數控式鏜削徑向進刀裝置的製作方法

2023-05-14 13:25:31 3

專利名稱：數控式鏜削徑向進刀裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鏜削加工時控制鏜刀進、退刀量之裝置，具體涉及一種數控式鏜削徑向進刀裝置。
目前在工業中使用中的同類設備有機械靠模式和處於研究階段的壓電陶瓷電控式徑向進刀裝置，前者從靠模到鏜杆整個傳動都是由機械結構來完成，因此精度低，頻響低、柔性差；後者雖然柔性及頻響可以滿足要求，但要將計算機控制信號要傳遞給高速旋轉的鏜杆，而電信號的傳導在實際工程中很難實現，因此，到目前為止一直沒有實用化的產品，尤其在加工某些異形孔時，加工精度很難以保證。
本實用新型的目的是克服上述現有技術的缺陷，提供一種可將電控信息傳遞給鏜杆的數控式鏜削加工徑向進刀裝置。
本實用新型的目的是通過下面的技術方案實現的。它包括鏜杆、鏜刀、鏜床主軸，其特徵在於在鏜床主軸上設一與鏜杆相連接的彈性接頭，該接頭上設磁致伸縮材料棒，兩端設永久磁鐵，周圍設有與功放相接的線圈，功放與計算機連接，通過計算機控制無形磁場來控制鏜杆在其徑向的進、退刀，實現了電控信息傳導，從而實現了本實用新型的目的。
本實用新型根據磁場可對磁致伸縮材料產生作用的原理，在鏜床主軸與鏜杆之間所設的彈性接頭上安裝一受磁場影響的磁致伸縮材料棒，其伸長量的變化使鏜杆產生變化，並用計算機對磁場進行控制，使計算機通過本裝置將信號傳導給鏜杆成為可能，實現了非接觸式控制高速旋轉中的鏜刀作徑向靈活進、退刀運動，從而達到了精度高、頻響高和柔性好，鏜削各種不同類型孔的目的。本實用新型結構簡單，容易實現，可廣泛應用於工業生產中。


圖1為本實用新型裝置結構示意圖。
圖中1-磁致伸縮材料棒 2-永久磁鐵3-彈性接頭 4-鏜杆5-鏜刀6-線圈7-計算機8-功放 9-鏜床主軸
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳述。
本實用新型是根據磁致伸縮材料本身所具備的特性來進行設計的，磁致伸縮材料的長度隨其所在磁場強度的增加而伸長，磁場強度的降低而縮短，與磁場方向無關；而磁場的大小可以用計算機進行控制，即將所需鏜削孔形狀參數輸入計算機內，並將其轉換成電信號對磁場進行控制，使得磁場的變化導致磁致伸縮材料長度的變化，而把這種變化通過一定的結構再轉化為鏜杆的變化，從而帶來了鏜杆上鏜刀進、退刀的變化，實現了用計算機來控制旋轉的鏜刀杆進、退刀的目的。
本實用新型之裝置是根據上述原理而進行設計的，如圖1所示，它包括鏜杆4、鏜刀5、鏜床主軸9、計算機7，在鏜杆4與鏜床主軸9之間設置一彈性接頭3，鏜杆4上固定鏜刀5，彈性接頭3與鏜杆4連接的一端切削成弧形，以加強該接頭彈性，在彈性接頭3上設置一磁致伸縮材料棒1，該磁致伸縮材料棒1兩端設置永久磁鐵2，可給磁致伸縮材料棒1施加預載荷和預伸長量，保證磁致伸縮材料棒1永遠只受壓應力；在磁致伸縮材料棒1和永久磁鐵2周圍設置有線圈6，該線圈與功放8相接，功放8又與計算機7相接，接受其信號，由計算機7計算需加工孔的形狀參數，並通D/A數模轉換，變成鏜刀進、退的弱電壓信號，該信號送給功放8，功放8又將信號放大並轉換成電流送到線圈6，線圈6便根據電流的大小及方向生成相應的磁場，該磁場與永久磁鐵2產生的磁場疊加後對磁致伸縮材料棒1產生作用。當給線圈6施加正電流時，永久磁場與線圈磁場的疊加結果使磁場強度增加，磁致伸縮材料棒1隨之伸長；當給線圈6施加負電流時，永久磁場與線圈磁場的疊加結果使磁場強度減小，磁致伸縮材料棒1隨之縮短，即磁致伸縮材料棒1可沿軸向作相應的伸長和縮短運動，該伸縮運動使得彈性接頭3產生變形，由槓桿原理，與彈性接頭3相連的鏜杆4對彈性接頭3的變形進行放大和變向，使鏜刀5作徑向進、退刀進給運動，從而可鏜削不同類型孔。在整個工作過程中，永久磁鐵2、線圈6、計算機7、功放8靜止不動，其餘部分與鏜床主軸9一起高速旋轉。
為消除空回程對鏜杆4進、退刀的影響，本實用新型將彈性接頭3設計為偏質心形狀，在高速鏜削時，保證鏜床主軸9旋轉使偏質心彈性接頭3產生的離心力方向始終使磁致伸縮材料棒1受壓應力。
在本實用新型中，彈性接頭3可採用彈性好的銅合金材料，控制計算機7選用486工業控制機，可廣泛應用於加工不同類型的孔，尤其對鏜削髮動機活塞異形銷孔最為合適。
權利要求1.一種數控式鏜削徑向進刀裝置，它包括鏜杆(4)、鏜刀(5)、鏜床主軸(9)、計算機(7)，其特徵在於在鏜床主軸(9)上設一與鏜杆(4)相連接的彈性接頭(3)，該接頭上設磁致伸縮材料棒(1)，兩端設永久磁鐵(2)，周圍設有與功放(8)相接的線圈(6)，功放(8)與計算機(7)連接。
2.根據權利要求1所述的數控式鏜削徑向進刀裝置，其特徵在於鏜杆(4)為偏質心鏜杆。
專利摘要一種數控式鏜削徑向進刀裝置,它包括鏜杆、鏜刀、鏜床主軸、計算機,其特徵在於在鏜床主軸上設一與鏜杆相連接的彈性接頭,該接頭上設磁致伸縮材料棒,兩端設永久磁鐵,周圍設有與功放相接的線圈,功放與計算機連接。本實用新型通過計算機對磁場進行控制,使與彈性接頭相接的鏜杆能接受電控信息而調節進、退刀量,從而達到了精度高、頻響高和柔性好,鏜削不同類型孔的目的。
文檔編號B23Q15/007GK2360209SQ9823183
公開日2000年1月26日 申請日期1998年12月17日 優先權日1998年12月17日
發明者崔紅娟, 楊舜州, 陳志華, 張秀斌 申請人:中國人民解放軍國防科學技術大學