CN88105039A

CN88105039A - 磁力跟刀架

Info

Publication number: CN88105039A
Application number: CN 88105039
Authority: CN
Inventors: 张建中
Original assignee: Shenyang Institute of Aeronautical Engineering
Current assignee: Shenyang Institute of Aeronautical Engineering
Priority date: 1988-03-18
Filing date: 1988-03-18
Publication date: 1988-09-07

Abstract

本发明公开了一种在车床上车削细长轴类零件使用的磁力跟刀架装置。该装置可作为机床附件使用。它由U型吸铁，套在吸铁上的励磁线圈和连接在吸铁上的反馈调节器组成。接通直流电后，吸铁即被磁化而将工件吸住，吸铁、工件与极小的空气隙组成封闭磁回路，其磁力能抵抗离心引起的振动和吃刀力引起的变形。刀具安装在U型铁中间，吸铁相对刀具的位置可根据工件轴径的变化由反馈调节器自动调节。

Description

本发明涉及一种车削细长轴类零件使用的磁力跟刀架装置。它特别适合于光杠、丝杠及锥度轴等细长轴类的车削加工。

细长轴类零件加工是机械加工中的难题之一。由于工件的长径比大，加工时整个工艺系统刚性差，在较高的转速下，工艺系统容易产生振动，使加工条件急剧恶化，加工无法进行。即使采用非常低的转速和极小的吃刀深度，工艺系统的变形也相当严重，使轴类零件产生很大的圆柱度误差，表面也时常出现振纹，无法保证加工精度和表面质量。

生产中解决这一问题的已有的主要方法是采用跟刀架。跟刀架安装有支承块，一般跟刀架有两只支承块。图4是一种原改进结构的跟刀架，它配有三只支承块，支承块的圆弧R经粗车后与工件外圆配研。车削时，工件以外圆柱面被夹持在刀具和三个滑配合的支承块之间，与刀具组成两对径向压力，限制工件的上、下、左右移动，以减少切削振动和工件变形。但这种跟刀架的三只支承块的位置只能由手轮分别调整，因此存在着以下问题：一是支承块与工件间的接触松紧程度只能凭经验而定，组成的两对径向力很难相等，因此加工精度不易控制，往往出现圆柱度、“麻花”、“竹节”等项误差：而一旦产生“竹节”就无法在同一机床上纠正;二是支承块调整麻烦费时，生产效率低;三是支承块圆弧R要与工件外圆配研，工件直径改变时就很难正常工作;四是不能用于加工锥度轴。

本发明的目的是要提供一种增加工艺系统刚性，基本消除加工中振动，能提高加工精度和生产效率的新式跟刀架。它不但可以加工等直径轴，也可以加工直径连续变化的轴（例如锥度轴）。

本发明是这样实现的：将车刀安装在一个U型吸铁中间，U型吸铁两端套有线圈，当线圈接通直流电源时，吸铁即被磁化。U型吸铁一端为N极，而另一端为S极。在加工过程中，吸铁的一端经工件（的轴向）到吸铁另一端组成闭合磁路，从而对工件产生吸引力，此吸引力的方向与切削时的径向力相反，因而可减小系统的变形;当工件由离心力引起跳动时，由于磁路总是力图使磁阻抗最小，磁力就阻止工件跳动，使加工过程平稳。U型吸铁的后部连接有反馈自动调节器，其作用是根据轴径的大小而自动调节吸铁的位置。当轴的直径增大时，吸铁与工件间接触力变大，吸铁退回;当轴的直径减小时，吸铁与工件接触力变小，吸铁在磁力作用下向工件前进;其调节过程的实质是径向力、磁力及调节力的动态平衡过程。

本发明可以作为机床附件使用。使用时只需卸下车床小刀架，将本发明的具体装置安装在小刀架位置上，将磁力跟刀架的引线接在车床的照明电源上即可进行加工。因此对车床上的原有零件不需改造即可非常方便地使用。该发明和现已有的跟刀架相比具有如下特点：调整方便、加工使用范围广、加工精度高、表面质量好、生产率高、并且能提高刀具耐用度。本发明和现在使用的跟刀架相比结构并不复杂，但很适用于导磁材料的细长轴加工。

以下结合附图对本发明作进一步详细描述。

图1是本发明一种具体结构的水平剖视图。

图2是图1磁力跟刀架沿A-A线的剖视图。

图3是本发明的电路原理图。

参照图1、图2，一个高导磁材料制成的U型吸铁15穿入在励磁线圈16、20之中（线圈16、20应和刀架壳体25隔磁，本装置采用空气隔磁）。U型吸铁15的接触面18、21应有良好的接触，以减少磁损失。U型吸铁15可在导轨17和导轨19上相对于励磁线圈16、20滑动。励磁线圈16、20与直流电接通。通直流电后励磁线圈16、20连接成使U型吸铁15一端为N极，另一端为S极。U型吸铁15是用高导磁材料制成的，它与励磁线圈16、20的配合间隙为0.2～1mm。U型吸铁15所占有的导轨17、19用非导磁材料制成。线圈16、20和由非导磁材料制成的导轨17、19都固定在拖板22上。U型吸铁15的后部与反馈调节器相连接;反馈调节器包括活塞8和（安装活塞8的）缸体6、端盖12等所组成，其上的油腔7、11和阻尼孔10中充满液压油。活塞8与缸体6为滑动配合，其间隙为0.05～0.3mm。活塞8直径与阻尼孔10直径之比为10～25。反馈调节器通过固定套座9也固定在拖板22上。拖板22与刀架壳体25为间隙配合，它可相对于刀架壳体25前后移动（当转动丝杠4时，拖板22便可在刀架壳体25上前后移动）。刀架壳体25上的位置27的上面是安装刀具的，刀具用螺钉26夹紧。挡板1、23、24、28均用非导磁材料制作，以减少磁损失。

反馈调节器由缸体6、活塞8、端盖12组成，在缸体6与活塞8、端盖12形成的封闭容积中充满液压油。其作用有二：其一是通过液压阻尼减少系统振动;其二是根据工件直径变化调节吸铁15的位置，以减少工件变形，保持工件相对刀具的位置。其作用是这样实现的：当活塞受力时，油腔7中的油可通过阻尼孔10流到油腔11中，或从油腔11流到油腔7中，从而使活塞8可前后移动，并通过活塞杆13带动吸铁15前后移动。吸铁15移动的速度及位移与吸铁15受力及活塞8直径与阻尼孔10直径比有关。

使用磁力跟刀架车削细长轴时，先转动手柄2，丝杠4便转动，螺母5带动拖板22后退，这时吸铁15远离工件。对刀以后，转动丝杠4，使拖板22带动吸铁15接近工件，并和工件接触。接通开关30，接在机床照明变压器29上的稳压电路（此电路由电容器C₁、C₂，电阻器R₁、R₂、R₃、R₄，晶体管T₁、T₂、T₃，稳压管D_w等组成），便将直流电流输给线圈16、20，使吸铁15磁化而将工件吸住，这时便可加工。当工件直径（连续）变化时，吸铁15与工件之间的接触力便发生变化，这一变化通过活塞杆13传给活塞8，活塞8通过阻尼孔10调整自己位置，从而调整吸铁15的位置。在加工过程中可根据需要调节电位器R₃以调节电流和磁力的大小。

下面是按本发明原理初步试验结果（实施例）

细长轴工件的长径比为40，细长轴原始圆柱度误差为0.52mm，表面布满振纹。材料45^＃钢，刀具W18Cr4V普通车刀，用毛刷涂油。所用机床为C618K型普通车床。加工时分两、三次走刀，其转速先后为213转/分和140转/分，使用本发明经一次走刀加工后工件圆柱度误差便控制在0.08以内，表面粗糙度不低于

。再经两次走刀加工后，工件圆柱度便可控制在0.03mm以内。整个加工过程中没有可察觉的振动。

Claims

1、车削细长轴类零件用的磁力跟刀架，由U型吸铁15、励磁线圈16、20，反馈调节器，拖板22，导轨17、19及刀架壳体25组成，其特征在于：

a、U型吸铁15穿入在励磁线圈16和20之中；

b、U型吸铁15与励磁线圈16和20之间有间隙，U型吸铁15与导轨17和19之间为间隙配合。

c、U型吸铁15的后部与反馈调节器相连接；

d、导轨17、19、励磁线圈16、20、反馈调节器固定在拖板22上；

e、拖板22与刀架壳体25为间隙配合。

2、根据权利要求1所述的跟刀架，其特征是U型吸铁15与励磁线圈16、20的配合间隙为0.2～1mm。

3、根据权利要求1所述的跟刀架，其特征是U型吸铁15用高导磁材料制成。

4、根据权利要求1所述的跟刀架，其特征是反馈调节器包括活塞8和安装活塞8的缸体6，端盖12组成，其油腔7、11和阻尼孔10中充满液压油。

5、根据权利要求1或4所述的跟刀架，其特征是活塞8与缸体6为间隙配合，其间隙为0.05～0.3mm。

6、根据权利要求1或4所述的跟刀架，其特征是活塞8与阻尼孔10直径之比为10～25。

7、根据权利要求1所述的跟刀架，其特征是励磁线圈16、20与直流电接通。

8、根据权利要求7所述的跟刀架，其特征是励磁线圈16、20连接成使U型吸铁15一端为N极，另一端为S极。

9、根据权利要求1所述的跟刀架，其特征是U型吸铁15所占有的导轨17、19用非导磁材料制成。