[發明專利]用于切削加工的全向恒扭矩加工輔助裝置

有效

• 申請號: 202010868039.0
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN111940773B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 程祥;李陽;凌四營;蔡紅珍;鄭光明;楊先海;蔡引娣;郭前建;徐汝鋒;劉煥寶;趙光喜;李學偉
• 申請（專利權）人: 山東理工大學;大連理工大學
• 主分類號: B23B31/02
• 分類號: B23B31/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種用于切削加工的全向恒扭矩加工輔助裝置，包括三爪卡盤、X軸移動組件、Y軸移動組件、扭矩傳感器、連桿等，特征是：A軸扭矩傳感器沿X軸方向水平安裝，B軸扭矩傳感器沿Y軸方向水平安裝，C軸扭矩傳感器沿Z軸方向豎直安裝；支架水平臂的底面固定安裝在X軸運動滑臺上；A軸扭矩傳感器的兩端分別與支架的垂直臂和AB軸連桿的一端固定連接，AB軸連桿的另一端經B軸扭矩傳感器與BC軸連桿的一端固定連接，BC軸連桿的另一端經C軸扭矩傳感器與三爪卡盤的底部固定連接。采用本發明，能夠測量并控制機械加工過程中扭矩的大小，通過對加工參數的微調整，使扭矩穩定在一定的范圍內，對于提高工件加工質量的穩定性具有重要意義。

技術領域

本發明涉及一種用于切削加工的全向恒扭矩加工輔助裝置，屬于機械加工裝備領域。

背景技術

曲面薄壁類零件的切削加工中，由切削力產生的切削扭矩對于工件的加工質量具有直接的影響，過大的切削扭矩會導致薄壁類零件的變形，然而在傳統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量來調整加工參數，進而調整加工扭矩，耗時長、成本高且穩定性差。因此，能夠精確測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將切削扭矩控制在一個穩定的值，是提高曲面薄壁類零件加工質量的重要方法。同時，自適應智能加工在超精密加工中的作用越來越明顯，采用加工扭矩自動化測量與調整的加工扭矩調整裝置已成為自適應智能加工裝備的發展趨勢。目前，這種具有加工扭矩調控能力的工作臺還處于初級階段，需要進一步的研發以滿足市場的需求。研究開發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整工作臺，對于推動自適應智能加工技術的發展具有重要意義。

發明內容

本發明的內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全向恒扭矩加工輔助裝置。其技術方案為：

一種用于切削加工的全向恒扭矩加工輔助裝置，包括三爪卡盤、X軸移動組件和Y軸移動組件，X軸移動組件與Y軸移動組件的結構相同，均包括2個導軌、4個滑塊、運動滑臺和運動滑臺驅動裝置；其中：X軸移動組件中，X軸運動滑臺通過4個滑塊支撐在2個導軌上，X軸移動組件中的2個導軌均固定安裝在Y軸運動滑臺上；Y軸移動組件中，Y軸運動滑臺通過4個滑塊支撐在2個導軌上，Y軸移動組件中的2個導軌均固定安裝在底座上；運動滑臺驅動裝置包括直線電機永磁體和直線電機線圈；其中：X軸運動滑臺驅動裝置的直線電機永磁體固定安裝在Y軸運動滑臺的上端面上，X軸運動滑臺驅動裝置的直線電機線圈固定安裝在X軸運動滑臺的下端面上；Y軸運動滑臺驅動裝置的直線電機永磁體固定安裝在底座的上端面上，Y軸運動滑臺驅動裝置的直線電機線圈固定安裝在Y軸運動滑臺的下端面上；其特征在于：

增設了C軸扭矩傳感器、BC軸連桿、B軸扭矩傳感器、AB軸連桿、A軸扭矩傳感器、支架、X軸測距板、X軸直線位移傳感器、Y軸測距板和Y軸直線位移傳感器，其中：AB軸連桿和BC軸連桿弧度均為90度；A軸扭矩傳感器沿X軸方向水平安裝，B軸扭矩傳感器沿Y軸方向水平安裝，C軸扭矩傳感器沿Z軸方向豎直安裝；支架水平臂的底面固定安裝在X軸運動滑臺上；A軸扭矩傳感器的兩端分別與支架的垂直臂和AB軸連桿的一端固定連接，AB軸連桿的另一端經B軸扭矩傳感器與BC軸連桿的一端固定連接，BC軸連桿的另一端經C軸扭矩傳感器與三爪卡盤的底部固定連接；X軸直線位移傳感器固定安裝在Y軸運動滑臺的上端面上，與X軸直線位移傳感器對應，X軸測距板固定安裝在X軸運動滑臺的端部上；Y軸直線位移傳感器固定安裝在底座的上端面上，與Y軸直線位移傳感器對應，Y軸測距板固定安裝在Y軸運動滑臺的端部上。

其工作原理為：該裝置作為機床附件，當對工件進行加工時，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床工作臺上。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，即可測得加工過程中的扭矩。同時，將測得的扭矩與該裝置的外置控制系統中設定的扭矩進行對比，如果測得的扭矩小于系統設定的扭矩，為了提高加工效率，可以通過運動滑臺驅動裝置的運動增大切削參數來增大扭矩，如果測得的扭矩大于系統設定的扭矩，為了確保加工質量，可以通過運動滑臺驅動裝置的運動減小切削參數來減小扭矩，確保扭矩為一個定值。