一种机床主轴三向力加载装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种机床主轴三向力加载装置。属机床主轴系统领域。
【背景技术】
[0002]在切削机床的静刚度试验中，力加载装置的力加载方式及其精度直接影响着被测切削机床的静刚度试验值的准确性，对于测试结果是否能直接反映切削机床的实际受力状态其着至关重要的作用。
[0003]在静刚度试验时，需要评价机床在多个力作用方向下的静刚度特性，同时要求力的加载过程要平稳，加载时用力均应，加载尽量准确，被测对象(机床主轴)不应产生刚性位移，从而确保所测变形为在力作用下被测对象的弹性变形。这就要求力加载装置既要有加好的顺应性，又要有较高的精度和灵敏度，已有的力加载装置主要是单向力加载，不能实现三个力的同时加载或某方向的一个合力加载方式。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的技术问题，提出一种可实现三个坐标力的同时加载或给定某方向的一个合力加载的一种机床主轴三向力加载装置。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用下列结构完成:所述机床主轴三向力加载装置通过3个单向力加载装置安装在所述支撑箱体的三个面上，三个力加载装置各自在直角坐标系中三个坐标上，三个力加载装置在空间上互成90° ;每个向力加载装置包括:
[0006]支撑箱体(39)，所述支撑箱体(39)整体为立方体，内部为空腔，支撑箱体(39)右面、后面和上面各开有一个装力加载装置的台阶孔；三个台阶孔互成90°且间距相等；
[0007]力加载外壳(18、32、38)，所述力加载外壳限定有容纳腔；
[0008]螺纹件(4、21、33)，所述螺纹件形成有螺纹孔且固定于支持箱体上；
[0009]传动杆(3、19、35)，所述传动杆可旋转地安装在所述力加载外壳容纳腔内且前端与滚动轴承内圈过盈配合，所述传动杆前端螺纹配合在所述螺纹孔内以通过旋转驱动，所述传动杆前后、上下、左右移动；
[0010]顶帽(11、12、25)，所述顶帽的后端设置在所述容纳腔内而所述顶帽的前端伸出所述容纳腔，且所述顶帽可前后移动；
[0011]驱动手柄(1、22、34)，所述驱动手柄与所述传动杆的后端相连以驱动所述传动杆旋转实现向前或向后移动。
[0012]进一步包括力传感器(9、15、29)，所述力传感器设置在所述容纳腔内并位于所述顶帽(11、12、25)与推杆(7、16、30)之间。
[0013]所述支撑箱体(39)包括:
[0014]所述支撑箱体底面开有槽，所述支撑箱体前面和侧面开有观察窗，所述箱体左面、后面、上面具有台阶孔，所述力加载外壳(18、32、38)前端伸入支撑箱体，后端与所述支撑箱体(39)固定连接。
[0015]所述顶帽(11、12、25)后端放入所述支撑箱体壳体的容纳腔内且前端伸入容纳腔，每个顶帽(11、12、25 )前端呈半球形且顶帽可前后移动。
[0016]所述顶帽(11、12、25)后端通过力加载外壳(18、32、38)壳体固定连接在端盖(10、13、26)上，固定在壳体内。
[0017]所述力加载外壳(18、32、38)壳体后端与所述支撑箱体固定连接，力加载外壳(18、32、38)前端伸入支撑箱体(39)内腔，且所述壳体前端开有U型槽。
[0018]所述壳体内装有力传感器(9、15、29)，所述力传感器连接线通过所述力加载外壳(18、32、38)壳体U型槽引出。
[0019]所述力传感器(9、15、29)后端装有推杆7、16、30)，所述推杆(7、16、30)处于力加载外壳(18、32、38)壳体容纳腔内，其力传感器(9、15、29)前端与力传感器接触后端与滚动轴承外圈配合。
[0020]其特征在于，所述推杆(7、16、30)后端装有滚动轴承(5、17、31)，滚动轴承(5、17、31)内圈与所述传动杆(3、19、35)配合。
[0021]所述螺纹件(4、21、33)为盘类零件，其端盖与力加载外壳(18、32、38)及支撑箱体固定连接，，所述螺纹件内壁成传动螺纹，螺纹件与所述传动件配合形成进给传动。
[0022]本实用新型机床主轴三向力加载装置由空间互成90度且间距相等的三个力加载装置组合而成，机床主轴三向力加载装置包括支撑箱体，力加载外壳，力加载外壳内限定的容纳腔，螺纹件，螺纹件内有螺纹孔且固定在支撑箱体上，传动杆可旋转地安装在螺纹件上且传动杆中间形成有预定长度的外螺纹，传动杆的前端形成的外螺纹配合在螺纹件的螺纹孔内通过旋转驱动螺纹杆前后或上下或左右移动，传动杆前端与滚动轴承内圈连接；推杆设置在力加载外壳内限定的容纳腔内，推杆后端通过滚动轴承与传动杆连接，推杆前端与力传感器接触，通过传动杆带动其推杆前后移动；顶帽的后端设置在容纳腔内而前端伸出容纳腔，且顶帽可前后移动；驱动手柄与传动杆固定连接以驱动传动杆。
[0023]本实用新型机床主轴三向力加载装置可以确保在力的加载和卸载过程中力均匀，同时通过互成90度的三向力组合可实现任意方向合力，通过驱动手柄、带动传动杆旋转进行前进或后退，使其传动杆带动推杆前进或后退，进而带动顶帽前进或后退，从而实现对机床主轴的加载或卸载。同时，由于机床主轴三向力加载装置采用三个互成90°的力加载体固定于间隔相同的同一个支撑箱体的箱体上，可以容易实现对机床主轴单个方向、两个方向或三个方向不同分力大小的加载。其施加力通过力传感器测得，配合机床微变形测量装置(千分表、位移传感器)，实现对机床整体任意向静刚度、交叉刚度或综合静刚度行准确测试及评价。
【附图说明】
[0024]以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0025]图1是本实用新型机床主轴三向力加载装置的原理示意图；
[0026]图2是本实用新型机床主轴三向力加载装置的正视状态结构示意图；
[0027]图3是图2所示机床主轴三向力加载装置的左视状态剖视图；
[0028]图4是图2所示机床主轴三向力加载装置的俯视状态剖视图；
[0029]图5是本实用新型机床主轴三向力加载装置的等轴立体图；
[0030]图6是本实用新型机床主轴三向力加载装置的斜轴立体图
[0031]附图标记说明:1 一第一驱动手柄、2—第一固定螺纹、3—第一传动杆、4一第一螺纹件、5—第一滚动轴承、6—第一固定螺钉、7—第一推杆、8—第一连接螺钉、9 一第一力传感器、10—第一端盖、11 一第一顶帽、12—第二顶帽、13—第二端盖、14 一第二连接螺钉、15—第二力传感器、16—第二推杆、17—第二滚动轴承、18—第一力加载外壳、19 一第二传动杆、36—第二固定螺纹、21—第二螺纹件、22—第二驱动手柄、23—第二固定螺钉、24—第一■端盖螺钉、25—第二顶帽、26—第二端盖、27—第二端盖螺钉、28—第二连接螺钉、29—第三力传感器，30—第三推杆，31—第三滚动轴承，32—第二力加载外壳、33—第三螺纹件、34—第二驱动手柄、35—第二传动杆、36—第二固定螺纹、37—第二固定螺钉、38—第二力加载外壳、39—支撑箱体、40—观察窗。
【具体实施方式】
[0032]本实用新型所述加载装置包括:支撑箱体，力加载外壳，力加载外壳内限定的容纳腔；螺纹件形成有螺纹孔且固定在箱体上，传动杆可旋转地安装在螺纹件上且传动杆前端形成有预定长度的外螺纹，传动杆的前端形成的外螺纹配合在螺纹孔内通过旋转驱动螺纹杆前后(上下、左右)移动；推杆设置在力加载外壳内限定的容纳腔内，推杆后端通过滚动轴承与传动杆连接，推杆前端与力传感器接触，推杆通过传动杆带动让其前后移动；顶帽的后端设置在力加载外壳内限定的容纳腔内而前端伸出力加载外壳内限定的容纳腔，且顶帽可前后移动；手柄与传动杆固定连接以驱动传动杆。
[0033]本实用新型机床主轴三向力加载装置，所述机床主轴三向力加载装置进一步包括力传感器，所述力传感器设置在所述容纳腔内并位于所述顶帽与推杆之间。
[0034]本实用新型的一个实施例所述的机床主轴三向力加载装置进一步包括所述支撑箱体，所述支撑箱体底面开有槽，所述支撑箱体前面和侧面开有观察窗40，所述箱体左面、后面、上面具有台阶孔，所述力加载外壳前端伸入箱体，后端与所述箱体固连。
[0035]本实用新型的一个实施例，所述机床主轴三向力加载装置通过3个单向力加载装置安装在所述箱体互成90°的三个面上，形成直角坐标系中三个坐标上的力。
[0036]本实用新型的一个实施例，所述的机床主轴三向力加载装置进一步包括顶帽，所述顶帽后端所述壳体的容纳腔内而前端伸出容纳腔，顶帽前端呈半球形且顶帽可前后移动。
[0037]本实用新型的一个实施例，所述顶帽后端通过与壳体固定连接的端盖固定在壳体内。
[0038]所述的机床主轴三向力加载装置其特