[發明專利]珩鉸刀

有效

• 申請號: 202011119696.1
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112276236B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 華順明;張宇;許少鋒;劉立君;王義強
• 申請（專利權）人: 浙大寧波理工學院
• 主分類號: B23D77/00
• 分類號: B23D77/00;B23D77/14;B24B33/08
• 代理公司: 寧波市海曙鈞泰專利代理事務所(普通合伙) 33281
• 代理人: 代忠炯

本發明公開了一種珩鉸刀，包括軸向首尾相接的圓形的刀桿本體和設有珩鉸條的圓形框架式的珩鉸基座，刀桿本體的一端有與機床連接的法蘭盤，珩鉸基座與刀桿本體上有使珩鉸條自動徑向張開或自動徑向縮回的結構；刀桿本體上有經振動產生電源的壓電俘能器，刀桿本體上的第一中心孔內固定有通電能軸向伸長的壓電疊堆，壓電疊堆的外端與用于軸向移動并使珩鉸條徑向張開或徑向縮回的芯軸的一端固定；壓電疊堆上有位移傳感器；壓電俘能器經控制電路和設于刀桿本體內的導線與壓電疊堆電連接，位移傳感器與控制電路電連接。該珩鉸刀在加工過程中能自動調節補償珩鉸刀中的珩鉸條的徑向位置以使珩鉸條的磨削部位始終保持磨削狀態、并能保證加工精度。

技術領域

本發明涉及精密加工刀具技術領域，具體講是一種珩鉸刀。

背景技術

珩鉸刀被廣泛應用于精密加工技術領域，由于珩鉸刀的外圓面上可鍍覆一層金剛石磨料，故而可以對高硬度材料進行精密加工。現有的珩鉸刀的鉸珩桿一般由刀桿本體和芯軸構成，芯軸具有一定的錐度或稱錐面，可通過調節芯軸的軸向位置，使刀桿本體膨脹，刀桿本體上的金剛石磨料對孔壁不斷磨削，從而使加工孔的孔徑不斷變大，達到對待加工孔精密磨削加工的目的。

但現有技術的調節芯軸軸向位置，即使其軸向移動的結構基本都是刀桿頂端與芯軸相連的公母螺紋，該調節結構在實際調整操作中主要有三個缺點：一是需要在機器停止工作時才能調節，影響了精密加工過程的連續性。二是芯軸的調節由人工手動調節，難以保證加工精度。三是母螺紋即螺母頻繁的扭動容易磨損芯軸的公螺紋，不利于刀具的長期使用，即影響了珩鉸刀的使用壽命。

發明內容

本發明要解決技術問題是，克服以上現有技術的不足，提供一種加工過程中能自動調節補償珩鉸刀中的珩鉸條的徑向位置以使珩鉸條的磨削部位始終保持磨削狀態、并能保證加工精度的珩鉸刀。

本發明的技術解決方案是，提供一種珩鉸刀，包括軸向首尾相接的圓形的刀桿本體和圓形的珩鉸基座，珩鉸基座上設有沿圓周布置的多根磨削用的珩鉸條，刀桿本體的一端有與機床連接的結構，珩鉸基座與刀桿本體上有使珩鉸條自動徑向伸出或自動徑向縮回的結構；刀桿本體上有經振動產生電源的壓電俘能器，刀桿本體上有第一中心孔，第一中心孔內固定有通電能軸向伸長的壓電疊堆，壓電疊堆的外端與用于軸向移動并使珩鉸條徑向伸出或徑向縮回的芯軸的一端連接,壓電疊堆上有位移傳感器，位移傳感器與控制電路電連接,壓電俘能器經控制電路和導線與壓電疊堆電連接。

以上結構的工作原理大致如下：只要刀桿本體旋轉，壓電俘能器就產生電能并經控制電路和導線將電源輸送給壓電疊堆，壓電疊堆伸長并帶動芯軸向珩鉸基座軸向移動，并使珩鉸條徑向伸出或徑向張開而對加工孔進行加工，在加工過程中，珩鉸條始終與加工孔的內表面接觸即始終處于加工狀態，而實現自動補償。而本領域技術人員均知，市售壓電疊堆如市售閉環壓電疊堆的隨附技術文件中，驅動電壓和位移均已經過標定，滿足一定關系，即在保持推力不變的條件下，電壓越大，位移越大。實際操作中,還可以對已有的市售壓電疊堆進行建模，即輸入不同的驅動電壓，并記錄不同電壓值對應的位移值，將上述驅動電壓值和位移值的一一映射關系即數據模型預存于微處理器中。加工過程中檢測到的壓電疊堆的位移信號不間斷地傳至微處理器，微處理經時時比對預存數據以適時控制加大電壓以增加磨削量，或保持電壓以維持現有磨削量，或減小電壓以減少磨削量；或斷掉壓電疊堆的電源，此時珩鉸基座與刀桿本體上使珩鉸條自動徑向伸出或自動徑向縮回的結構就會自動縮回珩鉸條而脫離磨削加工狀態。

采用以上結構后，本發明珩鉸刀具有以下優點：在珩鉸加工過程中，壓電俘能器利用正壓電效應，將珩鉸刀工作時的周向旋轉能量轉換為電能，無需外接其他電源，節約能源。壓電疊堆則利用逆壓電效應軸向推動以經芯軸徑向伸出或稱徑向張開珩鉸條以實現磨削加工。在珩鉸加工的過程中自動調節補償，不需要機器停止工作，保證了精密加工過程的連續性。由于控制電路自動控制調節補償，能有效保證珩鉸加工的精度。由于省去公母螺紋頻繁扭動和接觸磨損，避免了珩鉸刀工作過程的內部零件相互之間的磨損，有利于刀具的長期使用，延長了珩鉸刀的使用壽命。