一種可換刀精密進給車削刀架的製作方法

2024-01-31 10:47:15 4

專利名稱：一種可換刀精密進給車削刀架的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及車床部件，其特別提供了一種利用材料的磁致伸縮性能來實現車刀快速精密進給並可換刀的精密進給車削刀架。
背景技術：
目前，在非圓車削加工中，尤其在精密度要求較高、型線複雜多變時，機械仿行加工(硬靠模)方法正在被逐漸取代，代之而起的是利用數字程序控制車刀做微進給的軟靠模技術。在目前的軟靠模技術中，一般利用可控制的電磁力來驅動車刀做進給運動，其缺點是電磁力不足夠大，因而車刀在進給方向的剛度不大，影響加工精度。目前採用材料磁致伸縮原理的刀架中(中國專利申請號03111166.1)，還不能很方便地更換車刀。
實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種可換刀精密進給車削刀架。由於採用本實用新型的機械結構，利用材料的磁致伸縮來驅動車刀做微進給運動，從而實現精密的非圓車削並可以迅速更換車刀。
本實用新型一種可換刀精密進給車削刀架，所述車削刀架基於材料的磁致伸縮原理工作；該車削刀架主要由如下幾部分構成殼體(1)、勵磁線圈(2)、磁致伸縮棒(3)、刀座(6)；其中勵磁線圈(2)置於上述殼體(1)內，磁致伸縮棒(3)置於上述勵磁線圈(2)內；其特徵在於
彈簧板(11)一端固定在殼體(1)上，另一端與刀座(6)的一側連接，刀座(6)另一側連接著另外一片彈簧板(12)的一端，彈簧板(12)的另一端與殼體(1)固定連接。
優選的方案為彈簧板(11)一端通過壓板(7)和斜板(4)固定在殼體(1)上，另一端壓在刀座(6)的一側；刀座(6)另一側通過壓板(8)與另外一片彈簧板(12)的一端固定連接，彈簧板(12)的另一端通過壓板(10)和斜板(5)與殼體(1)固定連接。其中，彈簧板(12)為磁致伸縮棒(3)提供壓力主板，彈簧板(11)為磁致伸縮棒(3)提供壓力輔板；彈簧板(12)優選的輪廓形狀為長方形，厚度通常為1～6毫米，優選範圍是2～4毫米，彈簧板(11)優選的輪廓形狀為梯形，厚度通常小於3毫米，優選範圍是小於2毫米。
本實用新型所述可換刀精密進給車削刀架，刀座(6)內側與磁致伸縮棒(3)活性相連，活性連接的具體形式為磁致伸縮棒(3)端為一個鋼珠，刀座上對應位置有一個與鋼珠直徑對應的圓窩，鋼珠與圓窩緊密連接；刀座(6)的另一側(外側)可以裝多把刀(優選2把刀)；該車削刀架還可以包括有位移傳感器(9)，位移傳感器(9)優選的安裝方式為置於所述殼體(1)上。
本實用新型所述車削刀架上的斜板(4)或斜板(5)在使用時按照一定斜度放置，所述斜度值為0.04～0.12，優選範圍是0.06～0.08。如附圖5所示，圖中右側所示的斜面為斜板(4)與彈簧板11的連接面，或者斜板(5)與彈簧板12的連接面。
所述車削刀架彈簧板(12)的形狀應使其作彈性變形時應力分布均勻。
本實用新型所述可換刀精密進給車削刀架，其特徵在於磁致伸縮棒受到殼體及彈簧板的預壓力，在勵磁磁場的作用下伸縮變形，使彈簧板做彈性變形並帶動車刀座和車刀做線性微位移。位移值由位移傳感器檢測並反饋給勵磁電源，最終控制車刀的位移精度。本實用新型可用於非圓加工、精密定位或進給領域。
本實用新型的最大特徵為換刀時不需要任何其他機械結構，在工具機系統配合下可以直接完成換刀動作，很方便的實現換刀加工。該方式刀架工作過程如下該刀架需與數控工具機配合使用完成加工過程中的換刀加工工作；對於某些特殊工件(如鑲環活塞)，通常是頭部有嵌有一小段鑄鐵環(或其他材質)它與兩側材質(通常為鋁合金材質)不同，這一小段鑄鐵通常距活塞頂面距離小於50毫米。由於同一工件不同材質，需要工具機在不同轉速下，採用不同刀具加工，而常規工具機的排刀雖然可以實現上述功能，但當加工工件截面為非圓時，工具機上的排刀就無能為力了；(當材質為多種時，可以考慮採用多把刀；例如當材質為三種時，可以考慮採用三把刀。)本實用新型不僅可以實現非圓加工，也可實現上述情況下的換刀非圓加工；這時刀座上通常配置2把刀車刀(13)、車刀(14)，其中刀(13)的刀尖到刀座(6)距離通常要小於刀(14)的刀尖到刀座(6)距離，具體距離可以根據加工時刀具與工裝或工件幹涉狀況定。
加工時，首先由刀(13)進行正常的非圓加工，當特殊材質部分加工完畢後，工具機X軸後退適當距離，保證刀(13)不與工件及工裝幹涉，同時刀(14)又可以接續加工，刀(14)移到接續加工位置後，繼續加工；
本實用新型與工具機配合使用，可在加工過程中實現自動換刀，特別適合活塞行業的鑲環活塞加工，大大地提高加工速度，改進加工品質，滿足活塞行業的飛速發展。
以下結合附圖及實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。


圖1為一種可換刀精密進給車削刀架端面結構示意圖；圖2為一種可換刀精密進給車削刀架縱斷面結構示意圖；圖3為一種可換刀精密進給車削刀架俯視結構示意圖。
圖4為活性連接結構示意圖。
圖5為斜板4或斜板5的結構示意圖。
圖6為彈簧板11結構示意圖；圖7為彈簧板12結構示意圖。
具體實施方式
實施例1一種可換刀精密進給車削刀架，利用材料的磁致伸縮原理來驅動車刀做微進給運動，從而實現精密的非圓車削並可以迅速更換車刀。
所述車削刀架主要由如下幾部分構成殼體(1)、勵磁線圈(2)、磁致伸縮棒(3)、刀座(6)；其中勵磁線圈(2)置於上述殼體(1)內，磁致伸縮棒(3)置於上述勵磁線圈(2)內；其特徵在於彈簧板(11)一端通過壓板(7)和斜板(4)固定在殼體(1)上，另一端壓在刀座(6)的一側；刀座(6)另一側通過壓板(8)與另外一片彈簧板(12)的一端固定連接，彈簧板(12)的另一端通過壓板(10)和斜板(5)與殼體(1)固定連接。其中，彈簧板(12)為磁致伸縮棒(3)提供壓力主板，彈簧板(11)為磁致伸縮棒(3)提供壓力輔板；彈簧板(12)的輪廓形狀為長方形，厚度通常為1～6毫米；彈簧板(11)的輪廓形狀為梯形，厚度通常小於3毫米。
本實施例所述可換刀精密進給車削刀架，刀座(6)內側與磁致伸縮棒(3)活性相連，活性連接的具體形式為磁致伸縮棒(3)端為一個鋼珠，刀座上對應位置有一個與鋼珠直徑對應的圓窩，鋼珠與圓窩緊密連接；刀座(6)的另一側(外側)可以裝多把刀；該車削刀架還可以包括有位移傳感器(9)。
本實施例所述車削刀架上的斜板(4)或斜板(5)在使用時按照一定斜度放置，所述斜度值範圍為0.04～0.12。如附圖5所示，圖中右側所示的斜面為斜板(4)與彈簧板11的連接面，或者斜板(5)與彈簧板12的連接面。
所述車削刀架彈簧板(12)的形狀應使其作彈性變形時應力分布均勻。
本實施例所述可換刀精密進給車削刀架，其特徵在於磁致伸縮棒受到殼體及彈簧板的預壓力，在勵磁磁場的作用下伸縮變形，使彈簧板做彈性變形並帶動車刀座和車刀做線性微位移。位移值由位移傳感器檢測並反饋給勵磁電源，最終控制車刀的位移精度。本實施例可用於非圓加工、精密定位或進給領域。
本實施例的最大特徵為換刀時不需要任何其他機械結構，在工具機系統配合下可以直接完成換刀動作，很方便的實現換刀加工。該方式刀架工作過程如下該刀架需與數控工具機配合使用完成加工過程中的換刀加工工作；對於某些特殊工件(如鑲環活塞)，通常是頭部有嵌有一小段鑄鐵環(或其他材質)它與兩側材質(通常為鋁合金材質)不同，這一小段鑄鐵通常距活塞頂面距離小於50毫米。由於同一工件不同材質，需要工具機在不同轉速下，採用不同刀具加工，而常規工具機的排刀雖然可以實現上述功能，但當加工工件截面為非圓時，工具機上的排刀就無能為力了；(當材質為多種時，可以考慮採用多把刀；例如當材質為三種時，可以考慮採用三把刀。)本實施例不僅可以實現非圓加工，也可實現上述情況下的換刀非圓加工；這時刀座上通常配置2把刀車刀(13)、車刀(14)，其中刀(13)的刀尖到刀座(6)距離通常要小於刀(14)的刀尖到刀座(6)距離，具體距離可以根據加工時刀具與工裝或工件幹涉狀況定。
加工時，首先由刀(13)進行正常的非圓加工，當特殊材質部分加工完畢後，工具機X軸後退適當距離，保證刀(13)不與工件及工裝幹涉，同時刀(14)又可以接續加工，刀(14)移到接續加工位置後，繼續加工；本實施例與工具機配合使用，可在加工過程中實現自動換刀，特別適合活塞行業的鑲環活塞加工，大大地提高加工速度，改進加工品質，滿足活塞行業的飛速發展。
實施例2一種可換刀精密進給車削刀架，利用材料的磁致伸縮原理來驅動車刀做微進給運動，從而實現精密的非圓車削並可以迅速更換車刀。
所述車削刀架主要由如下幾部分構成殼體(1)、勵磁線圈(2)、磁致伸縮棒(3)、刀座(6)；其中勵磁線圈(2)置於上述殼體(1)內，磁致伸縮棒(3)置於上述勵磁線圈(2)內；其特徵在於彈簧板(11)一端通過壓板(7)和斜板(4)固定在殼體(1)上，另一端壓在刀座(6)的一側；刀座(6)另一側通過壓板(8)與另外一片彈簧板(12)的一端固定連接，彈簧板(12)的另一端通過壓板(10)和斜板(5)與殼體(1)固定連接。其中，彈簧板(12)為磁致伸縮棒(3)提供壓力主板，彈簧板(11)為磁致伸縮棒(3)提供壓力輔板；彈簧板(12)的輪廓形狀為長方形，厚度範圍是2～4毫米；彈簧板(11)的輪廓形狀為梯形，厚度小於2毫米。
本實施例所述可換力精密進給車削刀架，刀座(6)內側與磁致伸縮棒(3)活性相連，活性連接的具體形式為磁致伸縮棒(3)端為一個鋼珠，刀座上對應位置有一個與鋼珠直徑對應的圓窩，鋼珠與圓窩緊密連接；刀座(6)的另一側(外側)裝2把刀車刀(13)、車刀(14)；該車削刀架還可以包括有位移傳感器(9)，位移傳感器(9)置於所述殼體(1)上。
本實施例所述車削刀架上的斜板(4)或斜板(5)在使用時按照一定斜度放置，所述斜度值範圍是0.06～0.08。如附圖5所示，圖中右側所示的斜面為斜板(4)與彈簧板11的連接面，或者斜板(5)與彈簧板12的連接面。
所述車削刀架彈簧板(12)的形狀應使其作彈性變形時應力分布均勻。
實施例3對於工件材質多於兩種，或者同一工件刀紋形狀多於兩種工件，只需將上面例中所用刀具數量適當增加即可。
權利要求1.一種可換刀精密進給車削刀架，所述車削刀架基於材料的磁致伸縮原理工作；該車削刀架主要由如下幾部分構成殼體(1)、勵磁線圈(2)、磁致伸縮棒(3)、刀座(6)；其中勵磁線圈(2)置於上述殼體(1)內，磁致伸縮棒(3)置於上述勵磁線圈(2)內；其特徵在於彈簧板(11)一端固定在殼體(1)上，另一端與刀座(6)的一側連接，刀座(6)另一側連接著另外一片彈簧板(12)的一端，彈簧板(12)的另一端與殼體(1)固定連接。
2.按照權利要求1所述可換刀精密進給車削刀架，其特徵在於彈簧板(11)一端通過壓板(7)和斜板(4)固定在殼體(1)上，另一端壓在刀座(6)的一側；刀座(6)另一側通過壓板(8)與另外一片彈簧板(12)的一端固定連接，彈簧板(12)的另一端通過壓板(10)和斜板(5)與殼體(1)固定連接。
3.按照權利要求1所述可換刀精密進給車削刀架，其特徵在於刀座(6)內側與磁致伸縮棒(3)活性相連。
4.按照權利要求3所述可換刀精密進給車削刀架，其特徵在於刀座(6)與磁致伸縮棒(3)活性相連的具體形式為磁致伸縮棒(3)端為一個鋼珠，刀座上對應位置有一個與鋼珠直徑對應的圓窩，鋼珠與圓窩緊密連接。
5.按照權利要求1所述可換刀精密進給車削刀架，其特徵在於刀座(6)外側裝2把刀。
6.按照權利要求1～5其中之一所述可換刀精密進給車削刀架，其特徵在於該車削刀架還包括有位移傳感器(9)。
7.按照權利要求6所述可換刀精密進給車削刀架，其特徵在於位移傳感器(9)置於殼體(1)上。
8.按照權利要求6所述可換刀精密進給車削刀架，其特徵在於車削刀架上的斜板(4)或斜板(5)在使用時按照一定斜度放置，所述斜度值為0.04～0.12。
9.按照權利要求6所述可換刀精密進給車削刀架，其特徵在於彈簧板(12)的輪廓形狀為長方形，厚度為1～6毫米。
10.按照權利要求6所述可換刀精密進給車削刀架，其特徵在於彈簧板(11)的輪廓形狀為梯形，厚度小於3毫米。
專利摘要一種可換刀精密進給車削刀架，所述車削刀架基於材料的磁致伸縮原理工作；該車削刀架主要由如下幾部分構成殼體(1)、勵磁線圈(2)、磁致伸縮棒(3)、刀座(6)；其中勵磁線圈(2)置於上述殼體(1)內，磁致伸縮棒(3)置於上述勵磁線圈(2)內；其特徵在於彈簧板(11)一端固定在殼體(1)上，另一端與刀座(6)的一側連接，刀座(6)另一側連接著另外一片彈簧板(12)的一端，彈簧板(12)的另一端與殼體(1)固定連接。本實用新型能實現精密的非圓車削並可以迅速更換刀具，其大大地提高加工速度，改進了加工品質。
文檔編號B23B21/00GK2845972SQ200520094289
公開日2006年12月13日 申請日期2005年12月9日 優先權日2005年12月9日
發明者周眾 申請人:周眾