CN203918601U - 平转动加工及测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种平转动加工及测试装置，其中，转轴组件包括上端盖及主旋转轴，主旋转轴通过外部驱动力的驱动旋转运动；磁力腔体包括框架体、电磁线圈以及中心轴体，框架体与上端盖固定连接，中心轴体与主旋转轴相连接，并在主旋转轴的带动下旋转，电磁线圈包覆在中心轴体的外部，在中心轴体旋转运动的同时，电磁线圈产生电磁力。本实用新型采用电磁力对装置的平转动运动进行控制，控制精确高；中心主轴在电磁力作用下，带动加工部在转动同时相对工件被加工表面微幅进给或振动，加工精度高；拉压力和旋转力同时作用，拉伸测试效果好；利用永磁体和电磁体相互之间的磁力作用，产生往复转动驱动力，控制精度好，响应频率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械加工技术领域，具体地，涉及一种平转动加工及测试装置。
背景技术
平转动加工主要应用于现代工业加工的研磨、抛光、打孔等技术领域，现有的平转动加工，主要通过机床的电机、齿轮等部件传动，进而带动转轴进行上下运动，这种结构的机械加工装置结构复杂、质量重、且移动控制精度低、响应频率低，无法满足现代工业对精密控制及定位的需求。
目前没有发现同本实用新型类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种平转动加工及测试装置。
本实用新型是通过以下技术方案实现的。
一种平转动加工及测试装置，其特征在于，包括转轴组件和磁力腔体，其中，所述转轴组件包括上端盖及主旋转轴，所述主旋转轴通过外部驱动力的驱动旋转运动；所述磁力腔体包括框架体、电磁线圈以及中心轴体，所述框架体与上端盖固定连接，所述中心轴体与主旋转轴相连接，并在主旋转轴的带动下旋转，所述电磁线圈包覆在中心轴体的外部，在中心轴体旋转运动的同时，电磁线圈产生电磁力。
优选地，所述主旋转轴和中心轴体之间一体成型。
优选地，还包括滑动导电装置，所述滑动导电装置整体为环形结构，并套装在主旋转轴上；所述滑动导电装置内部设置有导线，所述导线与电磁线圈相连接，所述主旋转轴在滑动导电装置的中心通孔内旋转运动。
优选地，所述中心轴体为铁磁体。
优选地，所述磁力腔体的下方设置待加工工件之间，所述磁力腔体与待加工工件之间设有加工部，所述加工部采用如下任一种形式：
-研磨介质，所述研磨介质采用磁变材料体，所述磁变材料体在电磁力的作用下产生冲击力及转动力，用于平面研磨、抛光；
-研磨刀具，所述研磨刀具在中心轴体旋转作用力下，产生旋转力，用于平面研磨、抛光。
优选地，所述中心轴体为可伸缩材料体，相应地，所述框架体的顶端与上端盖固定连接，所述框架体的底端为弹性端盖，所述可伸缩材料体在电磁力的作用下产生伸长或缩短的振动位移，所述弹性端盖用于传递振动位移。
优选地，所述可伸缩材料体采用磁致伸缩装置、压电伸缩装置、电磁伸缩装置、热致伸缩装置、电磁永磁驱动机构或直线电机。
优选地，所述磁力腔体的下方设置待加工工件之间，所述磁力腔体与待加工工件之间设有加工部，所述加工部采用如下任一种形式：
-研磨介质，所述研磨介质采用磁变材料体，所述磁变材料体在电磁力的作用下产生冲击力及转动力，用于平面研磨、抛光；
-切削刀具，所述切削刀具在中心轴体平动、旋转及振动的作用力下，产生X/Y/Z三向运动和绕Z轴的转动，用于横向及纵向切削；
-打孔/磨削刀具，所述打孔/磨削刀具包括变幅杆以及设置于变幅杆底端的刀头，所述变幅杆与中心转轴相连接，用于放大中心轴体的振动位移幅度；所述变幅杆在中心轴体旋转和振动的作用力下，带动刀头产生X/Y/Z三向运动和绕Z轴的转动，用于纵向打孔或孔壁的磨削、抛光；
-拉压测试工具，所述拉压测试工具包括上端旋转/位移输出部和下端固定部，所述待加工工件固定于上端旋转/位移输出部和下端固定部之间；所述上端旋转/位移输出部与中心转轴相连接，在中心转轴的旋转和振动作用力下，上端旋转/位移输出部产生拉压力和旋转力，并作用于待加工工件上，用于待加工工件的拉压性能测试。
优选地，所述打孔刀具的刀头外部包覆有磨粒介质。
优选地，所述下端固定部的底端设有用于固定下端固定部的轴承支座。
优选地，所述外部驱动力通过如下任一种方式获得：
-主旋转轴与机床主轴相连，通过机床主轴旋转驱动；
-所述主旋转轴上固联永磁体，所述永磁体的两极端分别设有电磁体，对电磁体加载交变电流，产生相对于永磁体的交变斥力或吸力，进而使永磁体带动主旋转轴在大于0°小于90°的范围内往复转动。
与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
1、本实用新型采用电磁力对装置的平转动运动进行控制，控制精确高；
2、当用于研磨、切削、打孔等作业时，中心主轴在电磁力作用下，带动加工部在转动同时相对工件被加工表面微幅进给或振动，加工精度高；当用于拉压性能测试作业时，拉压力和旋转力同时作用，测试效果好；
3、本实用新型利用永磁体和电磁体相互之间的磁力作用，产生往复转动驱动力，控制精度好，响应频率高；
4、本实用新型结构简单、质量轻，满足现代工业对精密加工及测试的需求。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本实用新型实施例1结构示意图及采用研磨介质工作方式示意图；
图2为本实用新型实施例2结构示意图；
图3为本实用新型采用切削刀具工作方式示意图；
图4为本实用新型采用打孔刀具工作方式示意图；
图5为本实用新型采用拉压测试工具及磁力驱动工作方式示意图；
图中，1为主旋转轴，2为滑动导电装置，3为磁力腔体，4为铁磁体，5为研磨介质，6为待加工工件，7为加工部，8为可伸缩材料体，9为弹性端盖，10为变幅杆，11为拉压测试工件，12为轴承支座。
具体实施方式
下面对本实用新型的实施例作详细说明：本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
请同时参阅图1至图5。
实施例1
本实施例提供了一种平转动加工及测试装置，包括转轴组件和磁力腔体，其中，所述转轴组件包括上端盖及主旋转轴，所述主旋转轴通过外部驱动力的驱动旋转运动；所述磁力腔体包括框架体、电磁线圈以及中心轴体，所述框架体与上端盖固定连接，所述中心轴体与主旋转轴相连接，并在主旋转轴的带动下旋转，所述电磁线圈包覆在中心轴体的外部，在中心轴体旋转运动的同时，电磁线圈产生电磁力。
进一步地，所述主旋转轴和中心轴体之间一体成型。
进一步地，还包括滑动导电装置，所述滑动导电装置整体为环形结构，并套装在主旋转轴上；所述滑动导电装置内部设置有导线，所述导线与电磁线圈相连接，所述主旋转轴在滑动导电装置的中心通孔内旋转运动。
进一步地，所述中心轴体为铁磁体。
进一步地，所述磁力腔体的下方设置待加工工件之间，所述磁力腔体与待加工工件之间设有加工部，所述加工部采用如下任一种形式：
-研磨介质，所述研磨介质采用磁变材料体，所述磁变材料体在电磁力的作用下产生冲击力及转动力，用于平面研磨、抛光；所述磁变材料体包括流体形式和颗粒体形式。
-研磨刀具，所述研磨刀具在中心轴体旋转作用力下，产生旋转力，用于平面研磨、抛光。
进一步地，所述外部驱动力通过如下任一种方式获得：
-主旋转轴与机床主轴相连，通过机床主轴旋转驱动；
-所述主旋转轴上固联永磁体，所述永磁体的两极端分别设有电磁体，对电磁体加载交变电流，产生相对于永磁体的交变斥力或吸力，进而使永磁体带动主旋转轴在小于0°小于90°的范围内往复转动。
实施例2
实施例2为实施例1的变化例。
本实施例与实施例1的区别在于，所述中心轴体为可伸缩材料体，相应地，所述框架体的顶端与上端盖固定连接，所述框架体的底端为弹性端盖，所述可伸缩材料体在电磁力的作用下产生伸长或缩短的振动位移，所述弹性端盖用于传递振动位移。
进一步地，所述可伸缩材料体采用磁致伸缩装置、压电伸缩装置、电磁伸缩装置、热致伸缩装置、电磁永磁驱动机构或直线电机。
进一步地，所述磁力腔体的下方设置待加工工件之间，所述磁力腔体与待加工工件之间设有加工部，所述加工部采用如下任一种形式：
-研磨介质，所述研磨介质采用磁变材料体，所述磁变材料体在电磁力的作用下产生冲击力及转动力，用于平面研磨、抛光；
-切削刀具，所述切削刀具在中心轴体平动、旋转及振动的作用力下，产生X/Y/Z三向运动和绕Z轴的转动，用于横向及纵向切削；
-打孔/磨削刀具，所述打孔/磨削刀具包括变幅杆以及设置于变幅杆底端的刀头，所述变幅杆与中心转轴相连接，用于放大中心轴体的振动位移幅度；所述变幅杆在中心轴体旋转和振动的作用力下，带动刀头产生X/Y/Z三向运动和绕Z轴的转动，用于纵向打孔或孔壁的磨削、抛光；
-拉压测试工具，所述拉压测试工具包括上端旋转/位移输出部和下端固定部，所述待加工工件固定于上端旋转/位移输出部和下端固定部之间；所述上端旋转/位移输出部与中心转轴相连接，在中心转轴的旋转和振动作用力下，上端旋转/位移输出部产生拉压力和旋转力，并作用于待加工工件上，用于待加工工件的拉压性能测试。
进一步地，所述打孔刀具的刀头外部包覆有磨粒介质。
进一步地，所述下端固定部的底端设有用于固定下端固定部的轴承支座。
在上述两个实施例中：
1、转轴组件可以与机床主轴相联，产生转动，也可以通过对电磁线圈加载交变电流，而产生相对于永磁体的交变斥力或吸力，而使永磁体带动主轴1在<90度范围内往复转动。
2、滑动导电装置，如导电滑环，具有将电信号加载到转动体上的功能，自身不转。
3、磁力腔体包括：框架体、电磁线圈(其电信号通过滑动导电装置获得)，和中心轴体可以采用不可伸缩的铁磁体，只用于产生较大电磁力，也可以采用可伸缩材料体，如采用磁致伸缩装置、压电伸缩装置、电磁伸缩装置、热致伸缩装置、电磁永磁驱动机构、直线电机等。
4、研磨介质，采用磁变材料体(金属和非金属混合研磨/抛光材料)，如磁流变液体、固态铁磁颗粒；
电磁场力作用于研磨介质，作用于工件表面，实现研磨或抛光；
电磁力作用于研磨介质，机床转动和宏进给+驱动体微进给+驱动体振动——增加工件表面加工去除效率和精度。
4、弹性端盖，连接加工部(研磨介质、切削刀具、打孔刀具、)等对工件材料进行去除或添加材料的加工以及拉压性能测试；
机床宏动进给+振动复合加工，实现被加工工件表面或腔体微量进给加工；
弹性端盖将磁致伸缩伸长或产生振动传递出来，作用于介质或刀具或被拉压或被激振测试体。
5、变幅杆传递中心轴体的进给、振动及转动；
6、拉压材料测试过程利用中心轴体的转动、宽频轴向振动的复合运动。
7、轴承支座的作用，可视被测试工件底端转动，但在被拉压方向被限位。
以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。
Claims (10)
1.一种平转动加工及测试装置，其特征在于，包括转轴组件和磁力腔体，其中，所述转轴组件包括上端盖及主旋转轴，所述主旋转轴通过外部驱动力的驱动旋转运动；所述磁力腔体包括框架体、电磁线圈以及中心轴体，所述框架体与上端盖固定连接，所述中心轴体与主旋转轴相连接，并在主旋转轴的带动下旋转，所述电磁线圈包覆在中心轴体的外部，在中心轴体旋转运动的同时，电磁线圈产生电磁力。
2.根据权利要求1所述的平转动加工及测试装置，其特征在于，还包括滑动导电装置，所述滑动导电装置整体为环形结构，并套装在主旋转轴上；所述滑动导电装置内部设置有导线，所述导线与电磁线圈相连接，所述主旋转轴在滑动导电装置的中心通孔内旋转运动。
3.根据权利要求1所述的平转动加工及测试装置，其特征在于，所述中心轴体为铁磁体。
4.根据权利要求3所述的平转动加工及测试装置，其特征在于，所述磁力腔体的下方设置待加工工件之间，所述磁力腔体与待加工工件之间设有加工部，所述加工部采用如下任一种形式：
-研磨介质，所述研磨介质采用磁变材料体，所述磁变材料体在电磁力的作用下产生冲击力及转动力；
-研磨刀具，所述研磨刀具在中心轴体旋转作用力下，产生旋转力。
5.根据权利要求1所述的平转动加工及测试装置，其特征在于，所述中心轴体为可伸缩材料体，相应地，所述框架体的顶端与上端盖固定连接，所述框架体的底端为弹性端盖，所述可伸缩材料体在电磁力的作用下产生伸长或缩短的振动位移，所述弹性端盖传递振动位移。
6.根据权利要求5所述的平转动加工及测试装置，其特征在于，所述可伸缩材料体采用磁致伸缩装置、压电伸缩装置、电磁伸缩装置、热致伸缩装置、电磁永磁驱动机构或直线电机。
7.根据权利要求5所述的平转动加工及测试装置，其特征在于，所述磁力腔体的下方设置待加工工件之间，所述磁力腔体与待加工工件之间设有加工部，所述加工部采用如下任一种形式：
-研磨介质，所述研磨介质采用磁变材料体，所述磁变材料体在电磁力的作用下产生冲击力及转动力；
-切削刀具，所述切削刀具在中心轴体平动、旋转及振动的作用力下，产生X/Y/Z三向运动和绕Z轴的转动；
-打孔/磨削刀具，所述打孔/磨削刀具包括变幅杆以及设置于变幅杆底端的刀头，所述变幅杆与中心转轴相连接，放大中心轴体的振动位移幅度；所述变幅杆在中心轴体旋转和振动的作用力下，带动刀头产生X/Y/Z三向运动和绕Z轴的转动；
-拉压测试工具，所述拉压测试工具包括上端旋转/位移输出部和下端固定部，所述待加工工件固定于上端旋转/位移输出部和下端固定部之间；所述上端旋转/位移输出部与中心转轴相连接，在中心转轴的旋转和振动作用力下，上端旋转/位移输出部产生拉压力和旋转力，并作用于待加工工件上。
8.根据权利要求7所述的平转动加工及测试装置，其特征在于，所述打孔刀具的刀头外部包覆有磨粒介质。
9.根据权利要求7所述的平转动加工及测试装置，其特征在于，所述下端固定部的底端设有用于固定下端固定部的轴承支座。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的平转动加工及测试装置，其特征在于，所述外部驱动力通过如下任一种方式获得：
-主旋转轴与机床主轴相连，通过机床主轴旋转驱动；
-所述主旋转轴上固联永磁体，所述永磁体的两极端分别设有电磁体，对电磁体加载交变电流，产生相对于永磁体的交变斥力或吸力，进而使永磁体带动主旋转轴在大于0°小于90°的范围内往复转动。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104015084A (zh) * | 2014-05-14 | 2014-09-03 | 杨斌堂 | 用于平转动加工和拉伸测试的装置 |
| CN105014558A (zh) * | 2015-07-29 | 2015-11-04 | 柳州市旭平首饰有限公司 | 宝石抛光盘组 |
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2014
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