实现制动器与砂轮轴的同轴连接。
[0033]对于所述工件轴，优选在所述工件轴套的外表面上设置两处凹槽，所述凹槽可与微型荷重传感器的外侧配合，在所述凹槽的底部设置凹坑，使相应的所述微型荷重传感器的外侧对应配合并嵌入相应的凹槽中，以及使所述微型荷重传感器的接触头抵在相应的凹坑内。
[0034]本发明还提供了一种数控外圆磨床可靠性试验综合加载装置，包括工件轴23、砂轮轴加载装置和工件轴加载装置，所述砂轮轴加载装置和工件轴加载装置均采用闭环控制。
[0035]所述砂轮轴加载装置包括砂轮轴铅直向下径向力载荷加载气缸(气缸4)、砂轮轴水平径向力载荷加载气缸(气缸18)和砂轮轴扭矩加载制动器，砂轮轴铅直向下径向力载荷加载气缸和砂轮轴水平径向力载荷加载气缸的缸体各自通过支架与磨床的砂轮架I位置可调地固定连接，且两气缸的活塞杆的外伸端在砂轮轴上的作用点位于砂轮轴的同一横截面上，所述砂轮轴扭矩加载制动器通过支架固定连接在磨床的砂轮架上，且通过联轴器6与所述砂轮轴同轴连接。
[0036]所述工件轴同轴安装在磨床的头架上，所述工件轴加载装置包括工件轴力加载装置和工件轴扭矩加载装置，所述工件轴力加载装置包括工件轴铅直向下径向力载荷加载气缸(气缸25)和工件轴水平径向力载荷加载气缸(气缸28)，这两个气缸的缸体各自通过支架与磨床的砂轮架形成位置可调地固定连接，且两气缸的活塞杆的外伸端在工件轴上的作用点位于工件轴的同一横截面上，所述工件轴扭矩加载装置包括工件轴扭矩加载制动器(磁粉制动器33)，工件轴扭矩加载制动器通过支架固定连接在磨床的工作台36上，且通过联轴器32与所述工件轴同轴连接。
[0037]作为一个具体的实施例，所述砂轮轴加载装置的基本结构(参见图1、2)如下:在砂轮轴14上安装锥套11、模拟砂轮套5和套筒3，锥套右端用轴端锁紧螺母10压紧固定在砂轮轴上，锥套和模拟砂轮套通过螺钉固定连接，套筒3与模拟砂轮套之间是密封脂润滑角接触球轴承12，其回转摩擦力小，工作寿命长，对保证加载装置本身可靠性有重要意义。利用电磁比例阀控制砂轮轴铅直向下径向力载荷加载气缸4和砂轮轴水平径向力载荷加载气缸18 (以下简称气缸4、18)对套筒3施加作用力，从而实现对实际磨削产生的切向磨削力所分解得到的过轴心且平行于该铅直向下径向力载荷力的分力与重力的合力和法向磨削力的分别模拟。气缸4、18活塞杆头部通过传感器安装杆件与微型荷重传感器16、19连接，可以实时测量出气缸4、18对下面的套筒3产生的压力，并反馈给动力伺服系统，从而精确控制气缸4、18的压力。为了加载的稳定性，在套筒3上做有凹坑，可以将微型荷重传感器16、19的接触头顶在凹坑内，防止套筒3随着砂轮轴14转动。由于砂轮轴除了受到竖直向上的切向磨削力，还受到砂轮轴和卡盘自重引起的竖直向下的力，而砂轮轴和卡盘的自重通常较大，两者的合力往往向下，所以去掉砂轮后，气缸4应安装在上面，向下施加力。
[0038]砂轮轴扭矩加载制动器7优选采用磁粉制动器(以下简称磁粉制动器)，磁粉制动器7对砂轮轴14施加扭矩，扭矩的大小通过调节磁粉制动器7的电流予以精确控制。所述模拟砂轮套的外端(远离砂轮架的一端)通过螺钉与连接有法兰盘9，法兰盘外侧的中心设置的与砂轮轴同轴的半轴，磁粉制动器7通过膜片联轴器6与所述半轴连接，从而将磁粉制动器7的扭矩经法兰盘、模拟砂轮套和锥套传递给砂轮轴，实现磁粉制动器7对砂轮轴的扭矩加载。将膜片联轴器6的左端子与所述半轴的连接结构设计成轴向浮动的，可以补偿磁粉制动器7安装过程中产生的轴向定位误差。
[0039]磁粉制动器7本体固定在砂轮轴制动器支架8上，砂轮轴制动器支架8固定在加载支架13上，加载支架13则通过过渡联接块2连接在砂轮架I上，由此实现所述砂轮轴扭矩加载制动器与砂轮架的连接。气缸4、18分别通过过渡安装板15和17安装在加载支架13上，通过加载支架13与砂轮架I的固定连接实现气缸4、18与砂轮架的连接。由于加载支架13用于安装气缸4、18的侧壁上设有滑槽，通过改变过渡安装板15和17相对滑槽的位置即可改变气缸4、18的安装位置，由此形成气缸4、18的缸体相对于砂轮架I的位置可调的连接。
[0040]针对不同型号的磨床，只需更改过渡联接块2和锥套11的锥度，即可保证本发明的加载装置的通用性，同时也保证了加载支架13的通用性。针对不同厂家的不同型号的磨床，可以通过改变过渡联接块2的尺寸以及改变过渡安装板15和17在加载支架13滑槽内位置来实现加载装置的通用性。
[0041]在实际磨削加工过程中，工件轴有两种安装方式:一种方式是将工件轴安装在双顶尖上，由拨爪给工件轴提供回转所需的扭矩；另一种方式是将工件轴安装在夹盘上，夹盘对工件进行完全约束并提供工件回转所需的扭矩。本发明将对工件轴分别进行力加载和扭矩加载。进行力加载时，工件轴采用第一种方式进行安装，进行扭矩加载时，工件轴采用第二种方式进行安装。为了能更为真实地模拟某一实际磨削状态下被磨削工件的受力状态，对工件轴施加扭矩载荷时所采用的工件轴通常是与施加力载荷时所用工件轴同等直径的较短轴，即尽管不同装夹方式不能用于同一次加载，但需要通过相关硬件设施的选配尽量模拟出同一次加载的效果。
[0042]作为一个具体的实施例，所述工件轴力加载装置的基本结构(参见图3、4、5)如下:
预制一根工件轴23用于模拟实际加工中的工件，工件轴23的两端用顶尖20支撑。与砂轮轴不同，工件轴在磨削加工的过程中一般会随工作台一起作轴向运动，所以需保证加载装置能在工件轴有轴向往复运动的情况下完成力加载。为此，在工件轴23上套设一自旋转直线轴承22，直线轴承22与工件轴套21相配合，工件轴23可以在直线轴承22中实现低摩擦、高精度的往复直线运动。工件轴铅直向下径向力载荷加载气缸25和工件轴水平径向力载荷加载气缸28 (以下简称气缸25、28)优选采用电气比例阀控制气缸，其加载力作用在直线轴承22外面的轴套21上，两个气缸的轴线成90°，分别模拟磨削产生的切向力所分解得到的过轴心且平行于该铅直向下径向力载荷力的分力与重力的合力和法向力。其中气缸25固定在工件轴气缸支架27上，支架通过螺钉与加载支架17连接。气缸28通过过渡安装板29直接固定到加载支架17上，节省了装置空间的同时增加了装置整体刚度。气缸25、28的活塞杆的外伸端通过传感器安装杆件与微型荷重传感器24、26连接，用于实时采集气缸25、28施力的大小。针对不同厂家的不同型号的磨床，可以通过改变过渡安装板29在加载支架17滑槽内位置来实现加载装置的通用性。
[0043]如图5所示，工件轴力传感器与直线轴承安装结构是本发明的一项重要设计。轴套21上与力传感器接触处，做了一个凹槽与力传感器外侧配合安装，可以避免直线轴承22在加载过程中相对力传感器发生轴向移动。同时，凹槽内凹坑与力传感器受力点即接触点相接触，可以避免自旋转直线轴承22在加载过程中发生旋转。
[0044]为了保证整个加载装置的可靠性，在工件轴23的加载过程中，可采取一次加载只作用于工件轴23 —个位置的方式来施加载荷。下一次加载开始前，移动工作台使得工件轴23的力加载点发生变化再进行加载试验，以模拟真实磨