[发明专利]成型砂轮磨齿机变位模拟加载装置及刚度分布检测方法

权利要求书

1. 一种成型砂轮磨齿机变位模拟加载装置，其特征在于：包括设置在成型砂轮磨齿机上的受载试件（25）和用于模拟加载的施载组件，

所述的成型砂轮磨齿机的结构是，包括在床身（2）上间隔设置有C轴组件（1）和X轴组件（3），在X轴组件（3）的立柱上段的水平安装轴线上朝向C轴组件（1）方向，依次安装有Z轴组件（4）、A轴组件（5）、Y轴组件（6）、主轴组件（7）；

所述施载组件的结构是，在主轴组件（7）的主轴（24）外圆上同轴套装有连接件（10）、环体（15）和压盖（11），连接件（10）与主轴（24）固定连接，连接件（10）与环体（15）及压盖（11）固定连接，环体（15）上开有一径向孔，该径向孔中沿直径方向向外依次设置有下垫片（12）、力传感器（13）、上垫片（14）、球座（17）、钢球（19），球座（17）的上沿与环体（15）接触处设置有限位盖（16），限位盖（16）与环体（15）固定连接，钢球（19）置于球座（17）和球盖（18）之间并从球盖（18）露出，球盖（18）和球座（17）固定连接，球座（17）的轴心线L与Y轴组件（6）的X轴成α夹角安装；

受载试件（25）的受载面和安装面为平面，受载试件（25）的安装面安装在C轴组件（1）的工作台上，安装面与机床坐标系的Y方向夹角为θ，且受载面的法线与机床坐标系的X方向夹角为α。

2. 根据权利要求1所述的成型砂轮磨齿机变位模拟加载装置，其特征在于：所述的主轴（24）与主轴箱箱体（22）之间设置有主轴前轴承（23），主轴前轴承（23）外侧安装有轴承盖（21），轴承盖（21）与主轴箱箱体（22）通过多个螺栓固定连接，主轴箱箱体（22）、轴承盖（21）通过两个菱形定位销（20）与连接件（10）的销孔套装。

3. 根据权利要求2所述的成型砂轮磨齿机变位模拟加载装置，其特征在于：所述的主轴（24）、主轴箱箱体（22）及C轴组件（1）上安装有多个位移传感器，位移传感器和力传感器（13）的检测数据由机床数控装置采集，C轴组件（1） 、X轴组件（3）、Z轴组件（4）、A轴组件（5）、Y轴组件（6）均为数控伺服轴，分别与机床数控装置连接。

4. 一种利用成型砂轮磨齿机变位模拟加载的静刚度分布检测方法，其特征在于，该方法依赖一种变位模拟加载装置，其结构是，

包括设置在成型砂轮磨齿机上的受载试件（25）和用于模拟加载的施载组件，

所述的成型砂轮磨齿机的结构是，包括在床身（2）上间隔设置有C轴组件（1）和X轴组件（3），在X轴组件（3）的立柱上段的水平安装轴线上朝向C轴组件（1）方向，依次安装有Z轴组件（4）、A轴组件（5）、Y轴组件（6）、主轴组件（7）；

所述施载组件的结构是，在主轴组件（7）的主轴（24）外圆上同轴套装有连接件（10）、环体（15）和压盖（11），连接件（10）与主轴（24）通过螺栓固定连接，连接件（10）、环体（15）及压盖（11）通过螺栓固定连接，环体（15）上开有一径向孔，该径向孔中沿直径方向向外依次设置有下垫片（12）、力传感器（13）、上垫片（14）、球座（17）、钢球（19），球座（17）的上沿与环体（15）接触处设置有限位盖（16），限位盖（16）与环体（15）固定连接，钢球（19）置于球座（17）和球盖（18）之间并从球盖（18）露出，球盖（18）和球座（17）固定连接，球座（17）的轴心线L与Y轴组件（6）的X轴方向成α夹角安装，在主轴（24）、主轴箱箱体（22）及C轴组件（1）上安装有多个位移传感器；受载试件（25）的受载面和安装面为平面，受载试件（25）的安装面安装在C轴组件（1）的工作台上，安装面与机床坐标系的Y方向夹角为θ，且受载面的法线与机床坐标系的X方向夹角为α，

本方法利用上述的装置，按照以下步骤实施：

步骤1、根据所模拟的Z向磨削力与X向磨削力的比例确定α夹角；根据所模拟的Z向磨削力与Y向磨削力的比例确定θ夹角；

步骤2、将施载组件安装在主轴组件（7）的主轴（24）上，调整A轴组件（5）使Y轴组件（6）的Y轴与机床坐标系的Y方向成角度θ；

步骤3、将受载试件（25）固定安装在机床的C轴组件（1）上，使安装面与机床坐标系的Y方向夹角为θ，且受载面的法线与机床坐标系的X方向夹角为α；调整C轴组件（1），使受载面的法线与球座（17）的轴心线L方向一致；

步骤4、配合调整Z轴组件（4）、Y轴组件（6）、X轴组件（3），通过Z、Y、X轴的配合运动将施载组件移动到预先设置的受载试件（25）的第1个加载位置，使钢球（19）与受载试件（25）的受载面接触；再通过Z、Y、X轴的微调，给受载试件（25）施加模拟载荷，通过各个位移传感器检测各处的位移量，同时，通过施载组件中的力传感器（13）检测得到模拟载荷，计算得到该加载位置的模拟载荷下的刚度值；

步骤5、然后重新配合调整Z轴组件（4）、Y轴组件（6）、X轴组件（3），再通过Z、Y、X轴的运动将施载组件运动到受载试件（25）的下一个加载位置，同样检测得到新的加载位置的刚度值，依次重复上述过程，不断变更加载位置，即得到需要的模拟负载下的刚度分布。