CN2845972Y - 一种可换刀精密进给车削刀架 - Google Patents

Abstract

一种可换刀精密进给车削刀架，所述车削刀架基于材料的磁致伸缩原理工作；该车削刀架主要由如下几部分构成：壳体(1)、励磁线圈(2)、磁致伸缩棒(3)、刀座(6)；其中：励磁线圈(2)置于上述壳体(1)内，磁致伸缩棒(3)置于上述励磁线圈(2)内；其特征在于：弹簧板(11)一端固定在壳体(1)上，另一端与刀座(6)的一侧连接，刀座(6)另一侧连接着另外一片弹簧板(12)的一端，弹簧板(12)的另一端与壳体(1)固定连接。本实用新型能实现精密的非圆车削并可以迅速更换刀具，其大大地提高加工速度，改进了加工品质。

Description

一种可换刀精密进给车削刀架

技术领域

本实用新型涉及车床部件，其特别提供了一种利用材料的磁致伸缩性能来实现车刀快速精密进给并可换刀的精密进给车削刀架。

背景技术

目前，在非圆车削加工中，尤其在精密度要求较高、型线复杂多变时，机械仿行加工(硬靠模)方法正在被逐渐取代，代之而起的是利用数字程序控制车刀做微进给的软靠模技术。在目前的软靠模技术中，一般利用可控制的电磁力来驱动车刀做进给运动，其缺点是电磁力不足够大，因而车刀在进给方向的刚度不大，影响加工精度。目前采用材料磁致伸缩原理的刀架中(中国专利申请号03111166.1)，还不能很方便地更换车刀。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可换刀精密进给车削刀架。由于采用本实用新型的机械结构，利用材料的磁致伸缩来驱动车刀做微进给运动，从而实现精密的非圆车削并可以迅速更换车刀。

本实用新型一种可换刀精密进给车削刀架，所述车削刀架基于材料的磁致伸缩原理工作；该车削刀架主要由如下几部分构成：壳体(1)、励磁线圈(2)、磁致伸缩棒(3)、刀座(6)；其中：励磁线圈(2)置于上述壳体(1)内，磁致伸缩棒(3)置于上述励磁线圈(2)内；其特征在于：

弹簧板(11)一端固定在壳体(1)上，另一端与刀座(6)的一侧连接，刀座(6)另一侧连接着另外一片弹簧板(12)的一端，弹簧板(12)的另一端与壳体(1)固定连接。

优选的方案为：弹簧板(11)一端通过压板(7)和斜板(4)固定在壳体(1)上，另一端压在刀座(6)的一侧；刀座(6)另一侧通过压板(8)与另外一片弹簧板(12)的一端固定连接，弹簧板(12)的另一端通过压板(10)和斜板(5)与壳体(1)固定连接。其中，弹簧板(12)为磁致伸缩棒(3)提供压力主板，弹簧板(11)为磁致伸缩棒(3)提供压力辅板；弹簧板(12)优选的轮廓形状为长方形，厚度通常为1～6毫米，优选范围是2～4毫米，弹簧板(11)优选的轮廓形状为梯形，厚度通常小于3毫米，优选范围是小于2毫米。

本实用新型所述可换刀精密进给车削刀架，刀座(6)内侧与磁致伸缩棒(3)活性相连，活性连接的具体形式为：磁致伸缩棒(3)端为一个钢珠，刀座上对应位置有一个与钢珠直径对应的圆窝，钢珠与圆窝紧密连接；刀座(6)的另一侧(外侧)可以装多把刀(优选2把刀)；该车削刀架还可以包括有位移传感器(9)，位移传感器(9)优选的安装方式为置于所述壳体(1)上。

本实用新型所述车削刀架上的斜板(4)或斜板(5)在使用时按照一定斜度放置，所述斜度值为0.04～0.12，优选范围是0.06～0.08。如附图5所示，图中右侧所示的斜面为：斜板(4)与弹簧板11的连接面，或者斜板(5)与弹簧板12的连接面。

所述车削刀架弹簧板(12)的形状应使其作弹性变形时应力分布均匀。

本实用新型所述可换刀精密进给车削刀架，其特征在于：磁致伸缩棒受到壳体及弹簧板的预压力，在励磁磁场的作用下伸缩变形，使弹簧板做弹性变形并带动车刀座和车刀做线性微位移。位移值由位移传感器检测并反馈给励磁电源，最终控制车刀的位移精度。本实用新型可用于非圆加工、精密定位或进给领域。

本实用新型的最大特征为换刀时不需要任何其他机械结构，在机床系统配合下可以直接完成换刀动作，很方便的实现换刀加工。该方式刀架工作过程如下：

该刀架需与数控机床配合使用完成加工过程中的换刀加工工作；

对于某些特殊工件(如镶环活塞)，通常是头部有嵌有一小段铸铁环(或其他材质)它与两侧材质(通常为铝合金材质)不同，这一小段铸铁通常距活塞顶面距离小于50毫米。由于同一工件不同材质，需要机床在不同转速下，采用不同刀具加工，而常规机床的排刀虽然可以实现上述功能，但当加工工件截面为非圆时，机床上的排刀就无能为力了；(当材质为多种时，可以考虑采用多把刀；例如：当材质为三种时，可以考虑采用三把刀。)

本实用新型不仅可以实现非圆加工，也可实现上述情况下的换刀非圆加工；这时刀座上通常配置2把刀：车刀(13)、车刀(14)，其中刀(13)的刀尖到刀座(6)距离通常要小于刀(14)的刀尖到刀座(6)距离，具体距离可以根据加工时刀具与工装或工件干涉状况定。

加工时，首先由刀(13)进行正常的非圆加工，当特殊材质部分加工完毕后，机床X轴后退适当距离，保证刀(13)不与工件及工装干涉，同时刀(14)又可以接续加工，刀(14)移到接续加工位置后，继续加工；

本实用新型与机床配合使用，可在加工过程中实现自动换刀，特别适合活塞行业的镶环活塞加工，大大地提高加工速度，改进加工品质，满足活塞行业的飞速发展。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为一种可换刀精密进给车削刀架端面结构示意图；

图2为一种可换刀精密进给车削刀架纵断面结构示意图；

图3为一种可换刀精密进给车削刀架俯视结构示意图。

图4为活性连接结构示意图。

图5为斜板4或斜板5的结构示意图。

图6为弹簧板11结构示意图；

图7为弹簧板12结构示意图。

具体实施方式

实施例1

一种可换刀精密进给车削刀架，利用材料的磁致伸缩原理来驱动车刀做微进给运动，从而实现精密的非圆车削并可以迅速更换车刀。

所述车削刀架主要由如下几部分构成：壳体(1)、励磁线圈(2)、磁致伸缩棒(3)、刀座(6)；其中：励磁线圈(2)置于上述壳体(1)内，磁致伸缩棒(3)置于上述励磁线圈(2)内；其特征在于：

弹簧板(11)一端通过压板(7)和斜板(4)固定在壳体(1)上，另一端压在刀座(6)的一侧；刀座(6)另一侧通过压板(8)与另外一片弹簧板(12)的一端固定连接，弹簧板(12)的另一端通过压板(10)和斜板(5)与壳体(1)固定连接。其中，弹簧板(12)为磁致伸缩棒(3)提供压力主板，弹簧板(11)为磁致伸缩棒(3)提供压力辅板；弹簧板(12)的轮廓形状为长方形，厚度通常为1～6毫米；弹簧板(11)的轮廓形状为梯形，厚度通常小于3毫米。

本实施例所述可换刀精密进给车削刀架，刀座(6)内侧与磁致伸缩棒(3)活性相连，活性连接的具体形式为：磁致伸缩棒(3)端为一个钢珠，刀座上对应位置有一个与钢珠直径对应的圆窝，钢珠与圆窝紧密连接；刀座(6)的另一侧(外侧)可以装多把刀；该车削刀架还可以包括有位移传感器(9)。

本实施例所述车削刀架上的斜板(4)或斜板(5)在使用时按照一定斜度放置，所述斜度值范围为0.04～0.12。如附图5所示，图中右侧所示的斜面为：斜板(4)与弹簧板11的连接面，或者斜板(5)与弹簧板12的连接面。

所述车削刀架弹簧板(12)的形状应使其作弹性变形时应力分布均匀。

本实施例所述可换刀精密进给车削刀架，其特征在于：磁致伸缩棒受到壳体及弹簧板的预压力，在励磁磁场的作用下伸缩变形，使弹簧板做弹性变形并带动车刀座和车刀做线性微位移。位移值由位移传感器检测并反馈给励磁电源，最终控制车刀的位移精度。本实施例可用于非圆加工、精密定位或进给领域。

本实施例的最大特征为换刀时不需要任何其他机械结构，在机床系统配合下可以直接完成换刀动作，很方便的实现换刀加工。该方式刀架工作过程如下：

该刀架需与数控机床配合使用完成加工过程中的换刀加工工作；

对于某些特殊工件(如镶环活塞)，通常是头部有嵌有一小段铸铁环(或其他材质)它与两侧材质(通常为铝合金材质)不同，这一小段铸铁通常距活塞顶面距离小于50毫米。由于同一工件不同材质，需要机床在不同转速下，采用不同刀具加工，而常规机床的排刀虽然可以实现上述功能，但当加工工件截面为非圆时，机床上的排刀就无能为力了；(当材质为多种时，可以考虑采用多把刀；例如：当材质为三种时，可以考虑采用三把刀。)

本实施例不仅可以实现非圆加工，也可实现上述情况下的换刀非圆加工；这时刀座上通常配置2把刀：车刀(13)、车刀(14)，其中刀(13)的刀尖到刀座(6)距离通常要小于刀(14)的刀尖到刀座(6)距离，具体距离可以根据加工时刀具与工装或工件干涉状况定。

加工时，首先由刀(13)进行正常的非圆加工，当特殊材质部分加工完毕后，机床X轴后退适当距离，保证刀(13)不与工件及工装干涉，同时刀(14)又可以接续加工，刀(14)移到接续加工位置后，继续加工；

本实施例与机床配合使用，可在加工过程中实现自动换刀，特别适合活塞行业的镶环活塞加工，大大地提高加工速度，改进加工品质，满足活塞行业的飞速发展。

实施例2

一种可换刀精密进给车削刀架，利用材料的磁致伸缩原理来驱动车刀做微进给运动，从而实现精密的非圆车削并可以迅速更换车刀。

所述车削刀架主要由如下几部分构成：壳体(1)、励磁线圈(2)、磁致伸缩棒(3)、刀座(6)；其中：励磁线圈(2)置于上述壳体(1)内，磁致伸缩棒(3)置于上述励磁线圈(2)内；其特征在于：

弹簧板(11)一端通过压板(7)和斜板(4)固定在壳体(1)上，另一端压在刀座(6)的一侧；刀座(6)另一侧通过压板(8)与另外一片弹簧板(12)的一端固定连接，弹簧板(12)的另一端通过压板(10)和斜板(5)与壳体(1)固定连接。其中，弹簧板(12)为磁致伸缩棒(3)提供压力主板，弹簧板(11)为磁致伸缩棒(3)提供压力辅板；弹簧板(12)的轮廓形状为长方形，厚度范围是2～4毫米；弹簧板(11)的轮廓形状为梯形，厚度小于2毫米。

本实施例所述可换力精密进给车削刀架，刀座(6)内侧与磁致伸缩棒(3)活性相连，活性连接的具体形式为：磁致伸缩棒(3)端为一个钢珠，刀座上对应位置有一个与钢珠直径对应的圆窝，钢珠与圆窝紧密连接；刀座(6)的另一侧(外侧)装2把刀：车刀(13)、车刀(14)；该车削刀架还可以包括有位移传感器(9)，位移传感器(9)置于所述壳体(1)上。

本实施例所述车削刀架上的斜板(4)或斜板(5)在使用时按照一定斜度放置，所述斜度值范围是0.06～0.08。如附图5所示，图中右侧所示的斜面为斜板(4)与弹簧板11的连接面，或者斜板(5)与弹簧板12的连接面。

所述车削刀架弹簧板(12)的形状应使其作弹性变形时应力分布均匀。

实施例3

对于工件材质多于两种，或者同一工件刀纹形状多于两种工件，只需将上面例中所用刀具数量适当增加即可。

Claims (10)

1、一种可换刀精密进给车削刀架，所述车削刀架基于材料的磁致伸缩原理工作；该车削刀架主要由如下几部分构成：壳体(1)、励磁线圈(2)、磁致伸缩棒(3)、刀座(6)；其中：励磁线圈(2)置于上述壳体(1)内，磁致伸缩棒(3)置于上述励磁线圈(2)内；其特征在于：

弹簧板(11)一端固定在壳体(1)上，另一端与刀座(6)的一侧连接，刀座(6)另一侧连接着另外一片弹簧板(12)的一端，弹簧板(12)的另一端与壳体(1)固定连接。

2、按照权利要求1所述可换刀精密进给车削刀架，其特征在于：弹簧板(11)一端通过压板(7)和斜板(4)固定在壳体(1)上，另一端压在刀座(6)的一侧；刀座(6)另一侧通过压板(8)与另外一片弹簧板(12)的一端固定连接，弹簧板(12)的另一端通过压板(10)和斜板(5)与壳体(1)固定连接。

3、按照权利要求1所述可换刀精密进给车削刀架，其特征在于：刀座(6)内侧与磁致伸缩棒(3)活性相连。

4、按照权利要求3所述可换刀精密进给车削刀架，其特征在于：刀座(6)与磁致伸缩棒(3)活性相连的具体形式为：磁致伸缩棒(3)端为一个钢珠，刀座上对应位置有一个与钢珠直径对应的圆窝，钢珠与圆窝紧密连接。

5、按照权利要求1所述可换刀精密进给车削刀架，其特征在于：刀座(6)外侧装2把刀。

6、按照权利要求1～5其中之一所述可换刀精密进给车削刀架，其特征在于：该车削刀架还包括有位移传感器(9)。

7、按照权利要求6所述可换刀精密进给车削刀架，其特征在于：位移传感器(9)置于壳体(1)上。

8、按照权利要求6所述可换刀精密进给车削刀架，其特征在于：车削刀架上的斜板(4)或斜板(5)在使用时按照一定斜度放置，所述斜度值为0.04～0.12。

9、按照权利要求6所述可换刀精密进给车削刀架，其特征在于：弹簧板(12)的轮廓形状为长方形，厚度为1～6毫米。

10、按照权利要求6所述可换刀精密进给车削刀架，其特征在于：弹簧板(11)的轮廓形状为梯形，厚度小于3毫米。

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