[發(fā)明專利]用于切削加工的立式雙向扭矩調(diào)整裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010867937.4
• 申請(qǐng)日: 2020-08-26
• 公開（公告）號(hào): CN111975452A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程祥;李陽(yáng);凌四營(yíng);蔡紅珍;楊先海;鄭光明;蔡引娣;賀磊;劉原勇;劉煥寶;趙光喜;孟建兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東理工大學(xué);大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B23Q17/00
• 分類號(hào): B23Q17/00;B23Q15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種用于切削加工的立式雙向扭矩調(diào)整裝置，包括三爪卡盤、扭矩傳感器、底座、X軸移動(dòng)組件和Y軸移動(dòng)組件等，特征是：扭矩傳感器支架水平臂的下端面固定安裝在運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)水平臂的上端面上，扭矩傳感器的一側(cè)法蘭面固定嵌裝在扭矩傳感器支架垂直臂的內(nèi)側(cè)面上，三爪卡盤水平固定安裝在扭矩傳感器的另一側(cè)法蘭面上；直線位移傳感器固定安裝在底座的側(cè)壁上，與直線位移傳感器對(duì)應(yīng)，測(cè)距板固定安裝在運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)水平臂的下端面上。采用本發(fā)明，能夠測(cè)量并控制機(jī)械加工過程中扭矩的大小，通過對(duì)加工參數(shù)的微調(diào)整，使扭矩穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)，對(duì)于提高工件加工質(zhì)量的穩(wěn)定性具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于切削加工的立式雙向扭矩調(diào)整裝置，屬于機(jī)械加工裝備領(lǐng)域。

背景技術(shù)

曲面薄壁類零件的切削加工中，由切削力產(chǎn)生的切削扭矩對(duì)于工件的加工質(zhì)量具有直接的影響，過大的切削扭矩會(huì)導(dǎo)致薄壁類零件的變形，然而在傳統(tǒng)的加工過程中扭矩是不可控的，總是基于加工完成工件的測(cè)量來調(diào)整加工參數(shù)，進(jìn)而調(diào)整加工扭矩，耗時(shí)長(zhǎng)、成本高且穩(wěn)定性差。因此，能夠精確測(cè)量薄壁類零件切削加工過程中的加工扭矩，并通過改變切削參數(shù)將切削扭矩控制在一個(gè)穩(wěn)定的值，是提高曲面薄壁類零件加工質(zhì)量的重要方法。同時(shí)，自適應(yīng)智能加工在超精密加工中的作用越來越明顯，采用加工扭矩自動(dòng)化測(cè)量與調(diào)整的加工扭矩調(diào)整裝置已成為自適應(yīng)智能加工裝備的發(fā)展趨勢(shì)。目前，這種具有加工扭矩調(diào)控能力的工作臺(tái)還處于初級(jí)階段，需要進(jìn)一步的研發(fā)以滿足市場(chǎng)的需求。研究開發(fā)適用于曲面薄壁類零件、超精密類零件等加工的加工扭矩調(diào)整工作臺(tái)，對(duì)于推動(dòng)自適應(yīng)智能加工技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的內(nèi)容在于提供一種能克服上述缺陷、智能化程度高的用于切削加工的立式雙向扭矩調(diào)整裝置。其技術(shù)方案為：

一種用于切削加工的立式雙向扭矩調(diào)整裝置，包括三爪卡盤、X軸移動(dòng)組件和Y軸移動(dòng)組件，X軸移動(dòng)組件與Y軸移動(dòng)組件的結(jié)構(gòu)相同，均包括2個(gè)導(dǎo)軌、4個(gè)滑塊、運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)和運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置；其中：X軸移動(dòng)組件中，X軸運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)通過4個(gè)滑塊支撐在2個(gè)導(dǎo)軌上，X軸移動(dòng)組件中的2個(gè)導(dǎo)軌均固定安裝在Y軸運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)的上端面上；Y軸移動(dòng)組件中，Y軸運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)通過4個(gè)滑塊支撐在2個(gè)導(dǎo)軌上，Y軸移動(dòng)組件中的2個(gè)導(dǎo)軌均固定安裝在底座的上端面上；運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置包括直線電機(jī)永磁體和直線電機(jī)線圈；其中：X軸運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置的直線電機(jī)永磁體固定安裝在Y軸運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)的上端面上，X軸運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置的直線電機(jī)線圈固定安裝在X軸運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)的下端面上；Y軸運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置的直線電機(jī)永磁體固定安裝在底座的上端面上，Y軸運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置的直線電機(jī)線圈固定安裝在Y軸運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)的下端面上；其特征在于：

增設(shè)了扭矩傳感器、X軸測(cè)距板、X軸直線位移傳感器、Y軸直線位移傳感器和Y軸測(cè)距板，其中：扭矩傳感器的底部嵌裝在X軸運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)的上端面內(nèi)，且與X軸運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)的上端面齊平；三爪卡盤底部固定安裝在扭矩傳感器的頂部；X軸直線位移傳感器固定安裝在Y軸運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)的上端面上，沿X軸運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向，X軸測(cè)距板固定安裝在X軸運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)的端部；Y軸直線位移傳感器固定安裝在底座的上端面上，沿Y軸運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向，Y軸測(cè)距板固定安裝在Y軸運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)的端部。

所述的用于切削加工的立式雙向扭矩調(diào)整裝置，其特征在于：X軸運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置和Y軸運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置均采用旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)與滾珠絲杠副組合的方式。

所述的用于切削加工的立式雙向扭矩調(diào)整裝置，其特征在于：X軸運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置和Y軸運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置均采用氣動(dòng)伺服驅(qū)動(dòng)方式。

其工作原理為：該裝置作為機(jī)床附件，當(dāng)對(duì)工件進(jìn)行加工時(shí)，將工件固定安裝在該裝置的三爪卡盤上，該裝置的底座固定安裝在機(jī)床工作臺(tái)上。在切削加工過程中，工件受到的扭矩通過三爪卡盤傳遞給扭矩傳感器，即可測(cè)得加工過程中的扭矩。同時(shí)，將測(cè)得的扭矩與該裝置的外置控制系統(tǒng)中設(shè)定的扭矩進(jìn)行對(duì)比，如果測(cè)得的扭矩小于系統(tǒng)設(shè)定的扭矩，為了提高加工效率，可以通過運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)增大切削參數(shù)來增大扭矩，如果測(cè)得的扭矩大于系統(tǒng)設(shè)定的扭矩，為了確保加工質(zhì)量，可以通過運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)減小切削參數(shù)來減小扭矩，確保扭矩為一個(gè)定值。