[实用新型]一种用于铣削主轴单元工作姿态模拟的机械装置

说明书

技术领域

本发明创造创造提供一种能够模拟铣削主轴单元工作姿态的机械装置，既可以作为主轴性能测试的实验基础，也可作为主轴单元组装过程中的工装辅具。 

背景技术

铣削主轴单元通常应用于卧式加工中心、立式加工中心、以及多轴加工中心上的角度头；与此相对应，铣削主轴单元的工作姿态可分为卧式——回转轴线平行于地面、立式——回转轴线垂直于地面、角度倾斜——回转轴线与地面成任意角度或成固定间隔角度的变化。铣削主轴单元的切削性能将很大程度上决定主机的切削性能，对高性能的主轴单元部件开发越来越引起机床制造商的重视。 

主轴单元的性能一般通过切削试验的方法来评价，但是切削试验通常需要一台试验机床以及牺牲一块试验材料，这种做法一方面会将试验机床的特性引入测试结果，造成不准确；另一方面多规格的主轴很难在一款机床上完成试验，造成不必要的大量人力、物力浪费。为此，使用气缸、液压缸模拟切削力加载的方法被越来越多的引入到主轴的性能测试。通过气体、液体压力的控制很容易模拟切削力的大小，而对气缸、液压缸相对于主轴轴线角度的控制，容易实现模拟切削力的方向。 

当主轴处于不同的工作姿态时，主轴自身旋转部件的重量将会对主轴支撑轴承的受力造成不同的影响：当主轴处于立式应用时，旋转部件的重量全部作用于主轴支撑轴承的轴向；当主轴处于卧式应用时，旋转部件的重量将全部作用于主轴支撑轴承的径向；当处于其它工作角度时，旋转部件的重量将与角度成比例地在轴向、径向分布。这种轴承受力分布的差异将引起主轴刚度、发热等产生微妙的变化，甚至会影响回转精度。对于采用油雾、油气润滑的主轴来说，对于给定的供油角度、供油位置，不同的工作姿态也可能产生不同的润滑效果。当然，主轴的工作姿态不同对主轴前端轴承的密封结构也提出了不同的要求：立式主轴的前端切削液等脏物不容易进入，而进入的脏物在重力作用下也易于排出；卧式主轴的状况则相反，脏物容易从前端密封间隙进入，而进入后又不容易排除。要对主轴的这些性能差异进行比较测试，工作姿态的模拟就显得尤其重要。 

发明内容

为省却主轴性能评价测试中机床工时的占用及切削试验材料的浪费、提高试验效率、改进试验效果，通过气缸、液压缸等模拟主轴实际工作状况的方法不断得到完善，本发明创造创造提供一种用于铣削主轴单元工作姿态模拟的机械装置。 

本发明创造创造的目的是通过下述技术方案实现的：一种用于铣削主轴单元工作姿态模拟的机械装置，其特征在于：包括一个可在垂直面内回转的大圆盘，所述大圆盘的回转中心固联一个空心轴，空心轴与固定在底座上的轴套组成回转副，其回转轴线平行于地面，而垂直于通过法兰安装在大圆盘上的主轴的轴线；在大圆盘上设有主轴安装架，主轴单元通过法兰安装在主轴安装架上； 

所述大圆盘与底座之间平面接触，在大圆盘的外边缘连接一个带有销轴孔的零件，在底座的对应圆周上加工等角度分布的固定销孔，将定位销轴插入某一固定销孔内，实现圆盘转角定位；在大圆盘上设置若干均布的条形孔，在底座贴合面上的相应位置开设螺钉孔，通过内六角螺钉将大圆盘压紧在底座的贴合面上；

所述的空心轴回转副上设有由多个滚轮、碟型弹簧组、调整垫组成的卸荷机构；

所述的大圆盘通过钢丝绳与扭矩输入部件连接，钢丝绳一端固结在大圆盘的圆周，另一端固结在扭矩输入部件中的绳轮上；

所述的扭矩输入部件包括棘轮机构及棘爪控制结构，棘轮机构由一个棘轮与两个棘爪组成，棘爪分为定位棘爪、动力棘爪，通过定位棘爪限制大圆盘发生反转，定位棘爪与棘轮的紧密贴合，动力棘爪联于操作手柄，传递驱动力给棘轮，棘轮与绳轮固联在一起，并共用绳轮的回转轴，绳轮的回转轴安装在底座上；

定位棘爪的控制结构为：操作手柄为中空的钢管焊接件，操作手柄的回转轴与绳轮、棘轮共用的回转轴同轴，定位棘爪的推拉杆在钢管中心穿过；推拉杆通过手动拉起时，通过一个沿导轨移动的斜面将与其配合的滚轮升起，而滚轮与一个圆弧表面零件联动，圆弧表面将顶起与棘爪固联的圆柱销，使定位棘爪与棘轮脱离，退出定位；当推拉杆松开时，推拉杆将在其复位弹簧作用下复位，定位棘爪在其复位弹簧作用下恢复定位；

动力棘爪的控制结构为：动力棘爪在弹簧的辅助下与棘轮保持贴合，动力棘爪与杆连接，操作件与杆的末端配合并可沿支撑板上的导向槽自由滑动，在支撑板的导向槽底部设有定位件，当操作件旋转时，其上的圆柱销部位卡在定位件之下时，动力棘爪在杆的带动下与棘轮分离。

所述定位棘爪的控制结构中，与滚轮联动的具圆弧表面零件移动方向受两个导向销制约，其中一个导向销尾部设有挡板。