CN111993095A - 用于切削加工的双向加工力调整平台 - Google Patents

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刘原勇
刘焕宝
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Abstract

本发明涉及一种用于切削加工的双向加工力调整平台，包括工作台、工作台支架、三脚架、压磁式传感器、传感器支架等，特征是：2个传感器支架水平臂的底面均固定安装在Y轴运动滑台的上端面上，X轴压磁式传感器的一端与传感器支架垂直臂的内侧固定连接，X轴压磁式传感器的另一端与第一个叉的端部固定连接；Y轴压磁式传感器的一端与传感器支架垂直臂的内侧固定连接，Y轴压磁式传感器的另一端与第二个叉的端部固定连接；第三个叉的端部与工作台支架的内侧固定连接；工作台的底部固定安装在工作台支架的顶部。采用本发明，能够测量并调整平面内双向的加工力，通过微调加工参数，使切削力稳定在一定的范围内，对于提高工件加工质量的稳定性具有重要意义。

Description

用于切削加工的双向加工力调整平台
技术领域
本发明涉及一种用于切削加工的双向加工力调整平台，属于机械加工装备领域。
背景技术
薄壁类零件的切削加工中，切削力对于工件的加工质量具有直接的影响，过大的切削力会导致薄壁类零件的变形，然而在传统的加工过程中加工力是不可控的，总是基于加工完成工件的测量来调整加工参数，进而调整加工力，耗时长、成本高且稳定性差。因此，能够精确测量薄壁类零件切削加工过程中的切削加工力，并通过改变切削参数将切削力控制在一个稳定的值，是提高薄壁类零件加工质量的重要方法。同时，自适应智能加工在超精密加工中的作用越来越明显，采用加工力自动化测量与调整的恒加工力装置已成为自适应智能加工装备的发展趋势。目前，这种具有恒加工力调控能力的工作台还处于初级阶段，需要进一步的研发以满足市场的需求。研究开发适用于薄壁类零件、超精密类零件等加工的恒加工力工作台，对于推动自适应智能加工技术的发展具有重要意义。
发明内容
本发明的内容在于提供一种能克服上述缺陷、智能化程度高的用于切削加工的双向加工力调整平台。其技术方案为：
一种用于切削加工的双向加工力调整平台，包括工作台、X轴移动组件和Y轴移动组件，X轴移动组件与Y轴移动组件的结构相同，均包括4个滑块、2个导轨、运动滑台和运动滑台驱动装置；其中：X轴移动组件中，X轴运动滑台通过4个滑块支撑在2个导轨上，X轴移动组件中的2个导轨均固定安装在底座上；Y轴移动组件中，Y轴运动滑台通过4个滑块支撑在2个导轨上，Y轴移动组件中的2个导轨均固定安装在X轴运动滑台上；运动滑台驱动装置包括直线电机永磁体和直线电机线圈；其中：X轴运动滑台驱动装置的直线电机永磁体固定安装在底座的上端面上，X轴运动滑台驱动装置的直线电机线圈固定安装在X轴运动滑台的下端面上；Y轴运动滑台驱动装置的直线电机永磁体固定安装在X轴运动滑台的上端面上，Y轴运动滑台驱动装置的直线电机线圈(8)固定安装在Y轴运动滑台的下端面上；其特征在于：
增设了工作台支架、三脚架、X轴压磁式传感器、Y轴压磁式传感器、传感器支架、X轴直线位移传感器、X轴测距板、Y轴直线位移传感器和Y轴测距板，其中：三脚架呈三个叉形，在一个平面内，其中第一个叉与第二个叉呈90°夹角，且第一个叉沿X轴方向，第二个叉沿Y轴方向，第三个叉分别与第一个叉和第二个叉呈135°夹角；2个传感器支架垂直臂分别与X轴方向和Y轴方向平行，2个传感器支架水平臂的底面均固定安装在Y轴运动滑台的上端面上，X轴压磁式传感器的一端与Y轴方向平行的传感器支架垂直臂的内侧固定连接，X轴压磁式传感器的另一端与第一个叉的端部固定连接；Y轴压磁式传感器的一端与X轴方向平行的传感器支架垂直臂的内侧固定连接，Y轴压磁式传感器的另一端与第二个叉的端部固定连接；第三个叉的端部与工作台支架的内侧固定连接；工作台的底部固定安装在工作台支架的顶部；X轴直线位移传感器固定安装在底座的上端面上，与X轴直线位移传感器对应，X轴测距板固定安装在X轴运动滑台的端部上；Y轴直线位移传感器固定安装在X轴运动滑台的上端面上，与Y轴直线位移传感器对应，Y轴测距板固定安装在Y轴运动滑台的端部上。
所述的用于切削加工的双向加工力调整平台，其特征在于：X轴运动滑台驱动装置和Y轴运动滑台驱动装置均采用旋转伺服电机与滚珠丝杠副组合的方式。
所述的用于切削加工的双向加工力调整平台，其特征在于：X轴运动滑台驱动装置和Y轴运动滑台驱动装置均采用气动伺服驱动方式。
其工作原理为：该装置作为机床附件，当对工件进行机械加工时，将工件固定在该装置的工作台上，该装置的底座固定在机床工作台上。在加工过程中，工件受到的切削力通过工作台支架和三脚架传递给压磁式传感器，即可测得加工力。同时，将测得的加工力与该装置的外置控制系统中设定的加工力进行对比，如果测得的加工力小于系统设定的切削力，为了提高加工效率，可以通过运动滑台驱动装置的运动适当微调增大切削参数来增大加工力，如果测得的加工力大于系统设定的加工力，为了确保加工质量，可以通过运动滑台驱动装置的运动微调减小加工参数来减小加工力，确保加工力为一个定值。
本发明与现有技术相比，其优点是：由于机械加工过程中切削力是不稳定的，切削力的波动会引起机床的振动，降低工件表面加工质量，并且加剧了刀具的磨损，所以本发明提出了一种用于切削加工的双向加工力调整平台，能够通过压磁式传感器对机械加工过程中的加工力进行在机精确测量，并通过运动滑台驱动装置的运动适当微调切削参数来调整加工力，控制加工力，提高加工精度，其智能化程度高，符合自适应智能加工的发展趋势与市场需求。
附图说明
图1是本发明实施例的三维结构示意图；
图2是图1所示实施例的主视图；
图3是图2所示实施例的A-A剖视图；
图4是三脚架的三维结构示意图。
图中：1、工作台2、滑块3、导轨4、Y轴运动滑台5、X轴运动滑台6、底座7、直线电机永磁体8、直线电机线圈9、工作台支架10、三脚架11、X轴压磁式传感器12、Y轴压磁式传感器13、传感器支架14、Y轴直线位移传感器15、Y轴测距板16、X轴直线位移传感器17、X轴测距板18、第一个叉19、第二个叉20、第三个叉
具体实施方式
在图1-3所示的实施例中：包括工作台1、X轴移动组件和Y轴移动组件，X轴移动组件与Y轴移动组件的结构相同，均包括4个滑块2、2个导轨3、运动滑台和运动滑台驱动装置；其中：X轴移动组件中，X轴运动滑台5通过4个滑块2支撑在2个导轨3上，X轴移动组件中的2个导轨3均固定安装在底座6上；Y轴移动组件中，Y轴运动滑台4通过4个滑块2支撑在2个导轨3上，Y轴移动组件中的2个导轨3均固定安装在X轴运动滑台5上；运动滑台驱动装置包括直线电机永磁体7和直线电机线圈8；其中：X轴运动滑台驱动装置的直线电机永磁体7固定安装在底座6的上端面上，X轴运动滑台驱动装置的直线电机线圈8固定安装在X轴运动滑台5的下端面上；Y轴运动滑台驱动装置的直线电机永磁体7固定安装在X轴运动滑台5的上端面上，Y轴运动滑台驱动装置的直线电机线圈8固定安装在Y轴运动滑台4的下端面上。
增设了工作台支架9、三脚架10、X轴压磁式传感器11、Y轴压磁式传感器12、传感器支架13、X轴直线位移传感器14、X轴测距板15、Y轴直线位移传感器16和Y轴测距板17，其中：三脚架10呈三个叉形，在一个平面内，其中第一个叉18与第二个叉19呈90°夹角，且第一个叉18沿X轴方向，第二个叉19沿Y轴方向，第三个叉20分别与第一个叉18和第二个叉19呈135°夹角；2个传感器支架13垂直臂分别与X轴方向和Y轴方向平行，2个传感器支架13水平臂的底面均固定安装在Y轴运动滑台4的上端面上，X轴压磁式传感器11的一端与Y轴方向平行的传感器支架13垂直臂的内侧固定连接，X轴压磁式传感器11的另一端与第一个叉18的端部固定连接；Y轴压磁式传感器12的一端与X轴方向平行的传感器支架13垂直臂的内侧固定连接，Y轴压磁式传感器12的另一端与第二个叉19的端部固定连接；第三个叉20的端部与工作台支架9的内侧固定连接；工作台1的底部固定安装在工作台支架9的顶部；X轴直线位移传感器16固定安装在底座6的上端面上，与X轴直线位移传感器16对应，X轴测距板17固定安装在X轴运动滑台5的端部上；Y轴直线位移传感器14固定安装在X轴运动滑台5的上端面上，与Y轴直线位移传感器14对应，Y轴测距板15固定安装在Y轴运动滑台4的端部上。

Claims (3)

1.一种用于切削加工的双向加工力调整平台，包括工作台(1)、X轴移动组件和Y轴移动组件，X轴移动组件与Y轴移动组件的结构相同，均包括4个滑块(2)、2个导轨(3)、运动滑台和运动滑台驱动装置；其中：X轴移动组件中，X轴运动滑台(5)通过4个滑块(2)支撑在2个导轨(3)上，X轴移动组件中的2个导轨(3)均固定安装在底座(6)上；Y轴移动组件中，Y轴运动滑台(4)通过4个滑块(2)支撑在2个导轨(3)上，Y轴移动组件中的2个导轨(3)均固定安装在X轴运动滑台(5)上；运动滑台驱动装置包括直线电机永磁体(7)和直线电机线圈(8)；其中：X轴运动滑台驱动装置的直线电机永磁体(7)固定安装在底座(6)的上端面上，X轴运动滑台驱动装置的直线电机线圈(8)固定安装在X轴运动滑台(5)的下端面上；Y轴运动滑台驱动装置的直线电机永磁体(7)固定安装在X轴运动滑台(5)的上端面上，Y轴运动滑台驱动装置的直线电机线圈(8)固定安装在Y轴运动滑台(4)的下端面上；其特征在于：
增设了工作台支架(9)、三脚架(10)、X轴压磁式传感器(11)、Y轴压磁式传感器(12)、传感器支架(13)、Y轴直线位移传感器(14)、Y轴测距板(15)、X轴直线位移传感器(16)和X轴测距板(17)，其中：三脚架(10)呈三个叉形，在一个平面内，其中第一个叉(18)与第二个叉(19)呈90°夹角，且第一个叉(18)沿X轴方向，第二个叉(19)沿Y轴方向，第三个叉(20)分别与第一个叉(18)和第二个叉(19)呈135°夹角；2个传感器支架(13)垂直臂分别与X轴方向和Y轴方向平行，2个传感器支架(13)水平臂的底面均固定安装在Y轴运动滑台(4)的上端面上，X轴压磁式传感器(11)的一端与Y轴方向平行的传感器支架(13)垂直臂的内侧固定连接，X轴压磁式传感器(11)的另一端与第一个叉(18)的端部固定连接；Y轴压磁式传感器(12)的一端与X轴方向平行的传感器支架(13)垂直臂的内侧固定连接，Y轴压磁式传感器(12)的另一端与第二个叉(19)的端部固定连接；第三个叉(20)的端部与工作台支架(9)的内侧固定连接；工作台(1)的底部固定安装在工作台支架(9)的顶部；X轴直线位移传感器(16)固定安装在底座(6)的上端面上，与X轴直线位移传感器(16)对应，X轴测距板(17)固定安装在X轴运动滑台(5)的端部上；Y轴直线位移传感器(14)固定安装在X轴运动滑台(5)的上端面上，与Y轴直线位移传感器(14)对应，Y轴测距板(15)固定安装在Y轴运动滑台(4)的端部上。
2.根据权利要求1所述的用于切削加工的双向加工力调整平台，其特征在于：X轴运动滑台驱动装置和Y轴运动滑台驱动装置均采用旋转伺服电机与滚珠丝杠副组合的方式。
3.根据权利要求1所述的用于切削加工的双向加工力调整平台，其特征在于：X轴运动滑台驱动装置和Y轴运动滑台驱动装置均采用气动伺服驱动方式。
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