加工机床及其基于磁致伸缩的精密进给驱动装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机械加工技术领域的精密进给装置，具体地，涉及一种加工机床及其基于磁致伸缩的精密进给驱动装置。
【背景技术】
[0002]通过刀具进行铣削、研磨、抛光、打孔等加工方式广泛应用在模具制造、机械加工行业，而刀具运动进给系统是精密模具加工装置的重要组成部分；对进给装置的驱动控制是影响实现加工精度的关键。
[0003]现有的精密进给系统，例如公开号为104015084A、公开日为2014年9月3日、实用新型名称为《用于平转动加工和拉伸测试的装置》的实用新型专利申请，采用电磁力对装置的平转动运动进行控制的技术方案，将滑动导电装置(导电滑环)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；主旋转轴在电磁力作用下，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，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，实现加工过程。
[0004]上述装置由于采用滑动导电装置(导电滑环)将电信号通入电磁线圈，因此具有如下缺陷:
[0005]1、导电滑环易磨损，磨损后的导电滑环将导致电接触不上，影响加工进度及加工精度；
[0006]2、由于导电滑环极易磨损，因此无法实现高速运转；
[0007]3、由于导电滑环的安装要求较高，对电压等控制条件均有较高要求，因此在实际生产中容易造成可靠性不高的问题；
[0008]4、由于导电滑环为一个独立的部件，因此装置结构复杂，不易于维护保养。
[0009]因此，现有的精密进给系统，无法满足现代工业对精密加工的需求。
【实用新型内容】
[0010]本实用新型针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种加工机床及其基于磁致伸缩的精密进给驱动装置，该加工机床及其精密进给驱动装置取消导电滑环，不需要通电电缆，简化了装置结构，直接通过磁致伸缩体进行进给位移驱动，保证了进给精度，具有可靠性高、易于加工、加工精度高等特点。
[0011 ] 为实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的。
[0012]根据本实用新型的一个方面，提供了一种基于磁致伸缩的精密进给驱动装置，包括磁致驱动轴体以及设置于磁致驱动轴体外部的环套磁场发生装置，所述环套磁场发生装置与磁致驱动轴体之间相对转动；其中:
[0013]所述磁致驱动轴体包括:上刚性连接件2、预紧调节件3、磁致框架体4、磁致位移驱动机构7、位移输出杆9、下刚性连接件10以及弹性端盖部件11，所述上刚性连接件2和下刚性连接件10之间刚性连接磁致框架体4，所述磁致位移驱动机构7设置于磁致框架体4内，所述磁致位移驱动机构7的下端与位移输出杆9相连接，所述位移输出杆9的输出端穿过设置于下刚性连接件10中心处的通孔，并与弹性端盖部件11驱动连接；初始状态下，所述磁致位移驱动机构7的上端和下端在预偏置磁场的作用下分别与上刚性连接体2和位移输出杆9相接触，并通过预紧调节件3压紧，进而使位移输出杆9与弹性端盖部件11之间压紧设置；
[0014]所述环套磁场发生装置与磁致位移驱动机构7之间具有用于磁致位移驱动机构7产生驱动位移的激励磁场；
[0015]所述弹性端盖部件11仅在位移输出方向上具有弹性变形。
[0016]优选地，所述弹性端盖部件11采用弹性片体结构。
[0017]优选地，所述环套磁场发生装置包括:至少一个磁激励体和刚性框架磁路结构体，所述刚性框架磁路结构体的外侧固定；
[0018]所述磁激励体采用如下任一种或任多种形式:
[0019]-电磁线圈，所述电磁线圈缠绕于刚性框架磁路结构体上；
[0020]-永磁体，所述永磁体套装于刚性框架磁路结构体上；
[0021]当磁激励体为多个时，多个磁激励体环绕均布于磁致驱动轴体的外部；
[0022]所述刚性框架磁路结构体、上刚性连接件、磁致位移驱动机构以及下刚性连接件之间形成封闭磁路。
[0023]优选地，所述环套磁场发生装置包括:可移动磁激励体和刚性框架磁路结构体，所述可移动磁激励体设置于刚性框架磁路结构体的内部，所述刚性框架磁路结构体的外部固定，所述可移动磁激励体相对磁致驱动轴体靠近或远离；
[0024]所述可移动磁激励体采用如下任一种形式:
[0025]-一个独立的电磁线圈，所述独立的电磁线圈套装于磁致驱动轴体的外部；
[0026]所述刚性框架磁路结构体、上刚性连接件、磁致位移驱动机构以及下刚性连接件之间形成封闭磁路；
[0027]-对称施加激励磁场的电磁线圈对或永磁体对，所述电磁线圈对或永磁体对套装于磁致驱动轴体的外部；
[0028]所述磁致框架体、刚性框架磁路结构体、上刚性连接件、磁致位移驱动机构以及下刚性连接件之间形成多组封闭磁路。
[0029]优选地，所述环套磁场发生装置包括:永磁体激励结构体，所述永磁体激励结构体采用如下任一种形式:
[0030]-一个复合永磁体，所述复合永磁体包括至少一个永磁单体，所述复合永磁体相对磁致驱动轴体旋转，通过调整复合永磁体N极与磁致驱动轴体之间的距离，产生作用于磁致位移驱动机构的变化的永磁场激励；
[0031]-相互作用的两个复合永磁体形成的复合永磁体对，其中每一个复合永磁体均包括至少一个永磁单体，通过调整复合永磁体对中两个复合永磁体之间的距离，产生作用于磁致位移驱动机构的变化的永磁场激励；
[0032]所述复合永磁体对中两个复合永磁体之间的距离通过以下任一个结构实现:
[0033]-两个复合永磁体之间的磁极交叉设置，且两个复合永磁体之间通过电机驱动相对旋转，产生变化的永磁场激励；优选地，所述电机的驱动轴上靠近两端位置设有限位轴承；
[0034]-两个复合永磁体之间的磁极相互垂直，其中，第一个复合永磁体固定，第二个复合永磁体安装于上刚性连接件上，第二个复合永磁体相对第一个复合永磁体旋转，产生变化的永磁场激励；所述第二个复合永磁体与下刚性连接件之间设有高导磁刚性材料体。
[0035]优选地，所述环套磁场发生装置包括:磁轭以及缠绕于磁轭上的磁激励体，所述磁致框架体为非导磁结构体，所述磁轭、上刚性连接件、磁致位移驱动机构以及下刚性连接件之间形成C型封闭磁路。
[0036]优选地，所述预紧调节件采用如下任一种形式:
[0037]-包括预紧调节螺母和碟形弹簧弹簧，所述预紧调节螺母安装于上刚性连接件上，所述碟形弹簧弹簧设置于磁致位移驱动机构与下刚性连接件之间；
[0038]-所述弹性端盖部件上设有预紧螺纹结构。
[0039]优选地，所述磁致框架体采用套筒形结构或支撑框形结构。
[0040]优选地，所述磁致位移驱动机构采用如下任一种形式:
[0041]-至少一个磁致伸缩棒；优选地，当磁致伸缩棒为多个时，多个磁致伸缩棒同轴设置和/或沿圆周均布，当沿圆周均布时，通过激励磁场对不同位置上的磁致伸缩棒的激励强度不同，同时实现绕轴旋转、深度(轴向)以及倾斜(径向)加工效果；
[0042]-至少一个方向异形永磁体；优选地，当方向异形永磁体为多个时，多个方向异形永磁体同轴设置和/或沿圆周均布，当沿圆周均布时，通过激励磁场对不同位置上的方向异形永磁体的激励强度不同，同时实现旋转、深度(轴向)以及倾斜(径向)加工效果；
[0043]-磁流变液体；
[0044]-至少一个磁致形状记忆合金；优选地，当磁致形状记忆合金为多个时，多个磁致形状记忆合金同轴设置和/或沿圆周均布，当沿圆周均布时，通过激励磁场对不同位置上的磁致形状记忆合金的激励强度不同，同时实现旋转、深度(轴向)以及倾斜(径向)加工效果；
[0045]所述磁致位移驱动机构在磁激励作用下沿