型号为CP1E-N40DR-A的下位可编程控制器、拉压力传感器、2个结构相同的信号放大器、2个结构相同的A/D卡、扭矩传感器、转速传感器、下位电涡流测功机控制仪和水冷机；下位可编程控制器上行方向通过内置的RS-232C端口与上位工控机的RS-232C端口电连接，下位可编程控制器下行方向I个输入点和3号伺服放大器上的报警信号输出点连接， 下位可编程控制器下行方向的3个输出点和3号伺服放大器上的启动信号输入点与3号伺服放大器上的工作模式信号输入点电连接，3号伺服放大器上的输出端与3号伺服电机(29)的输入端电连接,3号伺服电机(29)中的编码器输出端与3号伺服放大器上的输入端电连接，拉压力传感器(20)通过螺纹安装在2号轴(21)和加载杆(18)之间，拉压力传感器(20)的接线端与下位可编程控制器下行方向I个输入点电线连接，所述的下位电涡流测功机控制仪其上行方向通过RS-232C端口与上位工控机的RS-232C端口电连接，下位电涡流测功机控制仪其下行方向与电涡流测功机(14)电连接，扭矩传感器与转速传感器安装在电涡流测功机(14)的输出轴上，扭矩传感器与转速传感器的接线端和2个结构相同的信号放大器的一端电连接，2个结构相同的信号放大器的另一端分别和A/D卡的一端电连接， A/D卡的另一端与上位工控机电连接，冷却机的输出端与电涡流测功机(14)的输入端管路连接，冷却机的输入端与电涡流测功机(14)的输出端管路连接，冷却机的接线端与上位工控机的A/D卡端口电连接。
全文摘要
本发明公开了一种数控转塔动力刀架切削力及扭矩加载可靠性试验系统，其包括支撑部分与加载部分。支撑部分包括数控转塔动力刀架支撑部分、切削力加载支撑部分和扭矩加载支撑部分。数控转塔动力刀架支撑部分固定在地坪铁的左下方，扭矩加载支撑部分位于地坪铁的右下方。加载部分包括动态切削力加载部分、切削扭矩加载部分及加载棒。动态切削力加载部分通过其2号滑板与切削力加载支撑部分中的旋转板连接。切削扭矩加载部分包括电涡流测功机与弹性联轴。电涡流测功机安装在3号底座上，电涡流测功机的输出端与弹性联轴器连接，弹性联轴器与套装有轴承加载单元的加载棒右端键连接，加载棒的左端与被测的数控转塔动力刀架上的动力刀座的右端固定连接。
文档编号G01M13/00GK102607824SQ20111043566
公开日2012年7月25日 申请日期2011年12月22日 优先权日2011年12月22日
发明者何佳龙, 呼烨, 张富, 方杰, 朱岩, 杨兆军, 楼俏, 陈菲, 马宇鹏 申请人:吉林大学
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