[发明专利]模拟工况载荷条件下机床主轴热误差测试试验方法

摘要

本发明公开了一种模拟工况载荷条件下机床主轴热误差测试试验方法，其特点在于，采用模拟工况载荷条件下机床主轴热误差试验装置对机床主轴进行模拟工况载荷加载，该试验装置包括主轴热误差测试试验系统，还包括模拟工况载荷主轴加载装置；主轴加载装置包括力矩载荷加载装置和径向力载荷加载装置；力矩载荷加载装置包括磁粉制动器，磁粉制动器通过导向键和检验棒将模拟力矩载荷施加到主轴上；径向力载荷加载装置包括拉压力计，径向力调整螺栓通过挤压拉压力计产生模拟径向力载荷，并通过径向力导杆、滚动轴承和检验棒滚动接触将模拟径向力载荷施加到主轴上。本发明为机床主轴的精度预测、精度设计和热误差补偿提供了一种切实可行的试验方法。

主权项

一种模拟工况载荷条件下机床主轴热误差测试试验方法，在机床主轴空载运行的情况下，采用主轴热误差测试试验系统测量机床主轴待测部位的温度和热误差，所述机床主轴待测部位的温度通过安装在待测部位的热电阻来测量，所述机床热误差通过安装在传感器支架上的电涡流位移传感器感应所述电涡流位移传感器与安装在所述机床主轴上的检验棒之间的相对距离变化来实现；其特征在于，机床主轴采用模拟工况载荷主轴加载装置模拟工况载荷进行加载，所述主轴加载装置包括力矩载荷加载装置和径向力载荷加载装置；所述力矩载荷加载装置包括磁粉制动器，所述磁粉制动器安装在加载装置支架上，所述磁粉制动器通过导向键和所述检验棒连接，所述检验棒与所述主轴连接，所述磁粉制动器通过所述导向键和所述检验棒将模拟力矩载荷施加到所述主轴上；所述径向力载荷加载装置包括拉压力计，所述拉压力计安装在径向力加载装置支承体上，所述径向力加载装置支承体与所述加载装置支架固定连接，所述拉压力计设有受拉端和受压端，所述拉压力计的受拉端设有径向力调整螺栓，所述拉压力计受压端设有径向力导杆，所述径向力导杆的远拉压力计端安装有滚动轴承，所述滚动轴承与所述检验棒滚动连接，所述径向力调整螺栓通过挤压所述拉压力计产生模拟径向力载荷并通过所述径向力导杆、所述滚动轴承和所述检验棒施加到所述主轴上；1)在机床主轴空载运行的情况下，在所述机床主轴待测部位的温度超过环境温度并稳定后，所述电涡流位移传感器测得机床主轴在空载状态下的热误差；2)在机床主轴运行的情况下，在所述机床主轴待测部位的温度保持为环境温度时，采用所述力矩载荷加载装置对机床主轴施加模拟力矩载荷，所述电涡流位移传感器测得机床主轴在模拟力矩载荷作用下的载荷变形误差；3)在机床主轴运行的情况下，在所述机床主轴待测部位的温度保持为环境温度时，采用所述径向力载荷加载装置通过所述检验棒对机床主轴施加模拟径向力载荷，所述电涡流位移传感器测得机床主轴在模拟径向力载荷作用下的载荷变形误差；4)在机床主轴运行的情况下，在所述机床主轴待测部位的温度保持为环境温度时，采用所述力矩载荷加载装置和所述径向力载荷加载装置通过所述检验棒对机床主轴同时施加模拟力矩载荷和模拟径向力载荷，所述电涡流位移传感器测得机床主轴在模拟力矩载荷和模拟径向力载荷共同作用下的载荷变形误差；5)在机床主轴运行的情况下，采用所述力矩载荷加载装置对机床主轴施加模拟力矩载荷，在所述机床主轴待测部位的温度超过环境温度并稳定后，所述电涡流位移传感器测得机床主轴在模拟力矩载荷作用下的综合误差；6)在机床主轴运行的情况下，采用所述径向力载荷加载装置对机床主轴施加模拟径向力载荷，在所述机床主轴待测部位的温度超过环境温度并稳定后，所述电涡流位移传感器测得机床主轴在模拟径向力载荷作用下的综合误差；7)在机床主轴运行的情况下，采用所述力矩载荷加载装置和所述径向力载荷加载装置通过所述检验棒对机床主轴同时施加模拟力矩载荷和模拟径向力载荷，在所述机床主轴待测部位的温度超过环境温度并稳定后，所述电涡流位移传感器测得机床主轴在模拟力矩载荷和模拟径向力载荷共同作用下的综合误差；8)用步骤5)测得的综合误差减去步骤2)测得的载荷变形误差获得模拟力矩载荷作用下机床主轴的综合热误差，所述模拟力矩载荷作用下机床主轴的综合热误差减去步骤1)测得的机床主轴空载工况下的主轴热误差获得模拟力矩载荷作用下的机床主轴附加热误差；9)用步骤6)测得的综合误差减去步骤3)测得的载荷变形误差获得模拟径向力载荷作用下机床主轴的综合热误差，所述模拟径向力载荷作用下机床主轴的综合热误差减去步骤1)测得的机床主轴空载工况下的主轴热误差获得模拟径向力载荷作用下的机床主轴附加热误差；10)用步骤7)测得的综合误差减去步骤4)测得的载荷变形误差获得模拟力矩载荷和模拟径向力载荷共同作用下机床主轴的综合热误差，所述模拟力矩载荷和模拟径向力载荷共同作用下机床主轴的综合热误差减去步骤1)测得的机床主轴空载工况下的主轴热误差获得模拟力矩载荷和模拟径向力载荷共同作用下的机床主轴附加热误差。