CN202087842U - 一种加工中凸非圆活塞的设备 - Google Patents
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Abstract
一种加工中凸非圆活塞的设备，主要由磁致伸缩刀架（1）、微进给器（2）、杠杆机构（3）、电涡流位移传感器（4）、基座（5）组成，其中，杠杆机构（3）的一端连接微进给器（2）、另一端连接磁致伸缩刀架（1），电涡流传感器置于基座（5）上；所述电涡流位移传感器（4）用于测量刀头（16）与基座（5）之间的位移，并反馈给数控机床的控制系统I，来控制微进给器进行位移补偿，实现位移的闭环控制；本实用新型特别提供一种加工中凸非圆活塞的设备，该加工设备驱动力极大，响应速度快，系统不受环境影响，整个加工系统精度高；并且该设备设计人性化，制作成本低，具有重大的经济价值和社会价值。
Description
技术领域
本实用新型涉及数控机床加工中凸非圆活塞，特别提供了一种加工中凸非圆活塞的设备。
背景技术
活塞是内燃机核心零部件之一，考虑到内燃机运行时燃气压力造成活塞变形以及活塞工作时自身热变形等因素的影响，活塞外形普遍采用中凸变椭圆型面，即活塞纵截面为中凸形，横截面为椭圆、且在不同部位处椭圆形状呈现微变的复杂空间曲面，这种复杂曲面给活塞的制造带来极大的困难，加工精度也受到了限制。
当前，国内外最常见的加工方法是软硬靠模法，其中靠模仿形法的仿形机构的环节较多，各环节的装配误差及刚性对加工精度影响较大，并且其生产准备周期较长，更换非圆截面零件的类型时，需要重新设计和制造靠模；“软靠模”加工由于车刀驱动大多采用直线电机，存在驱动力小、响应速度慢、运动方向刚性差等缺点，其加工精度很难满足高精度活塞的需要。
发明内容
本实用新型特别提供一种加工中凸非圆活塞的设备，该设备是基于磁致伸缩材料的新型数控非圆活塞加工设备，克服了现有加工设备的缺陷，成功的解决了活塞加工精度及效率的问题。由于该设备采用了磁致伸缩材料作为驱动车刀的动力源，只要分别控制微进给器（2）与磁致伸缩刀架（1）的驱动线圈的电流，使刀头（16）能产生足够的中凸变椭圆型面加工形变量 ，便能实现磁致伸缩刀架（1）加工复杂的中凸变椭圆型面，该加工设备驱动力极大，响应速度快，系统不受环境影响，整个加工系统精度高；并且该设备设计人性化，制作成本低，具有重大的经济价值和社会价值。
本实用新型所述加工中凸非圆活塞的设备，由数控机床控制磁致伸缩刀架（1）和微进给器（2）实现中凸非圆活塞的精确加工，加工步骤是：（1）旋转螺栓（32），通过杠杆机构（3）对磁致伸缩棒Ⅰ（22）提供预压力，然后用螺母（33）紧固；由数控机床的控制系统Ⅰ通过对线圈Ⅰ（21）提供可控电流来控制微进给器（2）中磁致伸缩棒Ⅰ（22）伸缩，实现微小位移的输出，杠杆机构（3）将微进给器（2）的位移输出轴Ⅰ（24）输出的微小位移进行放大，放大后的位移经过杠杆机构（3） 的另一端驱动磁致伸缩刀架（1）做进给运动，磁致伸缩刀架（1）上的刀头（16）对活塞进行形线加工；（2）弹簧板（15）变形和外壳Ⅱ（10）对磁致伸缩棒Ⅱ（12）提供预压力，数控机床的控制系统Ⅱ通过对线圈Ⅱ（11）提供可控电流来控制磁致伸缩刀架（1）中磁致伸缩棒Ⅱ（12）伸缩，磁致伸缩棒Ⅱ（12）伸缩再次使弹簧板（15）变形，刀头（16）连接在弹簧板（15）上，弹簧板（15）的弹性变形带动刀头（16）做进给运动，实现刀头（16）的位移输出，进给实现活塞的非圆截面的加工。
本实用新型所述加工中凸非圆活塞的设备，主要由磁致伸缩刀架（1）、微进给器（2）、杠杆机构（3）、电涡流位移传感器（4），基座（5）组成，其中，杠杆机构（3）的一端连接微进给器（2）、另一端连接磁致伸缩刀架（1），电涡流传感器置于基座（5）上；所述电涡流位移传感器（4）用于测量刀头（16）与基座（5）之间的位移，并反馈给数控机床的控制系统I，来控制微进给器进行位移补偿，实现位移的闭环控制。
本实用新型所述加工中凸非圆活塞的设备，其中，所述微进给器（2）主要由外壳Ⅰ（20）、线圈Ⅰ（21）、磁致伸缩棒Ⅰ（22）、前立板Ⅰ（23）、位移输出轴Ⅰ（24）组成，其中，线圈Ⅰ（21）置于外壳Ⅰ（20）内，磁致伸缩棒Ⅰ（22）置于线圈Ⅰ（21）内，位移输出轴Ⅰ（24）一端与磁致伸缩棒Ⅰ（22）连接、另一端穿过前立板Ⅰ（23）；所述磁致伸缩棒Ⅰ（22）的输出位移通过位移输出轴Ⅰ（24）输出。
本实用新型所述加工中凸非圆活塞的设备，其中，所述磁致伸缩刀架（1）主要由外壳Ⅱ（10）、线圈Ⅱ（11）、磁致伸缩棒Ⅱ（12）、前立板Ⅱ（13）、位移输出轴Ⅱ（14）、弹簧板（15）、刀头（16）组成，其中，线圈Ⅱ（11）置于外壳Ⅱ（10）内，磁致伸缩棒Ⅱ（12）置于线圈Ⅱ（11）内，前立板Ⅱ（13）置于外壳Ⅱ（10）的一端，位移输出轴Ⅱ（14）一端与磁致伸缩棒Ⅱ（12）连接、另一端穿过前立板Ⅱ（13）与弹簧板（15）中部连接，弹簧板（15）一端与前立板Ⅱ（13）连接、另一端与刀头（16）连接；所述弹簧板（15）由螺栓（32）紧固在前立板上，通过旋转螺栓（32）使弹簧板（15）变形，通过弹簧板（15）的弹性变形和外壳Ⅱ（10）对磁致伸缩棒Ⅱ（12）提供预压力。
本实用新型所述加工中凸非圆活塞的设备，其中，所述杠杆机构（3）与磁致伸缩刀架（1）连接处设有底座（30）、前挂板（31）、螺栓（32）、螺母（33），底座（30）置于在刀架（3）上，前挂板（31）置于底座（30）上，螺栓（32）一端穿过前挂板（31）和底座（30）连接杠杆机构（3），另一端连接螺母，用螺母锁紧。
附图说明
图1为加工中凸非圆活塞的设备示意图；
图2为加工中凸非圆活塞的设备侧视图；
图3为加工中凸非圆活塞的设备俯视图；
图4为微进给器示意图；
图5为磁致伸缩刀架示意图。
具体实施方式
本实施例所述加工中凸非圆活塞的设备，由数控系统控制磁致伸缩刀架（1）和微进给器（2）实现中凸非圆活塞的精确加工，加工步骤是：（1）旋转螺栓（32），通过杠杆机构（3）对磁致伸缩棒Ⅰ（22）提供预压力，然后用螺母（33）紧固；由数控机床的控制系统Ⅰ通过对线圈Ⅰ（21）提供可控电流来控制微进给器（2）中磁致伸缩棒Ⅰ（22）伸缩，实现微小位移的输出，杠杆机构（3）将微进给器（2）的位移输出轴Ⅰ（24）输出的微小位移进行放大，放大后的位于经过杠杆 的另一端驱动磁致伸缩刀架（1）做进给运动，磁致伸缩刀架（1）上的刀头（16）对活塞进行形线加工；（2）弹簧板（15）变形和外壳Ⅱ（10）对磁致伸缩棒Ⅱ（12）提供预压力，数控机床的控制系统Ⅱ通过对线圈Ⅱ（11）提供可控电流来控制磁致伸缩刀架（1）中磁致伸缩棒Ⅱ（12）伸缩，磁致伸缩棒Ⅱ（12）伸缩使弹簧板（15）再次弹簧变形，刀头（16）连接在弹簧板（15）上，弹簧板（15）的弹性变形带动刀头（16）做进给运动，实现刀头（16）的位移输出，从而实现活塞的非圆截面的加工。
本实施例所述加工中凸非圆活塞的设备，主要由磁致伸缩刀架（1）、微进给器（2）、杠杆机构（3）、电涡流位移传感器（4），基座（5）组成，其中，杠杆机构（3）的一端连接微进给器（2）、另一端连接磁致伸缩刀架（1），电涡流传感器置于基座（5）上；所述电涡流位移传感器（4）用于测量刀头（16）与基座（5）之间的位移，并反馈给数控机床的控制系统I，来控制微进给器进行位移补偿，实现位移的闭环控制。
本实施例所述加工中凸非圆活塞的设备，其中，所述微进给器（2）主要由外壳Ⅰ（20）、线圈Ⅰ（21）、磁致伸缩棒Ⅰ（22）、前立板Ⅰ（23）、位移输出轴Ⅰ（24）组成，其中，线圈Ⅰ（21）置于外壳Ⅰ（20）内，磁致伸缩棒Ⅰ（22）置于线圈Ⅰ（21）内，位移输出轴Ⅰ（24）一端与磁致伸缩棒Ⅰ（22）连接、另一端穿过前立板Ⅰ（23）；所述磁致伸缩棒Ⅰ（22）的输出位移通过位移输出轴Ⅰ（24）输出。
本实施例所述加工中凸非圆活塞的设备，其中，所述磁致伸缩刀架（1）主要由外壳Ⅱ（10）、线圈Ⅱ（11）、磁致伸缩棒Ⅱ（12）、前立板Ⅱ（13）、位移输出轴Ⅱ（14）、弹簧板（15）、刀头（16）组成，其中，线圈Ⅱ（11）置于外壳Ⅱ（10）内，磁致伸缩棒Ⅱ（12）置于线圈Ⅱ（11）内，前立板Ⅱ（13）置于外壳Ⅱ（10）的一端，位移输出轴Ⅱ（14）一端与磁致伸缩棒Ⅱ（12）连接、另一端穿过前立板Ⅱ（13）与弹簧板（15）中部连接，弹簧板（15）一端与前立板Ⅱ（13）连接、另一端与刀头（16）连接；所述弹簧板（15）由螺栓（32）紧固在前立板上，通过旋转螺栓（32）使弹簧板（15）变形，通过弹簧板（15）的弹性变形和外壳Ⅱ（10）对磁致伸缩棒Ⅱ（12）提供预压力。
本实施例所述加工中凸非圆活塞的设备，其中，所述杠杆机构（3）与磁致伸缩刀架（1）连接处设有底座（30）、前挂板（31）、螺栓（32）、螺母（33），底座（30）置于在刀架（3）上，前挂板（31）置于底座（30）上，螺栓（32）一端穿过前挂板（31）和底座（30）连接杠杆机构（3），另一端连接螺母，用螺母锁紧。
Claims (4)
1.一种加工中凸非圆活塞的设备，其特征在于：所述设备主要由磁致伸缩刀架（1）、微进给器（2）、杠杆机构（3）、电涡流位移传感器（4），基座（5）组成，其中，杠杆机构（3）的一端连接微进给器（2）、另一端连接磁致伸缩刀架（1），电涡流传感器置于基座（5）上。
2.按照权利要求1所述加工中凸非圆活塞的设备，其特征在于：所述磁致伸缩刀架（1）主要由外壳Ⅱ（10）、线圈Ⅱ（11）、磁致伸缩棒Ⅱ（12）、前立板Ⅱ（13）、位移输出轴Ⅱ（14）、弹簧板（15）、刀头（16）组成，其中，线圈Ⅱ（11）置于外壳Ⅱ（10）内，磁致伸缩棒Ⅱ（12）置于线圈Ⅱ（11）内，前立板Ⅱ（13）置于外壳Ⅱ（10）的一端，位移输出轴Ⅱ（14）一端与磁致伸缩棒Ⅱ（12）连接、另一端穿过前立板Ⅱ（13）与弹簧板（15）中部连接，弹簧板（15）一端与前立板Ⅱ（13）连接、另一端与刀头（16）连接。
3.按照权利要求1所述加工中凸非圆活塞的设备，其特征在于：所述微进给器（2）主要由外壳Ⅰ（20）、线圈Ⅰ（21）、磁致伸缩棒Ⅰ（22）、前立板Ⅰ（23）、位移输出轴Ⅰ（24）组成，其中，线圈Ⅰ（21）置于外壳Ⅰ（20）内，磁致伸缩棒Ⅰ（22）置于线圈Ⅰ（21）内，位移输出轴Ⅰ（24）一端与磁致伸缩棒Ⅰ（22）连接、另一端穿过前立板Ⅰ（23）；所述磁致伸缩棒Ⅰ（22）的输出位移通过位移输出轴Ⅰ（24）输出。
4.按照权利要求1所述加工中凸非圆活塞的设备，其特征在于：所述杠杆机构（3）与磁致伸缩刀架（1）连接处设有底座（30）、前挂板（31）、螺栓（32）、螺母（33），底座（30）置于在刀架（3）上，前挂板（31）置于底座（30）上，螺栓（32）一端穿过前挂板（31）和底座（30）连接杠杆机构（3），另一端连接螺母。
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|---|---|---|---|---|
| CN105402346A (zh) * | 2015-12-03 | 2016-03-16 | 安徽普伦智能装备有限公司 | 一种活塞加工用间歇传动装置 |
| CN109571110A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-04-05 | 中国兵器科学研究院宁波分院 | 一种用于活塞销孔加工的压电陶瓷配合杠杆机构的微进给装置 |
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