[發(fā)明專利]基于摩擦傳動的旋轉(zhuǎn)與軸向振動復(fù)合運動機構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410249744.7
• 申請日: 2014-06-06
• 公開（公告）號: CN104061297A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭建明;楊翔;李旭波;葛成龍;肖繼明;李言
• 申請（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號: F16H19/02
• 分類號: F16H19/02
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 李娜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機械傳動裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于摩擦傳動的旋轉(zhuǎn)與軸向振動復(fù)合運動機構(gòu)。

背景技術(shù)

普通鉆孔為安裝在主軸上的鉆頭只進行旋轉(zhuǎn)和進給運動，加工過程中切屑連續(xù)不斷，容易堵屑，切削液滲透困難，鉆頭工況差，攻加工孔精度較低，鉆頭磨損快。為了克服傳統(tǒng)鉆削工藝存在的問題，切削工作者提出了振動鉆孔的新方法。所謂振動鉆孔是在傳統(tǒng)孔方法的基礎(chǔ)上，人為地給鉆頭施加有規(guī)律的軸向振動，形成脈沖式間斷切削，從而解決切屑處理問題，改善鉆頭工作條件，降低鉆削力，提高切削液潤滑效果，改善加工表面質(zhì)量。目前，在機械傳動與振動鉆削技術(shù)領(lǐng)域，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)和軸向振動復(fù)合運動的實現(xiàn)方法大致可分為以下幾種。

(1)雙動力源機械式旋轉(zhuǎn)和軸向振動復(fù)合運動機構(gòu)：這種復(fù)合運動實現(xiàn)方法采用兩個獨立的動力源驅(qū)動兩條傳動鏈，分別實現(xiàn)復(fù)合運動所需的旋轉(zhuǎn)運動和軸向振動。一般先通過一個電機驅(qū)動主軸在滑體內(nèi)實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動，再通過一個電機驅(qū)動偏心機構(gòu)(或者連桿機構(gòu)、搖桿機構(gòu)等)使滑體做軸向振動，從而實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動和軸向振動復(fù)合運動的輸出。如在本發(fā)明以前的現(xiàn)有技術(shù)中，專利《一種振動鉆削裝置》(申請?zhí)枺?01320394017.0，公開號：CN203380396U，公開日：2014.1.8)公開了一種采用一個電機驅(qū)動雙連桿機構(gòu)實現(xiàn)滑體軸向振動，另一個電機驅(qū)動主軸在滑體內(nèi)實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動的振動鉆削主軸箱。

(2)液壓驅(qū)動式旋轉(zhuǎn)和軸向振動復(fù)合運動機構(gòu)：液壓式激振裝置多采用滑閥式，其激振頻率通常小于60Hz，應(yīng)用上有一定局限性，電氣液壓隨動振動裝置的激振頻率可達250Hz，但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，成本較高。如在本發(fā)明以前的現(xiàn)有技術(shù)中，國內(nèi)學(xué)者邱少波等(邱少波，王立江.液壓振動鉆削裝置研究.機械制造[J]，1990，(1)：19-21.)公布的液壓振動鉆削裝置即采用這種液壓振動方案。該振動裝置通過螺紋連接在機床主軸套筒上，振子與主軸連接，工作時通過高壓油驅(qū)動帶油槽的振子產(chǎn)生振動，從而實現(xiàn)振子隨主軸回轉(zhuǎn)的同時做軸向振動。

(3)端面凸輪式旋轉(zhuǎn)和軸向振動復(fù)合運動機構(gòu)：這種機構(gòu)工作原理為利用旋轉(zhuǎn)的端面凸輪構(gòu)成彈簧質(zhì)量振動系統(tǒng)，目前廣泛用于電動沖擊鉆，沖擊電鉆的典型沖擊機構(gòu)有犬牙式和滾珠式兩種。滾珠式?jīng)_擊電鉆由動盤、定盤、鋼球等組成，動盤通過螺紋與旋轉(zhuǎn)主軸相連，并帶有12個鋼球；定盤利用銷釘固定在機殼上，并帶有4個鋼球，在推力作用下，12個鋼球沿4個鋼球滾動時使電鉆主軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)沖擊運動。

(4)氣動式旋轉(zhuǎn)和軸向振動復(fù)合運動機構(gòu)：這種機構(gòu)大多用于沖擊鉆，其沖擊運動是由電動機經(jīng)齒輪傳動，帶動曲柄、連桿機構(gòu)，使壓氣活塞在沖擊活塞缸中做往復(fù)運動，壓縮氣體推動沖擊活塞缸錘頭以較高的沖擊頻率打擊工具的尾端，使工具向前沖打；沖擊缸頭的返回是靠活塞在缸中形成的真空作用，使沖擊缸頭恢復(fù)到原來位置，從而補氣以進行第二次沖擊。旋轉(zhuǎn)運動為一般的齒輪傳動，由電動機經(jīng)齒輪傳動而帶動六角形的工具尾端使工具產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動的。

上述幾種旋轉(zhuǎn)與軸向振動復(fù)合運動實現(xiàn)方法各自特點與不足之處分別為：雙動力傳動機構(gòu)通過兩個動力源分別驅(qū)動主軸和滑體實現(xiàn)所需的旋轉(zhuǎn)和軸向振動復(fù)合運動，這種方法的優(yōu)點是便于分別控制轉(zhuǎn)速和振動頻率，缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，力平衡性差、體積大，機構(gòu)裝配和制造結(jié)構(gòu)工藝性差；端面凸輪式方法結(jié)構(gòu)簡單，但是運動平穩(wěn)性差，功率小，一般用于小功率沖擊鉆；其他兩種方法本質(zhì)上原理基本相同，缺點是運動平穩(wěn)性、可控性差。另外，由于振動鉆孔運動形式較為特殊，需要在普通機床基礎(chǔ)上進行較大幅度的改造，從而限制了該技術(shù)的進一步推廣與應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于摩擦傳動的旋轉(zhuǎn)與軸向振動復(fù)合運動機構(gòu)，傳動簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，運動平穩(wěn)，無需對機床進行大幅度改造。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：基于摩擦傳動的旋轉(zhuǎn)與軸向振動復(fù)合運動機構(gòu)，包括固定于機體的摩擦盤，機體中設(shè)置有主軸，主軸中垂直設(shè)置有偏心軸，偏心軸一端與摩擦輪固定連接，另一端套有平衡過輪，摩擦輪和平衡過輪均與推力軸承滾動接觸，摩擦輪和平衡過輪同時還均與摩擦盤滾動接觸，推力軸承通過預(yù)緊彈簧與機體相連。

本發(fā)明的特點還在于，

偏心軸通過深溝球軸承垂直安裝在主軸中。

偏心軸的一端與摩擦輪通過鍵連接，偏心軸端部還設(shè)置有卡圈，偏心軸的另一端套有軸承，軸承外圈套有平衡過輪。

摩擦輪與平衡過輪關(guān)于主軸對稱設(shè)置。