Прилад для імітації навантаження в металорізальних верстатах

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано для определения жесткости шпиндельных узлов металлорежущи х станков. Известно устройство для определения радиальной динамической жесткости шпиндельных узлов металлорежущи х станков, содержащее кронштейн с неподвижной частью, на котором закреплен сердечник с обмотками постоянного и переменного токов, якорь, связанный с суппортом станка и установленный в шпиндельном узле (А.с. СССР №988460). Недостатками этого устройства являются наличие воздушного зазора, что приводит к значительным потерям электроэнергии и ограничению диапазона усилий, а также изменение геометрических размеров якоря от нагрева, возникающего в результате действия вихревых токов, что затрудняет точную дозировку имитационных усилий. Наиболее близким по технической сущности является устройство для имитации нагрузок в металлорежущи х станках, содержащее кронштейн с закрепленными на нем электромагнитами и нагружаемый вал, предназначенный для установки в шпинделе станка. Электромагниты установлены в кронштейне через 120 градусов в плоскости, перпендикулярной шпинделю, с возможностью взаимодействия подвижных сердечников с нагружаемым валом через дополнительно введенные в устройство немагнитные прокладки (А.с. СССР №1757771, кл. B23B25/06, 1992). В известном устройстве применяются три электромагнита, расположенных через 120 градусов, что позволяет имитировать нагрузку только в радиальном направлении и не отражает полной картины возникающих усилий реальной металлообработки. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования устройства, в котором за счет дополнительно введенных электромагнитов, предусмотрена возможность создания имитационных усилий как в радиальном, так и в осевом направлениях и замера возникающих отклонений, что в свою очередь позволяет определить техническое состояние шпиндельного узла металлорежущего станка. Поставленная задача решается тем, что в устройстве для имитации нагрузок в металлорежущи х станках, содержащем кронштейн с закрепленными на нем через 120 градусов перпендикулярно шпинделю электромагнитами, и нагружаемый вал, предназначенный для установки в шпинделе станка, согласно изобретению устройства дополнительно снабжено тремя закрепленными через 120 градусов электромагнитами, расположенными в паре под углом 90 градусов друг относительно друга в плоскости, перпендикулярной кронштейну и 45 градусов к шпинделю. В результате введения дополнительных электромагнитов, нагрузочное устройство обеспечивает создание имитационных усилий как в радиальном, так и в осевом направлениях, что расширяет его функциональные возможности. На фиг.1 показано устройство в разрезе; на фиг.2 - то же, вид сбоку. Устройство для имитации нагрузок содержит основание 1 с жестко закрепленным на нем кронштейном 2, нагружаемый вал 3 установленный в центрах 4 и три пары электромагнитов 5, размещенных через 120 градусов на кронштейне 2 в плоскости, перпендикулярной шпинделю. Электромагниты в паре расположены под углом 90 градусов друг относительно друга в плоскости перпендикулярной кронштейну и под углом 45 градусов к шпинделю. Соосно подвижным сердечникам 6 электромагнитов установлены буферные пружины 7 и немагнитные, подвижные вдоль оси прокладки 8, через которые имитационные усилия передаются на два подшипника 9. Измерение величины отклонений (податливости) осуществляется при помощи чувствительных элементов датчиков линейных перемещений (или индикаторов) по поверхности А и Б (фиг.1). Устройство работает следующим образом. Кронштейн 1 с основанием 2 закрепляется на месте резцедержателя станка, а вал 3 устанавливается в центрах 4. Для имитации рабочих усилий на один или несколько электромагнитов 5 подается электропитание. При этом сердечники 6 перемещаются в направлении вала 3, создавая имитационные усилия, пропорциональные по величине подводимой к электромагнитам электрической мощности. Величины этих усилий могут устанавливаться с помощью тиристорных (или други х) регуляторов, а включение одного или нескольких электромагнитов производится в зависимости от поставленных целей и задач испытаний. При необходимости электромагниты могут включаться в какой-либо последовательности, например, при имитации обработки несколькими инструментами и т.д. Пружина 7 и прокладка 8 смягчает удар подвижной части на подшипник 9. Применение устройства на производстве позволит определять податливость шпиндельных узлов станков, их биение или люфты. Полученные данные могут быть использованы для введения предыскажений в управляющие программы, своевременного проведения ремонтов и т.п.