CN108972029A - 一种镗孔机床挠度可控的电磁跟刀架及其使用方法 - Google Patents

一种镗孔机床挠度可控的电磁跟刀架及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种镗孔机床挠度可控的电磁跟刀架及其使用方法，包括支撑筒、镗筒以及驱动装置，镗筒与支撑筒之间设有轴承组件，镗筒上设有磁吸装置，磁吸装置包括若干电磁模组，各电磁模组在镗筒旋转时循环接触电源并产生磁力，镗筒内设有信号杆，信号杆上设有若干位置传感器，各位置传感器连接计算机。电源在其中一个方位为电磁模组供电，当使得镗筒在转到该方位时，相应电磁模组产生磁力，当镗筒偏离该方位时，该部分电磁模组失去磁力；在镗筒高速旋转时镗筒不间断地受到某个方位的力，力的大小与镗筒的变形有关，该力可以用来抵消重力，有效地控制支撑筒挠度，最终保证内孔圆柱度。此发明用于大型船舶螺旋桨轴支撑座的加工领域。

Description

一种镗孔机床挠度可控的电磁跟刀架及其使用方法
技术领域
本发明涉及大型船舶螺旋桨轴的支撑孔加工领域，特别是涉及一种加工深度特别长的内孔的镗孔机床挠度可控的电磁跟刀架及其使用方法。
背景技术
大型船舶螺旋桨轴的支架跨度大，通长有100m，为了承托螺旋桨轴，需要间隔开地设置若干支撑孔，进而经常需要加工深度为1m或者以上的内孔，于是镗孔加工时需要特别长支撑筒来支撑镗筒。但这产生的问题是，长支撑筒有较大的挠度，即重力使支撑筒自然弯曲、镗筒加工时受到的内壁反作用力使支撑筒弯曲。实际加工出来的内孔中轴线随挠度的变化而弯曲，影响螺旋桨轴的安转和使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能控制支撑筒挠度，保证内孔圆柱度的镗孔机床挠度可控的电磁跟刀架及其使用方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种镗孔机床挠度可控的电磁跟刀架，包括插入待加工孔的支撑筒、套在支撑筒上可旋转并移动的镗筒以及驱动镗筒运动的驱动装置，支撑筒两端设有第一支架，镗筒上设有镗刀，镗筒与支撑筒之间设有轴承组件，镗筒上设有磁吸装置，磁吸装置包括电源和若干电磁模组，各电磁模组在镗筒旋转时循环接触电源并产生磁力，镗筒内设有信号杆，信号杆的两端设有第二支架，信号杆上设有若干位置传感器，各位置传感器连接计算机。
作为上述方案的改进，磁吸装置处于镗刀运动方向的后方。
作为上述方案的改进，各电磁模组包括若干均匀固定在镗筒四周的铁芯线圈和条状的电极片，每个铁芯线圈上设有一对电极片，电源上设有若干组电刷，各组电刷在镗筒旋转时依次接触每对电极片形成回路。
作为上述方案的改进，每四个位置传感器组成一组，若干组位置传感器沿信号杆的轴向均匀分布。
作为上述方案的改进，驱动装置包括可水平移动的基座、设在基座上的第一电机、设在基座上的拨叉，第一电机通过带传动带动镗筒旋转，镗筒上设有便于拨叉卡入的拨叉槽。
作为上述方案的改进，驱动装置还包括第二电机，第二电机与基座之间采用丝杆螺母传动。
一种镗孔机床挠度可控的电磁跟刀架的使用方法，包括以下步骤：
A.向待加工孔中，放入镗筒和支撑筒，并支固好支撑筒两端；
B.镗筒连接驱动装置，然后调整轴心方向；
C.插入信号杆，支固好信号杆两端并调整轴心方向；
D.放置好电源，保证电源与各电磁模组接触良好；
E.计算机记录各位置传感器距离镗筒内壁的初始位置；
F.在镗筒加工内孔时为运动后处于上侧的电磁模组供电使镗筒得到向上的磁吸力，以补偿或减少挠度变形；
G.计算机记录各位置传感器距离镗筒内壁的实际位置，计算机实时读取实际值与初始值的误差，计算机实时调节电源的输出功率。
作为上述方案的改进，步骤B和步骤C中保持镗筒的回转中心轴与待加工孔的设计轴共线。
本发明的有益效果：此镗孔机床挠度可控的电磁跟刀架及其使用方法包括电源和若干电磁模组，电源在其中一个方位为电磁模组供电输出功率，使得镗筒在转到该方位时，部分电磁模组产生磁力，当镗筒偏离该方位时，该部分电磁模组失去磁力；在镗筒高速旋转时镗筒不间断地受到某个方位的力，力的大小与镗筒变形有关，该力可以用来抵消重力，有效地控制支撑筒挠度，最终保证内孔圆柱度。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是镗孔机床整体示意图；
图2是第一种镗筒与电源连接示意图；
图3是第二种镗筒与电源连接示意图；
图4是镗筒立体图；
图5是铁芯线圈中铁芯的示意图。
具体实施方式
参照图1～图5，本发明为一种镗孔机床挠度可控的电磁跟刀架，包括插入待加工孔的支撑筒1、套在支撑筒1上可旋转并移动的镗筒2以及驱动镗筒2运动的驱动装置，支撑筒1两端设有第一支架11，镗筒2上设有镗刀22。
镗筒2和支撑筒1之间设有轴承组件3，所述轴承组件3包括深沟球轴承、直线导轨、滑块等滑动副和相关零件，确保镗筒2绕支撑筒1旋转并沿轴向移动。由于该结构属于现有设计，在此不过多的赘述。
镗筒2上设有磁吸装置，磁吸装置包括单独固定的电源4和若干电磁模组，各电磁模组在镗筒2旋转时循环接触电源4并产生磁力，镗筒2内设有信号杆5，信号杆5的两端设有第二支架21，信号杆5上设有若干位置传感器51，各位置传感器51连接计算机。
该设计仅用于加工铁或者其他能被磁力吸引的材质的内孔。上述位置传感器51指非接触式感应传感器。
此镗孔机床挠度可控的电磁跟刀架包括电源4和若干电磁模组，电源4在其中一个方位向电磁模组供电，当使得镗筒2在转到该方位时，相应电磁模组产生磁力，当镗筒2偏离该方位时，该部分电磁模组失去磁力；在镗筒2高速旋转时镗筒2不间断地受到某个方位的力，力的大小与镗筒2变形有关，该力可以用来抵消重力，有效地控制支撑筒1挠度，最终保证内孔的圆柱度。
作为优选的实施方式，磁吸装置处于镗刀22运动方向的后方。经过加工的内壁具有较好的精度，便于电磁模组的磁吸作用，进一步保证加工精度。
作为优选的实施方式，各电磁模组包括若干均匀固定在镗筒2四周的铁芯线圈61和条状的电极片62，每个铁芯线圈61上设有一对电极片62，即两电极片62分别连接线圈的首尾两端；电源4上设有若干组电刷41，各组电刷41在镗筒2旋转时依次接触每对电极片62形成回路。
作为优选的实施方式，每四个位置传感器51组成一组，四组位置传感器51均匀沿信号杆5的轴向分布。
具体参照图2和图3，本实施例中，电磁模组设有十二个，电源4上伸出三组电刷41，三组电刷41处于上方，该设计主要用于抵消支撑筒1和镗筒2重力的影响。另一种实施例是电源4伸出与各电磁模组数量相同的电刷41，各组电刷41的通断电情况由计算机统一控制，实现全方位调整镗筒2受力的方向。一个电源4上也可直接引出多组电刷41，不是必须设置四个电源4。
作为优选的实施方式，驱动装置包括可水平移动的基座、设在基座上的第一电机7、设在基座上的拨叉91，第一电机7通过带传动连接镗筒2，镗筒2上设有便于拨叉91卡入的拨叉槽92。
作为优选的实施方式，驱动装置还包括第二电机8，第二电机8与基座之间采用丝杆螺母传动。
一种使用上述镗孔机床挠度可控的电磁跟刀架的使用方法，包括以下步骤：
A.向待加工孔中，放入镗筒2和支撑筒1，并支固好支撑筒1两端；
B.镗筒2连接驱动装置，然后调整轴心方向；
C.插入信号杆5，支固好信号杆5两端并调整轴心方向；
D.放置好电源4，保证电源4与各电磁模组接触良好；
E.计算机记录各位置传感器51距离镗筒2内壁的初始位置；
F.在镗筒2加工内孔时为运动后处于上侧的电磁模组供电使镗筒2得到垂直方向的平衡力；
G.计算机记录各位置传感器51距离镗筒2内壁的实际位置，计算机实时读取的实际值与初始值的的变化量，计算机实时调节电源4的输出功率。
实施例一，电源4伸出部分电刷41，此时计算机控制电源4输出功率，磁吸装置产生磁力抵消镗筒2的重力，使镗筒2旋转更稳定。
实施例二，电源4的电刷41数量与电磁模组相同，此时也可以抵消镗筒2的重力。
当实际位置与初始位置的误差值过大时，电源4的输出功率也相应的增加。
作为优选的实施方式，步骤B和步骤C中保持镗筒2与待加工孔的设计轴心共线。
当然，本设计创造并不局限于上述实施方式，上述各实施例不同特征的组合，也可以达到良好的效果。熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种镗孔机床挠度可控的电磁跟刀架，其特征在于：包括插入待加工孔的支撑筒(1)、套在所述支撑筒(1)上可旋转并移动的镗筒(2)以及驱动所述镗筒(2)运动的驱动装置，所述支撑筒(1)两端设有第一支架(11)，所述镗筒(2)上设有镗刀(22)，所述镗筒(2)与支撑筒(1)之间设有轴承组件(3)，所述镗筒(2)上设有磁吸装置，所述磁吸装置包括电源(4)和若干电磁模组，各所述电磁模组在镗筒(2)旋转时循环接触电源(4)并产生磁力，所述镗筒(2)内设有信号杆(5)，所述信号杆(5)的两端设有第二支架(21)，所述信号杆(5)上设有若干位置传感器(51)，各所述位置传感器(51)连接计算机。
2.根据权利要求1所述的镗孔机床挠度可控的电磁跟刀架，其特征在于：所述磁吸装置处于镗刀(22)运动方向的后方。
3.根据权利要求2所述的镗孔机床挠度可控的电磁跟刀架，其特征在于：各所述电磁模组包括若干均匀固定在镗筒(2)四周的铁芯线圈(61)和条状的电极片(62)，每个所述铁芯线圈(61)上设有一对电极片(62)，所述电源(4)上设有若干组电刷(41)，各组所述电刷(41)在镗筒(2)旋转时依次接触每对电极片(62)形成回路。
4.根据权利要求1或2所述的镗孔机床挠度可控的电磁跟刀架，其特征在于：每四个所述位置传感器(51)组成一组，若干组所述位置传感器(51)沿信号杆(5)的轴向均匀分布。
5.根据权利要求1所述的镗孔机床挠度可控的电磁跟刀架，其特征在于：所述驱动装置包括可水平移动的基座、设在所述基座上的第一电机(7)、设在所述基座上的拨叉(91)，所述第一电机(7)通过带传动带动镗筒(2)旋转，所述镗筒(2)上设有便于拨叉(91)卡入的拨叉槽(92)。
6.根据权利要求5所述的镗孔机床挠度可控的电磁跟刀架，其特征在于：所述驱动装置还包括第二电机(8)，所述第二电机(8)与基座之间采用丝杆螺母传动。
7.一种权利要求1～6中任一项所述镗孔机床挠度可控的电磁跟刀架的使用方法，其特征在于包括以下步骤：
A.向待加工孔中，放入镗筒(2)和支撑筒(1)，并支固好支撑筒(1)两端；
B.镗筒(2)连接驱动装置，然后调整轴心方向；
C.插入信号杆(5)，支固好信号杆(5)两端并调整轴心方向；
D.放置好电源(4)，保证电源(4)与各电磁模组接触良好；
E.计算机记录各位置传感器(51)距离镗筒(2)内壁的初始位置；
F.在镗筒(2)加工内孔时为运动后处于上侧的电磁模组供电使镗筒(2)得到向上的磁吸力，以补偿或减少挠度变形；
G.计算机记录各位置传感器(51)距离镗筒(2)内壁的实际位置，计算机实时读取实际值与初始值的误差，计算机实时调节电源(4)的输出功率。
8.根据权利要求7所述的使用方法，其特征在于：所述步骤B和步骤C中保持镗筒(2)的回转中心轴与待加工孔的设计轴共线。
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