專利名稱：基于超磁致伸縮材料驅(qū)動的鏜桿裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鏜桿裝置，尤其是涉及一種基于超磁致伸縮驅(qū)動的鏜桿裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代制造業(yè)中，對于使用過程中受力受熱比較嚴重的孔零件，如發(fā)動機活塞異形銷孔和氣缸孔等，為了減輕使用過程中產(chǎn)生的變形，延長其使用壽命，將其加工成非圓柱孔，這要求鏜削過程中，除了刀具的旋轉(zhuǎn)和工件的進給兩個運動外，鏜削刀頭還必須附加徑向進給運動。由于非圓柱孔的精度很高，普通鏜刀無法實現(xiàn)微量徑向進給運動，基于超磁致伸縮材料驅(qū)動的鏜桿可滿足該要求?，F(xiàn)有基于超磁致伸縮材料驅(qū)動的鏜桿特征是，在鏜桿軸向方向嵌入一塊磁致伸縮材料塊，磁致伸縮材料快與鏜桿在兩端面牢固連接，繞有勵磁線圈的線圈支架套在磁致伸縮材料塊外的鏜桿部分，并保持徑向間隙，勵磁線圈安裝在支架座的孔內(nèi)。其工作原理是，在勵磁線圈上通入電流，不同的電流大小能產(chǎn)生不同的磁場強度，磁致伸縮材料塊推動鏜桿，從而使鏜桿產(chǎn)生不同的彎曲變形，實現(xiàn)鏜刀的微量徑向進給運動，滿足精密加工的需要。采用這種結(jié)構(gòu)，勵磁線圈電感大，難以恒流驅(qū)動，且勵磁線圈靠近超磁致伸縮材料塊，易將熱量傳遞給超磁致伸縮材料塊，影響超磁致伸縮材料塊的伸長精度，同時超磁致伸縮材料塊兩端直接與鏜桿連接，預(yù)壓力無法調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有基于超磁致伸縮執(zhí)行器的非圓柱孔鏜削鏜桿的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于超磁致伸縮驅(qū)動的鏜桿裝置，該鏜桿裝置不僅容易恒流驅(qū)動，減小勵磁線圈對超磁致伸縮材料塊的熱影響，而且可調(diào)節(jié)超磁致伸縮材料塊的預(yù)壓力。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
它包括勵磁機構(gòu)支架、勵磁機構(gòu)、嵌入式鏜桿；勵磁機構(gòu)支架固定于機床基座上，勵磁機構(gòu)垂直于機床導軌方向固定于勵磁機構(gòu)支架上，嵌入式鏜桿套在勵磁機構(gòu)中心孔處，嵌入式鏜桿中的超磁致伸縮材料塊位于勵磁機構(gòu)中心孔內(nèi)。所述的勵磁機構(gòu)支架包括底座與兩塊十字固定塊；底座上凸臺面兩側(cè)分別垂直安裝有十字固定塊，十字固定塊為不導磁材料。所述的勵磁機構(gòu)包括兩個以上的勵磁線圈和導磁片疊合而成的導磁環(huán)；兩個以上的勵磁線圈纏繞于導磁環(huán)的兩端；導磁環(huán)中部開圓孔，所述圓孔的兩側(cè)分別開有方孔，所述兩十字固定塊兩伸出端分別嵌入所述方孔中，嵌入式鏜桿套在導磁環(huán)中部圓孔中并保持徑向間隙。所述的嵌入式鏜桿包含鏜桿、導磁塊、超磁致伸縮材料塊、預(yù)壓塊和預(yù)壓力調(diào)節(jié)螺釘；靠近床頭箱一端的鏜桿圓柱面上開有軸向槽，從床頭箱一端向外的軸向槽內(nèi)依次設(shè)置導磁塊、超磁致伸縮材料塊和預(yù)壓塊，預(yù)壓塊上裝有預(yù)壓力調(diào)節(jié)螺釘。所述的預(yù)壓塊為半圓形，中心開有錐形孔，錐形孔兩側(cè)面開有一條貫通的曲線槽，所述的預(yù)壓力調(diào)節(jié)螺釘?shù)念^部具有與所述錐形孔相同的錐面，預(yù)壓力調(diào)節(jié)螺釘穿過預(yù)壓塊錐形孔，再擰入鏜桿軸向槽螺紋孔中鎖緊超磁致伸縮材料塊并調(diào)節(jié)預(yù)壓力。本發(fā)明具有的有益效果是
減小勵磁線圈的電感，使勵磁線圈容易驅(qū)動；減小勵磁線圈發(fā)熱對超磁致伸縮材料塊的影響；通過導磁塊與預(yù)壓塊的導磁作用，使超磁致伸縮材料塊所處磁場更均勻；通過預(yù)壓塊與預(yù)壓力調(diào)節(jié)螺釘可調(diào)節(jié)超磁致伸縮材料塊的預(yù)壓力。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖2是嵌入式鏜桿的結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖3是圖2的正視圖。圖4是圖3的A-A剖視圖。圖5是導磁塊結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是預(yù)壓塊結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是勵磁機構(gòu)結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖8是勵磁機構(gòu)支架結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖中1.嵌入式鏜桿，2.勵磁機構(gòu)，3.勵磁機構(gòu)支架，4.鏜桿，5導磁塊，6.超磁致伸縮材料塊，7.預(yù)壓塊，8.預(yù)壓力調(diào)節(jié)螺栓，9.導磁環(huán)，10.勵磁線圈，11.底座，12.十字固定塊。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。如圖1所示，本發(fā)明包括勵磁機構(gòu)支架3、勵磁機構(gòu)2、嵌入式鏜桿1 ；勵磁機構(gòu)支架3固定于機床基座上，勵磁機構(gòu)2垂直于機床導軌方向固定于勵磁機構(gòu)支架3上，嵌入式鏜桿1套在勵磁機構(gòu)2中心孔處，嵌入式鏜桿1中的超磁致伸縮材料塊6位于勵磁機構(gòu)2 中心孔內(nèi)。如圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所示，所述的嵌入式鏜桿1包括鏜桿4、半圓形導磁塊5、超磁致伸縮材料塊6、預(yù)壓塊7和預(yù)壓力調(diào)節(jié)螺釘8 ；靠近床頭箱一端的鏜桿4圓柱面上開有軸向槽，從床頭箱一端向外的軸向槽內(nèi)依次設(shè)置導磁塊5、超磁致伸縮材料塊6和預(yù)壓塊7，預(yù)壓塊7上裝有預(yù)壓力調(diào)節(jié)螺釘8。所述的預(yù)壓塊7為半圓形，中心開有錐形孔，錐形孔兩側(cè)面開有一條貫通的曲線槽，所述的預(yù)壓力調(diào)節(jié)螺釘8的頭部具有與所述錐形孔相同的錐面，預(yù)壓力調(diào)節(jié)螺釘8穿過預(yù)壓塊7錐形孔，再擰入鏜桿4軸向槽螺紋孔中鎖緊超磁致伸縮材料塊6并調(diào)節(jié)預(yù)壓力，半圓形的導磁塊5和半圓形的預(yù)壓塊7的凸起分別壓在超磁致伸縮材料塊6的兩端。如圖7所示，所述的勵磁機構(gòu)2包括四個勵磁線圈10和導磁片疊合而成的導磁環(huán) 9 ；四個勵磁線圈10對稱纏繞于導磁環(huán)9的兩端；導磁環(huán)9中部開圓孔，所述圓孔的兩側(cè)分別開有方孔，所述兩塊十字固定塊12兩伸出端分別嵌入所述方孔中，嵌入式鏜桿1套在導磁環(huán)9中部圓孔中并保持徑向間隙。如圖8所示，所述的勵磁機構(gòu)支架3包括底座11與兩塊十字固定塊12 ；底座11 上凸臺面兩側(cè)分別垂直安裝有十字固定塊。十字固定塊采用不導磁材料。
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本發(fā)明的工作原理如下
超磁致伸縮材料塊6在磁場的作用下，沿磁力線方向產(chǎn)生伸長變形。在勵磁線圈10通入電流，產(chǎn)生的磁場通過導磁環(huán)9、導磁塊5和預(yù)壓塊7在超磁致伸縮材料塊6處形成均勻的磁場，超磁致伸縮材料塊6產(chǎn)生伸長變形，從而使鏜桿產(chǎn)生彎曲變形，勵磁電流愈大，鏜桿的變形量也就愈大。按非圓柱孔加工要求控制勵磁電流大小即可加工出非圓柱孔。隨著預(yù)壓力調(diào)節(jié)螺釘?shù)臄Q入，螺釘頭部的錐面通過預(yù)壓塊中心錐形孔將預(yù)壓塊漲開，壓緊超磁致伸縮材料塊，通過控制預(yù)壓力調(diào)節(jié)螺釘?shù)臄Q入程度控制壓緊超磁致伸縮材料塊預(yù)壓力的大小。
權(quán)利要求
1.一種基于超磁致伸縮材料驅(qū)動的鏜桿裝置，其特征在于包括勵磁機構(gòu)支架(3)、勵磁機構(gòu)(2)和嵌入式鏜桿(1)；勵磁機構(gòu)支架(3)固定于機床基座上，勵磁機構(gòu)(2)垂直于機床導軌方向固定于勵磁機構(gòu)支架(3)上，嵌入式鏜桿(1)套在勵磁機構(gòu)(2)中心孔處，嵌入式鏜桿(1)中的超磁致伸縮材料塊位于勵磁機構(gòu)(2)中心孔內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超磁致伸縮材料驅(qū)動的鏜桿裝置，其特征在于所述的勵磁機構(gòu)支架(3)包括底座(11)與兩塊十字固定塊；底座(11)上凸臺面兩側(cè)分別垂直安裝有十字固定塊，十字固定塊為不導磁材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超磁致伸縮材料驅(qū)動的鏜桿裝置，其特征在于所述的勵磁機構(gòu)(2)包括兩個以上的勵磁線圈和導磁片疊合而成的導磁環(huán)(9);兩個以上的勵磁線圈纏繞于導磁環(huán)(9)的兩端；導磁環(huán)(9)中部開圓孔，所述圓孔的兩側(cè)分別開有方孔， 所述兩十字固定塊兩伸出端分別嵌入所述方孔中，嵌入式鏜桿(1)套在導磁環(huán)(9)中部圓孔中并保持徑向間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超磁致伸縮材料驅(qū)動的鏜桿裝置，其特征在于所述的嵌入式鏜桿(1)包括鏜桿(4)、導磁塊(5)、超磁致伸縮材料塊(6)、預(yù)壓塊(7)和預(yù)壓力調(diào)節(jié)螺釘(8)；靠近床頭箱一端的鏜桿(4)圓柱面上開有軸向槽，從床頭箱一端向外的軸向槽內(nèi)依次設(shè)置導磁塊(5)、超磁致伸縮材料塊(6)和預(yù)壓塊(7)，預(yù)壓塊(7)上裝有預(yù)壓力調(diào)節(jié)螺釘(8)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于超磁致伸縮材料驅(qū)動的鏜桿裝置，其特征在于所述的預(yù)壓塊(7)為半圓形，中心開有錐形孔，錐形孔兩側(cè)面開有一條貫通的曲線槽，預(yù)壓力調(diào)節(jié)螺釘(8)的頭部具有與所述錐形孔相同的錐面，預(yù)壓力調(diào)節(jié)螺釘(8)穿過預(yù)壓塊(7)錐形孔，再擰入鏜桿(4)軸向槽螺紋孔中鎖緊超磁致伸縮材料塊(6)并調(diào)節(jié)預(yù)壓力。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于超磁致伸縮材料驅(qū)動的鏜桿裝置。它包括勵磁機構(gòu)支架、勵磁機構(gòu)、嵌入式鏜桿；勵磁機構(gòu)支架固定于機床基座上，勵磁機構(gòu)垂直于機床導軌方向固定于勵磁機構(gòu)支架上，嵌入式鏜桿套在勵磁機構(gòu)中心孔處，嵌入式鏜桿中的超磁致伸縮材料塊位于勵磁機構(gòu)中心孔內(nèi)。本發(fā)明減小勵磁線圈的電感，使勵磁線圈容易驅(qū)動；減小勵磁線圈發(fā)熱對超磁致伸縮材料塊的影響；通過導磁塊與預(yù)壓塊的導磁作用，使超磁致伸縮材料塊所處磁場更均勻；通過預(yù)壓塊與預(yù)壓力調(diào)節(jié)螺釘可調(diào)節(jié)超磁致伸縮材料塊的預(yù)壓力。
文檔編號B23Q5/22GK102274989SQ20111019070
公開日2011年12月14日 申請日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者劉孝亮, 張雷, 王彬, 鄔義杰 申請人:浙江大學