[实用新型]数控超声切割声主轴综合性能测试的台架

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种数控超声切割声主轴综合性能测试的台架，更确切地说，涉及一种能够通过数控及圆柱极坐标传动机构协同动作为超声切割声主轴提供各主要性能参数测试的台架。

背景技术

超声切割声主轴是实现新兴复合材料超声切割的主体和关键，它主要有超声换能器、变幅杆和切割刀具等构成，通过给换能器的电端提供一定频率的交变脉冲电流使换能器产生纵向振动，然后通过变幅杆的放大作用将振动传入刀具，为切割刀尖的纵向振动提供稳定而可靠的声能量。它的研究涉及振动力学、振动切割、控制科学与工程、仪器科学与技术等多个学科，属于一个高科技综合学科的范畴。鉴于问题的复杂性，除了开展广泛的理论研究外，还需要开展综合性能测试研究，获取各项重要声电性能参数，并与后续应用研究结合，为研制高性能高可靠的超声切割声主轴奠定实验基础。另外，目前超声切割声主轴往往只进行单一性能的单点分散测试，缺乏对超声切割声主轴综合及系统分析，更缺乏对超声主轴进行带负载综合测试，很难将这些测试数据充分融合利用，性能测试的效率与效果不理想，严重影响高性能超声切割声主轴的研发。

发明内容

针对前述问题，本实用新型公开了一种数控超声切割声主轴综合性能测试的台架，以声主轴实际安装方式为依据，以可调轴向、径向负载来模拟实际切割为支撑，以更简单可靠的装夹、圆柱极坐标丝杠传动与数控伺服单元配合，分别为超声切割声主轴的空载和负载下的声阻抗、频响特性、截面轮廓振形数据、截面轮廓热成像数据等一系列的测试提供统一的平台。

本实用新型综合测试台架可减少测试场地和各种成本，提供了同一安装条件下不同参数的测量，减少了不同安装条件下测试的误差，提高了超声切割声主轴的性能测试效果和效率，为进一步完善和提高超声切割声主轴性能提供实验基础。

为实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：一种数控超声切割声主轴综合性能测试的台架，包括底座(11)，底座(11)上安装垂直直线导轨(9)、模拟负载装置及径向运动底座（12），垂直直线导轨(9)滑动配合所述的超声切割声主轴(24)；所述的模拟负载装置具有两根施力杆（32），两根施力杆（32）分别处于超声切割声主轴(24)的切割刀具（8）刀尖的轴向和径向位置，用于为刀尖施加模拟负载；径向运动底座（12）设有能够向所述的超声切割声主轴(24)径向运动，并能旋转的测试探头(20)。

优选的，底座（11）之上固定安装垂直支撑基板（10），垂直支撑基板（10）上开有与垂直直线导轨（9）直径相适配的孔，垂直直线导轨（9）穿过此孔，垂直直线导轨（9）的底端固定于垂直支撑基板（10）。

优选的，模拟负载装置包括L型模拟负载支架（26）、锥形支撑台（27）、导向螺纹杆（28）、施力螺母（29）、铜垫片（30）、推力弹簧（31）、所述的施力杆（32），L型模拟负载支架（26）固定安装于底座（11）之上，其底边与底座（11）表面相贴，侧边与底边相垂直，两边的内侧面各垂直装配一根所述的施力杆（32），两处的装配结构相同：导向螺纹杆（28）第一端带有螺纹，第二端为光杆；导向螺纹杆（28）的第一端固定在L型模拟负载支架（26）的内侧面上，导向螺纹杆（28）从固定端起依次外套安装锥形支撑台（27）、施力螺母（29）、铜垫片（30）、推力弹簧（31）、施力杆（32），锥形支撑台（27）通过内螺纹孔与导向螺纹杆（28）配合固定在模拟负载支架（26）上；施力杆（32）的粗端开有与导向螺纹杆（28）的光杆段相配合的内孔，细端开有与所述刀尖配合的槽。

优选的，超声切割声主轴(24)安装于夹具上，夹具与所述的垂直直线导轨(9)滑动配合；夹具包括声主轴下固定板（7）、声主轴侧固定架（22）、声主轴上固定板（5），声主轴上固定板（5）、声主轴下固定板（7）通过声主轴侧固定架（22）固定连接，声主轴上固定板（5）、声主轴下固定板（7）分别开有与垂直直线导轨（9）相适配的通孔，通孔之下安装垂直直线轴承（6），垂直直线轴承（6）与垂直直线导轨（9）滑动配合。

优选的，垂直直线导轨（9）的上端固定安装垂直电机法兰板（3），垂直电机法兰板3上安装垂直伺服电机（2），垂直伺服电机（2）的主轴朝下并固定连接垂直滚珠丝杆（4），垂直滚珠丝杆（4）穿过垂直电机法兰板（3）后与声主轴上固定板（5）的螺纹配合，以带动夹具运动。