成型砂轮磨齿机变位模拟加载装置及刚度分布检测方法
专利汇可以提供成型砂轮磨齿机变位模拟加载装置及刚度分布检测方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 的成型 砂轮 磨齿机变位模拟加载装置，包括设置在成 型砂 轮磨齿机上的受载试件和用于模拟加载的施载组件，成型砂轮磨齿机具有X轴的直线运动、Y轴的前后直线运动、Z轴的直线运动、绕Y轴的n回转运动、绕Z轴的C回转运动、绕X轴的A回转运动功能；施载组件的球座的轴心线与Y轴组件的X轴方向有一夹 角 α，受载面的法线与机床 坐标系 的X方向夹角为α。本发明的静 刚度 分布检测方法是，通过Z、Y、X轴配合运动将施载组件运动到加载 位置 进行加载；由位移 传感器 检测位移、 力 传感器检测模拟 载荷 ，求出该加载位置模拟载荷下的刚度值；变更加载位置，重复上述过程，即得模拟载荷下的刚度分布。本发明的装置及方法实现了静刚度分布的检测。，下面是成型砂轮磨齿机变位模拟加载装置及刚度分布检测方法专利的具体信息内容。
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。
5. 根据权利要求4所述的静刚度分布检测方法，其特征在于：所述的步骤1中，当模拟直齿轮加工时θ为0。
6. 根据权利要求4所述的静刚度分布检测方法，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。
7. 根据权利要求6所述的静刚度分布检测方法，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。
成型砂轮磨齿机变位模拟加载装置及刚度分布检测方法
技术领域
背景技术
发明内容
受载试件的受载面和安装面为平面，受载试件的安装面安装在C轴组件的工作台上，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。
所述施载组件的结构是，在主轴组件的主轴外圆上同轴套装有连接件、环体和压盖，连接件与主轴固定连接，连接件、环体及压盖固定连接，环体上开有一径向孔，该径向孔中沿直径方向向外依次设置有下垫片、力传感器、上垫片、球座、钢球，球座的上沿与环体接触处设置有限位盖，限位盖与环体固定连接，钢球置于球座和球盖之间并从球盖露出，球盖和球座固定连接，球座的轴心线L与Y轴组件的X轴方向成α夹角安装，在主轴、主轴箱箱体及C轴组件上安装有多个位移传感器；受载试件的受载面和安装面为平面，受载试件的安装面安装在C轴组件的工作台上，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的主轴上，调整A轴组件使Y轴组件的Y轴与机床坐标系的Y方向成角度θ；
步骤3、将受载试件固定安装在机床的C轴组件上，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，使受载面的法线与球座的轴心线L方向一致；
步骤4、配合调整Z轴组件、Y轴组件、X轴组件，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的第1个加载位置，使钢球与受载试件的受载面接触；再通过Z、Y、X轴的微调，给受载试件施加模拟载荷，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、Y轴组件、X轴组件，再通过Z、Y、X轴的运动将施载组件运动到受载试件的下一个加载位置，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。
图3是本发明装置中的施载组件与受载试件b安装面局部结构示意图；
图4是本发明装置的施载组件剖面示意图。
具体实施方式
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（调整后Y轴组件6的X坐标仍与机床X坐标方向一致）；
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b与机床Y坐标系夹角为θ，且受载面a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a的法线与球座17的轴心线L方向一致；
步骤4、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，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，计算得到该加载位置的模拟载荷下的刚度值；
步骤5、然后再通过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，即可得到需要的模拟负载下的刚度分布。
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