CN105234800B - 一种具备非圆异型孔加工功能的珩磨刀具装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具备非圆异型孔加工功能的珩磨刀具装置，包括刀具主体，安装在刀具主体内壁的楔形涨刀组件，该组件尾部与轴向进给组件连接，与楔形涨刀组件连接的主油石座，由补偿油石座、致动器组、支撑杆及退刀弹簧圈组成的补偿机构，补偿油石座上安装有补偿油石，补偿油石座及支撑杆与致动器组连接，退刀弹簧圈压紧在补偿油石座、支撑杆及主油石座的两端。与现有技术相比，本发明具有精密加工异型内孔的功能，借助内孔截面补偿机构能够对具有复杂异型内孔进行精密珩磨加工。

Description

一种具备非圆异型孔加工功能的珩磨刀具装置

技术领域

本发明涉及一种精密内孔加工刀具，尤其是涉及一种具备非圆异型孔加工功能的珩磨刀具装置。

背景技术

非圆异型内孔精密加工是具有较大实现难度的一种内孔加工技术，其与圆型内孔加工的最大区别在于非圆型内孔加工不仅要控制零件内孔直径的大小，更要控制零件内孔的轮廓精度。高精度非圆截面加工常采用微进给机构，一般是利用弹性变形、机械靠模、偏心主轴或偏心刀杆的方法实现。该方法机构复杂，调节困难，精度低,造价高,难以推广应用。而且，目前的非圆加工技术主要针对孔型截面为椭圆型，对于其他异型内孔截面零件，尤其是截面不以轴线成中心对称的零件的加工尚无有效的解决方法。

经过对现有技术的文献和专利检索发现，尚无涉及一种具有加工异型截面内孔功能，从而可以对不同形状截面的内孔进行加工的刀具。例如“一种珩磨头组合装置”(参见中国发明专利，公布号CN 103317428A)，涉及一种珩磨头组合装置，该发明能够加工300mm-1000mm范围的整圆孔及非整圆孔，但无法加工非圆异型内孔；“多功能珩磨头”(参见中国发明专利，公开号CN 101758450 A)，涉及一种用一个珩磨头来使加工工件经车削后直接加工出高精度、高表面粗糙度的表面，但无法加工非圆异型内孔；“一种具备形状偏差补偿功能的分段进给珩磨头装置”(参见中国发明专利，公开号CN 104400613 A)，涉及一种具备形状偏差补偿功能的分段进给珩磨头装置,但无法加工非圆异型内孔。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能够适应内孔截面的复杂形状，对不同孔型的精密内孔进行加工，同时实现内孔尺寸和内孔轮廓精度的有效控制的具备非圆异型孔加工功能的珩磨刀具装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种具备非圆异型孔加工功能的珩磨刀具装置，包括

刀具主体，

安装在刀具主体内壁的楔形涨刀组件，该组件尾部与轴向进给组件连接，

与楔形涨刀组件连接的主油石座，

由补偿油石座、致动器组、支撑杆及退刀弹簧圈组成的补偿机构，所述的补偿油石座上安装有补偿油石，所述的补偿油石座及支撑杆与致动器组连接，所述的退刀弹簧圈压紧在补偿油石座、支撑杆及主油石座的两端。

所述的楔形涨刀组件设有六个，延周向均匀的安装在刀具主体的内壁，尾部均与同一轴向进给组件相连接。

每个楔形涨刀组件上等间隔连接有三个结构相同的主油石座，各主油石座均有两个楔形面与楔形涨刀组件的楔形面贴合连接，使得刀具主体上的油石座受力均匀、工作平稳。

所述的补偿机构有三个，延轴向等间隔、沿周向成120度角度间隔分布。

所述的补偿油石座与致动器组、支撑杆延直径方向依次相连，补偿油石座及支撑杆的两端分别用退刀弹簧圈压紧。

支撑杆包含三开槽的硬金属板，用来抵消内孔对工具的反作用力。

所述的致动器组包含了四个压电执行器，每两个并联成一组分别与补偿油石座及支撑杆相连，保证补偿油石座及支撑杆受力均匀、工作平稳。压电执行器相对于机械式及液压式进给具有更高的响应能力和更小的滞待。不仅可以对圆型内孔进行精密加工，也能够实现具有非圆特征的复杂异型内孔进行精密加工。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明采用补偿油石结构，可以独立测试和反馈压力大小，对油石补偿量进行调整，从而不仅可以对圆柱形截面内孔进行加工，同时可以对非圆截面内孔进行加工。

(2)本发明采用压电执行器，可以检测和反馈压力变化，从而对油石补偿量进行快速调整，不仅可以对截面关于轴线成中心对称的内孔进行加工，同时可以对其它异型截面内孔进行加工。

(3)本发明使用压电执行器，相对于机械式及液压式装置，压电执行器具有更高的响应能力和更小的滞待。

(4)本发明能够实现多种复杂异型内孔加工，具有很好的加工柔性。

附图说明

图1为本发明工作时的剖面图；

图2为本发明的装配结构示意图；

图3为本发明的分解结构示意图；

图4为主油石座部分的结构示意图；

图5为补偿机构的结构示意图；

图6为楔形涨刀组件的结构示意图；

图7为可以加工的型线的区域图。

图中，1-刀具主体、2-楔形涨刀组件、3-轴向进给组件、4-主油石座、5-致动器组、6-补偿油石座、7-支撑杆、8-退刀弹簧圈、9-压电执行器、10-内孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

一种具备非圆异型孔加工功能的珩磨刀具装置，在内孔10内进行加工，如图1和图2所示，本实例包括：刀具主体1、楔形涨刀组件2、轴向进给组件3、主油石座4、致动器组5、安装有补偿油石的补偿油石座6、支撑杆7、退刀弹簧圈8。楔形涨刀组件2安装在刀具主体1内壁，尾部连接轴向进给组件3。主油石座4底部与-楔形涨刀组件2相连接，两端分别由退刀弹簧圈8压紧。补偿油石座6与致动器组5、支撑杆7、退刀弹簧圈8组成补偿机构。补偿油石座6底部和支撑杆7底部均与致动器组5相连接，两端均由退刀弹簧圈8压紧。

如图3、图5所示：其中6个相同的楔形涨刀组件2沿周向均匀的安装在主体1的内壁，尾部均与同一轴向进给组件3相连接。每个楔形涨刀组件2与三个结构相同的主油石座4等间隔相连。每个主油石座4均有两个楔形面与楔形涨刀组件2的楔形面贴合，使得主油石座4受力均匀、工作平稳，如图4所示。主油石座4的两端分别用退刀弹簧圈8压紧。如图5所示，其中包含3个相同的补偿装置，补偿装置延轴向等间隔、延周向成120度角度间隔分布。每个补偿装置包括相同的补偿油石座6及补偿油石、致动器组5、支撑杆7。补偿油石座6及补偿油石与致动器组5、支撑杆7延直径方向依次相连。补偿油石座6及支撑杆7的两端分别用退刀弹簧圈8压紧。致动器组5包含了4个压电执行器9，其中每2个并联成一组分别与补偿油石座6及支撑杆7延径向相连，使得补偿油石座6及补偿油石及支撑杆受力均匀、工作平稳。

图7为可以加工的型线的区域图，其中轴线1为内孔轴线；型线1为全过程仅有主油石作用得到的型线，其形状及尺寸主要取决于具体的内孔、珩磨头及主油石信息；型线2为所有油石全过程作用得到的型线，其形状及尺寸主要取决于具体的内孔、珩磨头、主油石及补偿装置的信息；区域1为可以通过控制珩磨头加工内孔得到的型线的区域；型线3为可以通过控制珩磨刀具装置加工内孔得到的一条型线，其加工精度主要取决于补偿装置的响应能力及补偿装置的数量。本发明在使用时可以采用以下步骤：

(1)首先将加工前的内孔尺寸及内孔名义尺寸与最终孔型尺寸及其精度进行计算，转化为相应的工艺参数输入控制系统。

(2)加工时，由轴向进给组件3控制楔形涨刀组件2涨刀，控制系统通过向致动器组5输入电压控制补偿油石座6及支撑杆7工作。补偿油石座6及支撑杆7的进给由每个行程中内孔的轴向位置与转角决定，根据储存在控制系统中相应的数据，控制系统对致动器组输入相应的电压，不同行程所对应的数据不相同。

(3)当控制系统实施完成所储存的数据时，整个加工过程结束。此时轴向进给组件3停止轴向进给，主油石座4在退刀弹簧圈8的作用下完成退刀。控制系统停止向致动器组5输入电压，补偿油石座6及支撑杆7在退刀弹簧圈8的作用下完成退刀。

(4)结束加工时，通过测量加工后的内孔尺寸与内孔的名义尺寸对比，修正加工工艺参数，对异型内孔精度进行修正和优化。

Claims (5)

1.一种具备非圆异型孔加工功能的珩磨刀具装置，该装置包括

刀具主体，

安装在刀具主体内壁的楔形涨刀组件，该组件尾部与轴向进给组件连接，

与楔形涨刀组件连接的主油石座，

其特征在于，还包括由补偿油石座、致动器组、支撑杆及退刀弹簧圈组成的补偿机构，所述的补偿油石座上安装有补偿油石，所述的补偿油石座及支撑杆与致动器组连接，所述的退刀弹簧圈压紧在补偿油石座、支撑杆及主油石座的两端；所述的补偿机构有三个，延轴向等间隔、沿周向成120度角度间隔分布。

2.根据权利要求1所述的一种具备非圆异型孔加工功能的珩磨刀具装置，其特征在于，所述的楔形涨刀组件设有六个，延周向均匀的安装在刀具主体的内壁，尾部均与同一轴向进给组件相连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种具备非圆异型孔加工功能的珩磨刀具装置，其特征在于，每个楔形涨刀组件上等间隔连接有三个结构相同的主油石座，各主油石座均有两个楔形面与楔形涨刀组件的楔形面贴合连接。

4.根据权利要求1所述的一种具备非圆异型孔加工功能的珩磨刀具装置，其特征在于，所述的补偿油石座与致动器组、支撑杆延直径方向依次相连，补偿油石座及支撑杆的两端分别用退刀弹簧圈压紧。

5.根据权利要求1所述的一种具备非圆异型孔加工功能的珩磨刀具装置，其特征在于，所述的致动器组包含了四个压电执行器，每两个并联成一组分别与补偿油石座及支撑杆相连。