专利名称：机床主轴性能测试平台的制作方法
技术领域：
本发明涉及机床性能测试领域，尤其涉及一种对机床主轴性能进行测试的平台。
背景技术：
主轴部件是数控机床的主要功能部件，是实现机床“高速、高精、高效”的关键因素之一。随着技术的不断发展，高档数控机床使用的主轴单元已经从机床结构中独立出来，由机床厂或专业主轴制造厂按标准化、系列化组织生产。一般而言，评价主轴部件的技术性能的参数包括以下几个方面基本性能，包括运转、密封性、温升及噪声等；高级性能，包括刚度、热变性、动态精度、拉刀力、动平衡等；电气控制技术性能，包括主轴轴承润滑控制系统控制方式及优化参数、主轴运转温升许可及转速许可控制技术性能、主轴热变形测试分析及补偿技术性能等。在实际应用中，机床主轴性能测试的重点在于，检测主轴的热变形及动态精度。现有的主轴技术性能测试平台，都是针对热变形或者动态精度中的一项技术性能进行测试试验，不能全面、高效的测试主轴的全部技术性能。其原因在于性能测试的平台要同时满足三个方面的要求，即1、应具有足够的刚性和抗振性；2、应有满足实验要求的工装、夹具，包括主轴的固定、测量仪器的安装和移动等；3、能便捷地与气源、液压站连接。因此，亟待建立了一个数控机床用精密主轴技术性能测试试验平台，能同时满足上述三个方面的技术要求，从而完成主轴的各项性能试验。为制造高精度、高可靠性的主轴单元功能部件提供保证，为机械设计、电气设计提供实验数据，促进数控机床整机性能品质的提高。
发明内容
本发明为了解决现有技术中机床主轴性能测试平台不能全面测试主轴的各项技术性能的问题，提供了如下的技术方案机床主轴性能测试平台，包括试验台，主轴单元，及设置于试验台上固定所述主轴单元两端的主夹紧装置和副夹紧装置，其还包括一段贯入主轴单元的轴心内，另一段依次分别与动态精度检测装置和热变形测量装置相接触的检棒；所述动态精度检测装置固定在可以沿主轴单元轴向运动的横向导轨上；所述热变形测量装置固定在可以沿主轴单元纵向运动的纵向导轨上。作为优选的方案，所述动态精度检测装置设置有两个涡流传感器，其在所述横向导轨上有三个确定的工作位置。所述两个涡流传感器呈直角布置。所述热变形测量装置上设置有六个传感器。所述六个传感器在所述热变形测量装置上的位置可以调节。所述检棒的长度约为主轴单元空腔的1. 5。本发明机床主轴性能测试平台，由于解决了现有技术中的如下问题，因此具有积极的有益技术效果
1、由于设置了横向和纵向两条导轨，以及主副两个夹紧装置，能满足实验要求的工装、夹具，包括主轴的固定、测量仪器的安装和移动等技术要求。2、由于动态精度检测装置和热变形测量装置分别固定在轨道上，可以方便、全面的测试主轴多点的技术性能数据。3、由于涡流传感器的位置可调，能全面、详实的测试主轴的热变形技术性能。
图1为本发明机床主轴性能测试平台的原理图。图2为本发明机床主轴性能测试平台的主视图。图3为本发明机床主轴性能测试平台的俯视图。图4为本发明机床主轴性能测试平台的动态精度检测装置结构图。
具体实施例方式如图1所示为本发明机床主轴性能测试平台的原理图。本发明机床主轴性能测试平台包括如下单元主轴单元1、试验台22、操作台33、数控系统44、液压站55、恒温油箱 66、气源77、保护网88及试验装置99。试验台22的底座用方钢焊接而成，上部与整体钢板焊接，构成试验台22的基础。试验台22上部安装着各种试验装置99，包括主轴热变形检测装置及动态精度检测装置。主轴单元1由两套夹紧装置固定在试验台22上，主轴单元1前端设置有试验装置99，用来检验主轴技术性能。如图2、3为本发明机床主轴性能测试平台的主视图和俯视图。主轴单元1的两端分别由主夹紧装置2和副夹紧装置3夹紧，以便于将主轴单元1固定在实验台上。动态精度检测装置9通过支架固定在横向导轨8上，可以在横向导轨8上沿着主轴单元1的轴向运动；动态精度检测装置9在横向导轨8上有三个确定的位置，分别位于A、 B和C三个位置处。热变形测量装置7通过支架固定在纵向导轨6上，可以在纵向导轨6上沿着主轴单元1的横截面方向运动。检棒4的一段贯入主轴单元1的轴心内，另一段伸出主轴外，依次分别与动态精度检测装置9和热变形测量装置7相接触。检棒4的形状与主轴单元1的轴心内部空腔相配合，其长度约为主轴单元1的空腔长度的1.5倍左右，其横截面上端与水平面的切点、右端与右侧铅垂面的切点处，分别与动态精度检测装置9上设置的涡流传感器10相接触，两个涡流传感器10呈直角布置。检棒4与热变形测量装置7接触的一段上设置有六个传感器5，该六个传感器5的位置可以调节。在对主轴热变形技术性能进行检测时，热变形测量装置7在纵向导轨6上沿着主轴单元1的横截面方向运动；热变形测量装置7上的六个传感器5分别检测检棒4上不同点的热变形参数，六个传感器5的位置可以调节，因此，可以检测到检棒4上绝大多数位置的热变形参数。检测结束时，可把热变形测量装置7移动到纵向导轨6另一侧。在对主轴动态精度技术性能进行检测时，动态精度检测装置9中的两个涡流传感器10用来检测检棒4的动态精度。动态精度检测装置9可在横向导轨8上沿着主轴单元1的轴向运动；动态精度检测装置9在横向导轨8上有三个确定位置中点A、末段B和末端面C ；动态精度检测装置9不工作时固定在A位置，检测检棒4的前后动态精度时，动态精度检测装置9在B位置和C位置之间运动，从而计算出主轴的动态精度。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案而非限制， 尽管参照较佳实施例对本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解， 可以对本发明实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明实施例技术方案和权利要求的精神和范围。
权利要求
1.机床主轴性能测试平台，包括试验台，主轴单元，及设置于试验台上固定所述主轴单元两端的主夹紧装置和副夹紧装置，其特征在于，还包括一段贯入主轴单元的轴心内，另一段依次分别与动态精度检测装置和热变形测量装置相接触的检棒；所述动态精度检测装置固定在可以沿主轴单元轴向运动的横向导轨上；所述热变形测量装置固定在可以沿主轴单元纵向运动的纵向导轨上。
2.根据权利要求1所述机床主轴性能测试平台，其特征在于，所述动态精度检测装置设置有两个涡流传感器，其在所述横向导轨上有三个确定的工作位置。
3.根据权利要求2所述的机床主轴性能测试平台，其特征在于，所述两个涡流传感器呈直角布置。
4.根据权利要求1所述的机床主轴性能测试平台，其特征在于，所述热变形测量装置上设置有六个传感器。
5.根据权利要求4所述的机床主轴性能测试平台，其特征在于，所述六个传感器在所述热变形测量装置上的位置可以调节。
6.根据权利要求1所述的机床主轴性能测试平台，其特征在于，所述检棒的长度约为主轴单元空腔的1.5。
全文摘要
本发明涉及机床主轴性能测试平台，包括试验台，主轴单元，及设置于试验台上固定所述主轴单元两端的主夹紧装置和副夹紧装置，其还包括一段贯入主轴单元的轴心内，另一段依次分别与动态精度检测装置和热变形测量装置相接触的检棒；所述动态精度检测装置固定在可以沿主轴单元轴向运动的横向导轨上；所述热变形测量装置固定在可以沿主轴单元纵向运动的纵向导轨上。本发明能满足实验要求的工装、夹具，包括主轴的固定、测量仪器的安装和移动等技术要求，可以方便、全面的测试主轴多点的技术性能数据。
文档编号G01B7/16GK102183364SQ20111004917
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月2日 优先权日2011年3月2日
发明者宋义, 常文芬, 张世珍, 李云飞, 王春光, 王雪松, 聂应新, 高红, 黄韶娟 申请人:北京工研精机股份有限公司