的系统从机床中分离 出来，将机床主轴箱固定于试验平台之上，此时该独立的系统只能进行滑枕的伸缩运动以 及主轴的伸缩和旋转运动；在主轴端部安装上模拟刀具，调整变载荷试验台，使其中心与主 轴完全对中，然后将变载荷试验台固定，将模拟刀具伸入变载荷试验台；在试验过程中改变 载荷的加载情况，并改变滑枕和主轴的伸出长度以及主轴的转速，记录滑枕系统的故障信 息并测量其温度变化和噪声变化情况，以暴露出滑枕的故障； 所述静刚度试验是在径向方向上对模拟刀具施加静载荷，测量记录滑枕的变形情况， 实现对滑枕挠度的测量； 所述典型试件切削试验是将滑枕系统装回机床，令机床实际加工试件，根据机床所加 工试件的精度情况，来判定机床滑枕的实际精度和性能，同时在加工过程中记录机床滑枕 的故障信息以及温度和噪声信息。
2. 如权利要求1所述的一种机床滑枕可靠性检测方法，其特征在于：所述试验条件包 括： (1) 试验前，按滑枕的已有使用说明对其进行检查，确认滑枕符合试验要求后，再对其 进行试验； (2) 试验时的环境条件应符合国家关于机床可靠性试验的相关规定，环境温度和相对 湿度应达到要求； (3) 试验工况： a) 模拟滑枕的实际使用情况，在模拟载荷的作用下，使得滑枕的早期故障充分暴露出 来； b) 试验时不能超过机床滑枕的额定载荷； (4) 预防维护：试验时允许对滑枕进行必要的调整和润滑措施。
3. 如权利要求2所述的一种机床滑枕可靠性检测方法，其特征在于：所述步骤（2)中， 环境温度应在16~33°C之间，相对湿度应在19%~70%之间，极值温度不低于-5°C并且 不高于40°C。
4. 如权利要求1所述的一种机床滑枕可靠性检测方法，其特征在于：所述空运转试验 中，滑枕通过主轴与试验台连接，其试验包括以下步骤： (1) 根据预先设定的各转速改变主轴的实际转速，并记录每种转速下主轴的实际转速 与预先设定转速之间的差值，以及每种转速下待检测滑枕的伸出长度； (2) 测量并记录每种转速条件下待检测滑枕的温度变化信息，温度的检测主要针对滑 枕端部位置进行； (3) 测量并记录待检测滑枕的噪声信息。
5. 如权利要求4所述的一种机床滑枕可靠性检测方法，其特征在于：所述步骤（1)中， 所述主轴的实际转速不应超过预设转速的±5%，温度不高于75°C，噪声声压级不得大于 81dB。
6. 如权利要求4所述的一种机床滑枕可靠性检测方法，其特征在于：所述步骤（2)中， 选用八个贴片温度传感器，将四个贴片温度传感器分别固定在所述滑枕端部的四个顶点位 置，将其余四个贴片温度传感器分别固定在所述滑枕靠近端部的四个外壁上，然后将八个 贴片温度传感器都与现有温度记录仪连接。
7. 如权利要求1所述的一种机床滑枕可靠性检测方法，其特征在于：所述模拟加载试 验中，载荷施加方法为： (1) 重型数控机床的载荷分为空载、轻载、中载和重载，根据载荷分类情况确定机床各 种加工方式下的功率利用系数Cp: (a) 空载，Cp= O ; (b) 轻载，O < Cp彡 0· 3 ; (c) 中载，0· 3 < Cp彡 0· 7 ; (d) 重载，0.7 < Cp彡 1.0 ; (2) 根据机床的平均功率利用系数Cp，得出各种工况下消耗的功率PiK占工作时间的 比例关系，即为机床的功率使用图谱，确定模拟载荷加载方法。
8. 如权利要求7所述的一种机床滑枕可靠性检测方法，其特征在于：所述步骤（1)中， 平均功率利用系数Cp是指机床平均使用的功率P与额定功率P的比值，即：
式中，Pi为各种工况下消耗的功率，单位为W ;t i为在功率P i下相应的工作时间，单位 为h ;T总为总的工作时间，单位为h ;T总=W · · · +tn。
9. 如权利要求1所述的一种机床滑枕可靠性检测方法，其特征在于：所述静刚度试验 包括以下步骤： ⑴分别令滑枕的伸出长度处于400mm、800mm和1200mm三种状态，施加载荷的方向为 滑枕径向的上、下、左、右共四个方向，载荷分为三个档进行加载，每档重复三次； (2)计算滑枕的最大挠度ω_，使滑枕的变形量保持在0.03/500_以内； 滑枕对中性轴的惯性矩I为：
式中，b为矩形端面宽度，单位为m ;h为矩形端面高度，单位为m ;D为矩形端面内孔孔 径，单位为m ;F为径向载荷，单位为N ;L为滑枕的伸出长度，单位为m ;E为滑枕材料的弹性 模量，单位为MPa。
10.如权利要求9所述的一种机床滑枕可靠性检测方法，其特征在于：所述步骤（I) 中，三个档的载荷分别为允许最大载荷的30 %、70 %、100 %。
【专利摘要】本发明涉及一种机床滑枕可靠性检测方法，其包括步骤：首先设定试验条件，然后对待检测机床滑枕依次进行空运转试验、模拟加载试验、静刚度试验和典型试件切削试验，最后在上述各试验中以及各试验结束后，对待检测机床滑枕的可靠性进行检测；空运转试验是检验待检测滑枕在无负载条件下的各项性能，初步测定机床滑枕的性能；模拟加载试验记录滑枕系统的故障信息并测量其温度变化和噪声变化情况；静刚度试验是测量记录滑枕的变形情况；典型试件切削试验是判定机床滑枕的实际精度和性能，记录机床滑枕的故障信息以及温度和噪声信息。本发明能对多种机床滑枕可靠性进行测试，测试结果较为准确，可靠性较强；可以广泛在重型数控机床滑枕系统检测中应用。
【IPC分类】B23Q17-00
【公开号】CN104858716
【申请号】CN201510295848
【发明人】孙江宏, 潘尚峰, 王少红, 刘旭, 牛晓辉, 贾晓丽, 张晗
【申请人】北京信息科技大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年6月2日