重型数控龙门镗铣床工作台进给系统可靠性试验台的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于重型机械加工设备可靠性试验技术领域，尤其涉及一种模拟动、静态切削负荷和惯性载荷的重型数控龙门镗铣床工作台进给系统可靠性试验台。
【背景技术】
[0002]重型数控龙门镗铣床广泛适用于各类机械加工部门，加工各种平面、沟槽、齿轮等。配置万能铣头、圆工作台、分度头等各种铣床附件，可进一步扩大机床的使用范围。其应用范围变得越来越广，但由于重型数控龙门镗铣床自身和工件庞大、负载变化大、行程大等特点，容易受到工况及环境的影响，使其故障频繁，可靠性问题严重，已经成为机床生产企业与用户关注的焦点和重型数控机床发展的瓶颈。由于重型机床体积庞大等因素进行整机试验相对比较困难，因此研宄开发重型机床关键功能部件的可靠性试验台，通过可靠性试验暴漏、找出影响重型机床可靠性的因素，进而采取提高重型机床可靠性水平的措施，这具有非常重要的实际意义。
[0003]重型数控龙门镗铣床中工作台移动式相比龙门移动式加工精度高，主要是环境因素，尤其是温度对加工精度的影响，工作台移动式相比龙门移动式较小。由于国内重型数控龙门镗铣床的研宄起步较晚，因此目前国内还没有对重型数控龙门镗铣床的关键功能部件进行可靠性研宄，目前仅有的试验台也只是对其进行空运转或者用户现场试验等，专门针对重型数控龙门镗铣床关键功能部件的可靠性试验装置国内几乎空白。本发明根据工作台移动式重型数控龙门镗铣床工作台进给系统的实际使用工况，提出了一种具有模拟实际切削负载和惯性载荷的重型数控龙门镗铣床工作台进给系统的可靠性试验台。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是克服了目前可靠性试验装置无法对重型数控龙门镗铣床工作台进给系统进行模拟实际工况的加载可靠性试验问题，提供了一种具有模拟实际动、静态切削负载和惯性载荷的重型数控龙门镗铣床工作台进给系统可靠性试验台。
[0005]为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的，结合【附图说明】如下:
[0006]一种重型数控龙门镗铣床工作台进给系统可靠性试验台，包括配重块惯性加载及加载辅助装置部分、X方向加载部分、Y方向加载部分、Z方向加载部分和自动控制部分；
[0007]所述的配重块惯性加载及加载辅助装置部分包括配重块5和加载辅助装置；配重块5固定在工作台4上，所述加载辅助装置包括加载工作台8和加载导轨副6 ;所述加载导轨副6固定在加载工作台8下表面；
[0008]所述X方向加载部分包括激振器13、I号拉压力传感器14、辅助加载工作台15、辅助伺服电机和蜗杆箱16、X方向2号加载杆40、X方向I号加载杆20和盖板24 ;所述激振器13固定在辅助加载工作台15上；所述X方向I号加载杆20与I号拉压力传感器14、X方向2号加载杆40、激振器13依次固定连接；所述盖板24通过底座25将X方向2号加载杆40固定在加载工作台15上；所述盖板24位于I号拉压力传感器14和激振器13之间；所述辅助伺服电机和蜗杆箱16驱动辅助工作台15沿X方向移动；
[0009]所述Y方向加载部分为二套相同的液压加载装置17，位于加载工作台8的同一侧；所述液压加载装置17包括电液伺服加载单元、Y方向辅助导轨28 ;所述电液伺服加载单元包括Y方向加载杆19、拉压力传感器26、位移传感器35和伺服油缸32 ;所述拉压力传感器26的左端与Y方向加载杆19右端固定连接，拉压力传感器26的右端与伺服油缸32固定连接；所述位移传感器35设置在伺服油缸32上；所述伺服油缸32通过Y方向辅助导轨28固定在地面上；
[0010]所述的Z方向加载部分包括电液伺服加载单元和Z方向加载底座10 ;所述电液伺服加载单元固定在Z方向加载底座10上；
[0011 ] 所述的Z方向加载部分中的电液伺服加载单元和Y方向加载部分中的电液伺服加载单元结构相同；
[0012]所述加载工作台8沿Z方向上下移动，Z方向加载杆与加载工作台8的上表面接触连接，Y方向加载杆19与加载工作台8侧表面接触连接；
[0013]所述自动控制部分包括上位工控机、可编程控制器PLC、激振器控制仪、Y向伺服控制器、Z向伺服控制器、工作台运动方向的伺服控制器和辅助工作台运动方向的伺服控制器;
[0014]所述的可编程控制器PLC的RS-232C端口与上位工控机的RS-232C端口电连接，所述的Y向伺服控制器的RS-232C端口与上位工控机的RS-232C端口电线连接，所述的Z向伺服控制器的RS-232C端口与上位工控机的RS-232C端口电线连接，所述的激振器控制仪的RS-232C端口与上位工控机的RS-232C端口电线连接；所述的工作台运动伺服控制仪的RS-232C端口与上位工控机的RS-232C端口电连接，所述的辅助工作台运动伺服控制仪的RS-232C端口与上位工控机的RS-232C端口电连接。
[0015]技术方案中所述的X方向加载部分还包括X方向加载座21、X方向加载座盖22、I号销轴23 ；
[0016]所述的X方向加载座21固定在工作台4上；X方向加载座21的上表面设有一半圆凹槽；
[0017]所述的X方向I号加载杆20左端设有一凹圈，凹圈安装在X方向加载座21的半圆凹槽里，凹圈的中间设有一销孔，I号销轴23穿过X方向加载座盖22的销孔和X方向I号加载杆20凹圈的销孔，将X方向I号加载杆20与X方向加载座盖22和X方向加载座21相互固定。
[0018]技术方案中所述液压加载装置17还包括Y方向加载支撑架29、Y方向安装底座30以及Y方向电液伺服加载底座31 ；
[0019]所述的电液伺服加载单元还包括电液伺服阀34、弹性装置36、杆端关节轴承33 ;
[0020]所述的电液伺服阀34固定在伺服油缸32的上表面；
[0021]所述的杆端关节轴承33与伺服油缸32固定连接，杆端关节轴承33铰接在Y方向电液伺服加载底座31上；
[0022]所述杆端关节轴承33由杆端关节轴承底座和连杆组成，连杆的右端为球状体，安装在杆端关节轴承底座内，连杆能够在杆端关节轴承底座中转动，连杆的左端与伺服油缸32右端面通过螺纹连接，杆端关节轴承33的杆端关节轴承底座通过铰链铰接在Y方向电液伺服加载底座31中的底板顶端表面上；
[0023]所述弹性装置36与伺服油缸32活塞杆的左端通过螺纹连接；
[0024]所述位移传感器35的左端联接孔套装在弹性装置36与伺服油缸32活塞杆的螺纹连接的螺杆上；
[0025]所述的Y方向电液伺服加载底座31固定在Y方向安装底座30上；
[0026]所述的Y方向安装底座30固定在Y方向加载支撑架29上；
[0027]所述的Y方向加载支撑架29设为二个，固定在Y方向辅助导轨28上。
[0028]技术方案中所述盖板24由上板和销轴组成；上板设有四个通孔，销轴上端通过过盈配合固定在盖板24中心的销孔中，销轴与X方向2号加载杆40靠近右端的平面的销孔配合；
[0029]所述底座25固定在辅助加载工作台15上；所述底座25由地板和两个侧板组成，两个侧板上面各有两个螺纹孔，螺栓穿过上板的通孔与侧板上的螺纹孔。
[0030]技术方案中所述Y方向辅助导轨28的纵向对称面与配重块惯性加载及加载辅助装置中的加载工作台8相互垂直，Y方向辅助导轨28的纵向对称面和伺服油缸32的轴线共面，并与两个Y方向加载支撑架29相互平行的轴线垂直共面，伺服油缸32的轴线与加载工作台8相互垂直，Y方向加载装置部分中的加载杆19与配重块惯性加载及加载辅助装置中的加载工作台8侧表面接触连接。
[0031]技术方案中所述可编程控制器PLC的输出端分别与冷却机和电磁换向阀电线连接;
[0032]所述Y向伺服控制器的信号输出端与电液伺服阀34的信号输入端电线连接；
[0033]所述的Z向伺服控制器的信号输出端与Z方向电液伺服阀的信号输入端电线连接;
[0034]所述激振器控制仪的励磁电流输出端与激振器13励磁电流输入端电线连接。
[0035]技术方案中所述配重块5设有二块以上，所述的配重块5成正方体，配重块的外侧开有三个U型槽；U形槽两侧的上表面各设置有一个半球凸起，U型槽两侧的下表面各设置有一个半球凹坑，每块配重块上表面的半球凸起与下表面半球凹坑对正；每块配重块上的三个U型槽对正，形成一个从上到下贯通的三个长U型槽，通过螺栓与长U型槽的配合，将二块以上结构相同的配重块5固定在工作台4上。
[0036]技术方案中所述的加载导轨副6由导轨副连接板39、2个结构相同的滑块37和2个结构相同的导轨38组成；
[0037]所述