基于2d激振閥的振動拉削方法
【專利說明】
[0001 ]本發(fā)明涉及振動拉削的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于2D激振閥的振動拉削方法。
【背景技術(shù)】
[0002]拉削可以加工成各種截面形狀的通孔及各種特殊形狀的外表面。由于拉削速度較低，拉削過程平穩(wěn)，切削層厚度薄而均勻，因此可獲得較高的加工精度及較小的表面粗糙度，拉刀的使用壽命也較長。拉削加工方法在成批和大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。近年來，在小批生產(chǎn)中具有一定精度的花鍵孔、鍵槽等都采用拉削。按照拉床主運(yùn)動方向，拉削可分為立式和臥式;按照拉刀相對于工件位置，拉削可分為內(nèi)拉和外拉。實(shí)現(xiàn)拉削作業(yè)的機(jī)床叫拉床，按照驅(qū)動方式，可分為液壓拉床和機(jī)械拉床，本專利主要針對液壓拉床。
[0003]日本公開了一種利用超聲波振動輔助拉削加工鍵槽的專利，其思路是在連接主油缸和拉刀夾刀座上設(shè)置超聲振動器，令拉刀中主運(yùn)動方向產(chǎn)生額外的超聲波振動，令葉片槽兩側(cè)實(shí)現(xiàn)同時高精度加工。振動拉削為新型拉削技術(shù)的開發(fā)提供了新的思路，但是相關(guān)文獻(xiàn)報道鮮見報端。主要原因是超聲波激振器產(chǎn)生的振動功率小，不能滿足振動拉削的要求。本專利引入2D激振閥，大幅度提高了激振頻率，最高激振頻率已達(dá)1250Hz，滿足振動拉削的高頻大推力微幅的激振需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)中拉削精度低及拉刀壽命短的問題，提供了基于2D激振閥的振動拉削方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
所述的基于2D激振閥的振動拉削方法，所述方法采用設(shè)備是液壓臥式內(nèi)拉床及2D激振閥，所述液壓臥式內(nèi)拉床包括床身、主刀夾座、主卡刀體、主溜板導(dǎo)軌、床臺、工作臺、工作臺定心孔、輔溜板導(dǎo)軌、輔卡刀體、輔刀夾座、輔床身及底座，液壓臥式內(nèi)拉床內(nèi)部設(shè)有主油路，所述主油路與主油缸相連，主油缸內(nèi)的活塞帶動拉床的拉刀做拉削運(yùn)動，所述2D激振閥包括交流伺服電機(jī)、大齒輪、小齒輪、閥芯、閥套、閥塊、聯(lián)軸器、彈簧、及直線電機(jī)，2D激振閥的閥芯具有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和軸向運(yùn)動兩個自由度，閥芯的旋轉(zhuǎn)速度是由交流伺服電機(jī)通過一對齒輪組進(jìn)行控制，所述的2D激振閥的閥芯臺肩周向均與開設(shè)溝槽，其中相鄰臺肩上的溝槽相互錯位;該方法是通過在主油路上并聯(lián)設(shè)置2D激振閥來實(shí)現(xiàn)振動拉削，包括如下步驟:
a.2D激振閥管路并聯(lián)在主油缸回路的單向閥與主油缸進(jìn)油口之間；
b.2D激振閥電路與2D激振閥伺服控制器連接，再將PLC與2D激振閥伺服控制器連接；
c.工件裝夾在拉床的工作臺上，將拉刀復(fù)位；
d.PLC向2D激振閥伺服控制器發(fā)出脈沖，2D激振閥閥芯在交流伺服電機(jī)的帶動在開始運(yùn)行；當(dāng)2D激振閥的閥芯處于PA位時油路接通，高壓油進(jìn)入主油缸的有桿腔，當(dāng)2D激振閥的閥芯處于中間位時油路關(guān)閉，高壓油停止進(jìn)入主油缸的有桿腔，通過2D激振閥的閥芯的連續(xù)旋轉(zhuǎn)切換來控制高壓油向有桿腔周期性供油，在主油缸內(nèi)產(chǎn)生高頻顫振；
e.主電動機(jī)工作，主油路開始向主油缸的有桿腔供油;主油路及2D激振閥油路共同向主油缸有桿腔供油，主油缸內(nèi)的活塞帶動拉刀向右做振動拉削運(yùn)動對工件進(jìn)行拉削加工；
f.主油缸內(nèi)的活塞到達(dá)最右端時，拉削完成;主油缸的信號器發(fā)出信號，2D激振閥閥芯停止轉(zhuǎn)動，閥芯處于中間位停止供油，PLC不再向2D激振閥伺服控制器發(fā)出脈沖；
g.主油路控制主油缸回程使拉刀復(fù)位。
[0006]所述的基于2D激振閥的振動拉削方法，其特征在于，所述步驟d中高頻顫振的頻率最高為1250HZ，所述的高頻顫振是由2D激振閥伺服控制器與PLC共同作用于2D激振閥來實(shí)現(xiàn)的。
[0007]所述的基于2D激振閥的振動拉削方法，其特征在于，所述的步驟d中2D激振閥的閥芯連續(xù)旋轉(zhuǎn)切換能夠?qū)崿F(xiàn)對有桿腔進(jìn)行周期性增壓。
[0008]所述的基于2D激振閥的振動拉削方法，其特征在于，所述的步驟d中2D激振閥的閥芯能作軸向直線運(yùn)動，軸向直線運(yùn)動是由直線電機(jī)控制，能對閥芯開口大小進(jìn)行調(diào)節(jié)從而改變主油缸輸出的振幅的大小。
[0009]本發(fā)明有益的效果是，利用2D激振閥實(shí)現(xiàn)對拉床主驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)生高頻顫振，振動功率大，最高頻率可達(dá)1250HZ，滿足振動拉削的高頻大推力的激振需求，振動拉削能夠有效的提高拉削工件表面質(zhì)量、幾何精度，提高拉刀使用壽命。
【附圖說明】
[00?0]圖1為液壓臥式內(nèi)拉床的結(jié)構(gòu)不意圖；
圖2為拉削原理圖；
圖3為閥芯位于PA位的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為閥芯位于中間位的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:1.床身，2.主刀夾座，3.主卡刀體，4.主溜板導(dǎo)軌，5.床臺；6.工作臺，7.工作臺定心孔，8.輔溜板導(dǎo)軌，9.輔卡刀體，10.輔刀夾座，11.輔床身，12.底座，13.主油缸，14儲能器，15.閥塊16.閥套，17.大齒輪，18.交流伺服電機(jī)，19.小齒輪，20.聯(lián)軸器，21.彈簧，22.閥芯，23.聯(lián)軸器，24.直線電機(jī)，25.油箱，27.葉片栗，28.主電動機(jī)，29.吸油濾網(wǎng)，30.油箱，31.直通單向閥，32.空氣濾清器，33.溢流閥，34.壓力表，35.單向順序閥，36.單向節(jié)流閥，37.電磁換向閥，38.電液換向閥，39.壓力表開關(guān)，40.2D激振閥。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0012]如圖1至圖3所示，本發(fā)明的拉削方法中所用的拉床為液壓臥式拉床，它是由床身
1、床臺5、輔床身11、底座12、工作臺6、主溜板導(dǎo)軌4、輔溜板導(dǎo)軌8、主刀夾座2、主卡刀體3、輔刀夾座10、及輔卡刀體9構(gòu)成，工作臺6為拉床的結(jié)構(gòu)件，起支撐作用；主溜板導(dǎo)軌4、輔溜板導(dǎo)軌8分別安裝在床身I和輔床身11上，主溜板、輔溜板是運(yùn)動部件，主刀夾座2和主卡刀體3組成的裝配體，輔刀夾座10和輔卡刀體組成裝配體，分別安裝在主溜板和輔溜板上。拉削時，工件通過夾具裝夾在工作臺6上，拉刀由主卡刀體3夾緊，隨著主溜板在主溜板導(dǎo)軌上直線運(yùn)動，完成對工件的拉削成形。輔卡刀體9在拉削過程中加緊拉刀尾部，隨著拉刀運(yùn)動，起護(hù)送作用;退刀后，附卡刀體松開，完成下一次加工的上料。該拉削過程中，主溜板的運(yùn)動由主油缸驅(qū)動。拉床拉刀的運(yùn)動是由液壓系統(tǒng)控制，拉床主油缸供油回路，包括葉片栗27、主電動機(jī)28、吸油濾網(wǎng)29、油箱30、直通單向閥31、空氣濾清器32，溢流閥33、壓力表34、單向順序閥35、單向節(jié)流閥36、電磁換向閥37、電液換向閥38、壓力表開關(guān)39及2D激振閥40。所述的直通單向閥31、溢流閥33、單向順序閥35單向節(jié)流閥36、電磁換向閥37及電液換向閥38用于控制主油路，2D激振閥40用于控制2D激振閥40管路。
[0013]2D激振閥40主要是由交流伺服電機(jī)18、大齒輪17、小齒輪19、閥芯22、閥套16、閥體15、聯(lián)軸器20、彈簧21及直線電機(jī)24構(gòu)成，2D激振閥的閥芯22具有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和軸向運(yùn)動兩個自由度，閥芯的旋轉(zhuǎn)速度是由交流伺服電機(jī)18通過一對齒輪組進(jìn)行控制，所述的2D激振閥的閥芯22臺肩周向均與開設(shè)溝槽，其中相鄰臺肩上的溝槽相互錯位。當(dāng)閥芯22處于PA位接通時，高壓油從P 口流入，經(jīng)過B 口進(jìn)入主油缸13的有桿腔，活塞桿連接拉刀，活塞桿在液壓油推力的作用下往右運(yùn)動，當(dāng)閥芯22處于中間為時，主油缸13有桿腔內(nèi)的液壓油通過B口流到儲能器14中，因此通過控制閥芯22的連續(xù)旋轉(zhuǎn)就能實(shí)現(xiàn)拉床主油缸13有桿腔的周期性增壓，2D激振閥的閥芯22除了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動還具有軸向運(yùn)動，軸向直線運(yùn)動是由直線電機(jī)24控