专利名称：数控式镗削径向进刀方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种镗削加工时控制镗刀进、退刀量之方法，具体涉及一种数控式镗削径向进刀方法及其装置。
目前在工业中使用中的同类设备有机械靠模式和处于研究阶段的压电陶瓷电控式径向进刀装置，前者从靠模到镗杆整个传动都是由机械结构来完成，因此精度低，频响低、柔性差；后者虽然柔性及频响可以满足要求，但要将计算机控制信号要传递给高速旋转的镗杆，而电信号的传导在实际工程中很难实现，因此，到目前为止一直没有实用化的产品，尤其在加工某些异形孔时，加工精度很难以保证。
本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种可将电控信息传递给镗杆的数控式镗削加工径向进刀方法及根据该方法设计的装置。
本发明的目的是通过下面的技术方案实现的。其方法是在镗杆上设磁致伸缩材料，磁致伸缩材料周围设置磁场，通过用计算机控制磁场大小改变磁致伸缩材料长度来控制镗杆在其径向的进、退刀量。本发明装置包括镗杆、镗刀、镗床主轴，其特征在于在镗床主轴上设一与镗杆相连接的弹性接头，该接头上设磁致伸缩材料棒，两端设永久磁铁，周围设有与功放相接的线圈，功放与计算机连接，通过计算机控制无形磁场来控制镗杆在其径向的进、退刀，实现了电控信息的传导，从而实现了本发明的目的。
本发明根据磁场可对磁致伸缩材料产生作用的原理而设计，通过在镗床主轴与镗杆之间所设的弹性接头上安装一受磁场影响的磁致伸缩材料棒，其伸长量的变化使镗杆产生变化，并用计算机对磁场进行控制，使计算机将信号传导给镗杆成为可能，实现了非接触式控制高速旋转中的镗刀作径向灵活进、退刀运动，从而达到了精度高、频响高和柔性好，镗削各种不同类型孔的目的。本发明结构简单，容易实现，具有广泛的应用市场。
图1为本发明装置结构示意图。
图中
1-磁致伸缩材料棒2-永久磁铁3-弹性接头4-镗杆5-镗刀6-线圈7-计算机8-功放9-镗床主轴下面结合附图对本发明作进一步详述。
本发明是根据磁致伸缩材料本身所具备的特性来进行设计的，磁致伸缩材料的长度随其所在磁场强度的增加而伸长，磁场强度的降低而缩短，与磁场方向无关；而磁场的大小可以用计算机进行控制，即将所需镗削孔形状参数输入计算机内，并将其转换成电信号对磁场进行控制，使得磁场的变化导致磁致伸缩材料长度的变化，而把这种变化通过一定的结构再转化为镗杆的变化，从而带来了镗杆上镗刀进、退刀的变化，实现了用计算机来控制旋转的镗刀杆进、退刀的目的。
本发明之装置是根据上述原理而进行设计的，如图1所示，本发明包括镗杆4、镗刀5、镗床主轴9、计算机7，在镗杆4与镗床主轴9之间设置一弹性接头3，镗杆4上固定镗刀5，弹性接头3与镗杆4连接的一端切削成弧形，以加强该接头弹性，在弹性接头3上设置一磁致伸缩材料棒1，该磁致伸缩材料棒1两端设置永久磁铁2，可给磁致伸缩材料棒1施加预载荷和预伸长量，保证磁致伸缩材料棒1永远只受压应力；在磁致伸缩材料棒1和永久磁铁2周围设置有线圈6，该线圈与功放8相接，功放8又与计算机7相接，接受其信号，由计算机7计算需加工孔的形状参数，并通D/A数模转换，变成镗刀进、退的弱电压信号，该信号送给功放8，功放8又将信号放大并转换成电流送到线圈6，线圈6便根据电流的大小及方向生成相应的磁场，该磁场与永久磁铁2产生的磁场叠加后对磁致伸缩材料棒1产生作用。当给线圈6施加正电流时，永久磁场与线圈磁场的叠加结果使磁场强度增加，磁致伸缩材料棒1随之伸长；当给线圈6施加负电流时，永久磁场与线圈磁场的叠加结果使磁场强度减小，磁致伸缩材料棒1随之缩短，即磁致伸缩材料棒1可沿轴向作相应的伸长和缩短运动，该伸缩运动使得弹性接头3产生变形，由杠杆原理，与弹性接头3相连的镗杆4对弹性接头3的变形进行放大和变向，使镗刀5作径向进、退刀进给运动，从而可镗削不同类型孔。在整个工作过程中，永久磁铁2、线圈6、计算机7、功放8静止不动，其余部分与镗床主轴9一起高速旋转。
为消除空回程对镗杆4进、退刀的影响，本发明将弹性接头3设计为偏质心形状，在高速镗削时，保证镗床主轴9旋转使偏质心弹性接头3产生的离心力方向始终使磁致伸缩材料棒1受压应力。
在本发明中，弹性接头3可采用弹性好的铜合金材料，控制计算机7选用486工业控制机，可广泛应用于加工不同类型的孔，尤其对镗削发动机活塞异形销孔最为合适。
权利要求
1.一种数控式镗削径向进刀方法，其特征在于在镗杆上设磁致伸缩材料，磁致伸缩材料周围设置磁场，通过计算机对磁场进行控制使磁致伸缩材料长度改变来控制镗杆在其径向的进、退刀量。
2.一种如权利要求1所述的数控式镗削径向进刀装置，它包括镗杆、镗刀、镗床主轴、计算机，其特征在于在镗床主轴上设一与镗杆相连接的弹性接头，该接头上设磁致伸缩材料棒，两端设永久磁铁，周围设有与功放相接的线圈，功放与计算机连接。
3.根据权利要求2所述的数控式镗削径向进刀装置，其特征在于镗杆为偏质心镗杆。
全文摘要
一种数控式镗削径向进刀方法,其特征在于在镗杆上设磁致伸缩材料,磁致伸缩材料周围设置磁场,通过计算机对磁场进行控制使磁致伸缩材料长度改变来控制镗杆在其径向的进、退刀量。其装置是在镗床主轴上设一与镗杆相连接的弹性接头,该接头上设磁致伸缩材料棒,两端设永久磁铁,周围设有与功放相接的线圈,功放与计算机连接。本发明将电控信息传递给镗杆,实现了非接触式控制高速旋转中的镗刀作径向灵活进、退刀运动,可镗削不同类型孔。
文档编号B23B47/20GK1256991SQ9811278
公开日2000年6月21日 申请日期1998年12月17日 优先权日1998年12月17日
发明者崔红娟, 杨舜州, 陈志华, 张秀斌 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学