专利名称：异型销孔镗削装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于精加工活塞异型销孔的专用镗削装置。该装置也可做为镗刀的经向高精度微调装置。
现在国内已有利用偏心旋转使刀杆中心线偏离主轴中心线，从而实现刀具的经向进刀的异形孔加工设备；国外也有利用液压实现弹性变形的异形销孔的加工设备。但是以上设备在加工精度和粗糙度方面尚不能满足现代活塞销孔的加工要求。
本发明之目的旨在提供一种异型销孔镗削装置，它在加工精度和粗糙度方面都能满足现代活塞销孔的加工要求。
本发明的技术解决方案是这种异型销孔镗削装置在现有的床身、静压主轴箱、两座标数控系统、纵向进给工作台、纵向步进电机、活塞装卡定位装置的基础上，设置了变形镗杆组合和径向步进电机组合，变形镗杆组合主要包括镗杆、变形体、拨杆、推杆、联轴器，变形体为一种弹性铰链装置，其中四个弹性铰链成矩形分布，前端盖与镗杆的法兰盘固定，后端盖与主轴前端部固定，变形体中间具有两个弹性铰链，两铰链的一边与拨杆套固连，两铰链的另一边分别与前端盖和后端盖固连，拨杆一端与拨杆套过盈配合连在一起，拨杆另一端与滚动轴承固连，滚动轴承外圆与推杆头部的内斜面紧密接触、推杆另一端为台阶轴，推杆通过直线轴承与主轴内孔相连，台阶轴的尾端通过滚动轴承与联轴器相连，联轴器与径向步进电机组合相连。
本发明和现有技术相比，新增设计了变形镗杆组合和径向步进电机组合，加工精度高，可靠性好、操作使用方便，本装置还可做为自动尺寸微调装置使用，本发明只有镗杆偏离主轴的旋转轴线，偏心质量很小，不会影响镗床的动平衡和工件加工的粗糙度，变形体具有很高的刚度，不会产生谐振，该装置为大传动比、高电气分辨率、加工精度高，本发明设计合理、结构新颖、工作可靠、性能优良、维修使用方便。
图1为本发明整体结构示意图；图2为本发明变形镗杆组合和径向步进电机组合结构剖视图。
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明本发明的镗削装置由以下部分组成(见图1和图2)床身34、静压主轴箱12、两座标数控系统29、纵向进给工作台35、纵向步进电机33、变形镗杆组合30、径向步进电机组合19和活塞装卡定位装置32，本发明的核心是变形镗杆组合部分。
变形镗杆组合30主要包括镗杆18、变形体37、拨杆26、推杆23和联轴器38，以下逐一说明变形体37是一种弹性铰链装置，其中共有六个弹性铰链。四个铰链1,2,3,4成矩形分布，变形体的前端盖8是一圆盘形，与镗杆的法兰盘7用螺钉紧固，后端盖9与主轴11的前端部用螺钉紧固。铰链5和6位于变形体的中间。铰链5的一边与后端盖9固连，另一边与拨杆套35相连。铰链6一边与拨杆套35相连，另一边与前端盖8固连。
拨杆26和滚动轴承25连接固定，拨杆26与拨杆套35用过盈配合连在一起，滚动轴承25的旋转轴线与拨杆26的中心线相垂直，滚动轴承25的外圆与推杆23的内斜面13紧密接触。
推杆23由带有斜面13的头部和台阶轴15组成。头部的外圆通过直线轴承24与主轴11的内孔相连。台阶轴15通过另一直线轴承36与主轴11的内孔相连。台阶轴15的尾端通过滚动轴承17与联轴器38相连。
联轴器38由丝杠连接座20、钢球21、四拉簧16和滚动轴承座22组成，其作用是将丝杠的直线位移传递给推杆。丝杠连接座20与丝杠轴相连接，直接接受丝杠的直线位移。四个拉簧16与钢球21使连接座20与轴承座22形成柔性连接，其目的是减小由于安装不正确施加给主轴11的径向跳动。
径向步进电机组合19实际上是带有滚珠丝杠螺母副的步进电机，它将步进电机与滚珠丝杠做成一体，步进电机的直接输出就是丝杠的直线位移。步进电机装在床身34的支架28上。
变形镗杆组合的工作过程如下当径向步进电机接受数控系统的脉冲而转动时，该转动即转换为丝杠的直线运动，此直线运动通过联轴器推动与主轴11一起高速旋转的推杆，推杆即相对于主轴产生直线位移。由于推杆的斜面13与拨杆的滚动轴承25是紧密接触(压紧)的，因而迫使拨杆和拨杆套35一起以铰链5为中心旋转。这种转动又迫使变形体的前端盖8沿主轴11中心线的垂直方向做平移运动，从而带动镗杆及镗刀27沿工件的径向进动，达到控制销孔的径向尺寸和形状的目的。以铰链6的中心点为分界，其一边随变形体的前端盖8做平移运动，另一边则随拨杆做旋转运动。铰链6起到转动——平移的柔性转换作用。
镗刀27的径向位移与径向步进电机转角(以脉冲计)之比，即为变形镗杆组合的传动比。选择适当的参数组合可以使传动比足够大。例如传动比等于0.02微米/脉冲，这样的传动比可使工件具有所要求的尺寸精度和表面粗糙度。
主轴箱主要包括箱体12、前轴承10、后轴承14、主轴11和相应的液压装置等部分。主轴11为中空结构，以便安装推杆、拨杆等部件。
纵向进给工作台35上装有纵向步进电机33和滚珠丝杆，其作用是带动工件沿纵向做进给运动。此外，在工作台上尚有工件31的装卡定位装置32。
两座标数控系统29是通用的数控系统。其中一个座标用于控制径向步进电机19，另一座标用于控制纵向步进电机33。
本发明的装置工作过程如下工件定位装卡以后，起动数控加工程序。纵向工作台在步进电机33的驱动下带动工件沿纵向进给。径向步进电机19根据预定程序控制镗杆(刀)的径向运动。纵向和径向的联动可以镗出所需形状的内孔来。普通活塞销孔镗床在退刀时有退刀痕迹。本装置在退刀时可以控制镗刀后退，因而不产生退刀痕。此外，销孔的尺寸可以用镗刀径向初始位置由数控来设定，比起普通镗床用手工调整要精确得多。
权利要求
1.一种异型销孔镗削装置，具有床身(34)、静压主轴箱(12)、两座标数控系统(29)、纵向进给工作台(35)、纵向步进电机(33)、活塞装卡定位装置(32)，其特征在于还具有变形镗杆组合(30)、径向步进电机组合(19)，变形镗杆组合(30)主要包括镗杆(18)、变形体(37)、拨杆(26)、推杆(23)、联轴器(38)，变形体(37)为一种弹性铰链装置，其中四个弹性铰链(1、2、3、4)成矩形分布，前端盖(8)与镗杆的法兰盘(7)固定，后端盖(9)与主轴(11)前端部固定，变形体(37)中间具有两个弹性铰链(5、6)，两铰链(5、6)的一边与拨杆套(35)固连，两铰链(5、6)的另一边分别与前端盖(8)和后端盖(9)固连，拨杆(26)一端与拨杆套(35)过盈配合连在一起，拨杆(26)另一端与滚动轴承(25)固连，滚动轴承(25)外圆与推杆(23)头部的内斜面(13)紧密接触，推杆(23)另一端为台阶轴(15)，推杆(23)通过直线轴承(24、36)与主轴(11)内孔相连，台阶轴(15)的尾端通过滚动轴承(17)与联轴器(38)相连，联轴器(38)与径向步进电机组合(19)相连。
2.根据权利要求1所述的异型销孔镗削装置，其特征在于联轴器(38)由丝杠连接座(20)、钢球(21)、四拉簧(16)和滚动轴承座(22)组成，丝杠连接座(20)与丝杠轴相连，四个拉簧(16)与钢球(21)使丝杠连接座(20)与滚动轴承座(22)形成柔性连接。
3.根据权利要求1所述的异型销孔镗削装置，其特征在于主轴(11)为中空结构，其内安装推杆(23)、拨杆(26)。
全文摘要
一种异型销孔镗削装置,在现有的数控镗床的基础上,新设计了变形镗杆组合和径向步进电机组合,变形镗杆组合主要包括镗杆、变形体、拨杆、推杆、联轴器,并且依次连接,联轴器与径向步进电机组合相连。本发明设计合理、结构新颖、加工精度高、可靠性好、性能优良、操作使用方便。本装置还可做为自动尺寸微调整置使用。
文档编号B23B41/16GK1232732SQ9811244
公开日1999年10月27日 申请日期1998年4月23日 优先权日1998年4月23日
发明者刘炳运 申请人:刘炳运