[发明专利]基于超磁致伸缩材料驱动的镗杆装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种镗杆装置，尤其是涉及一种基于超磁致伸缩驱动的镗杆装置。

背景技术

现代制造业中，对于使用过程中受力受热比较严重的孔零件，如发动机活塞异形销孔和气缸孔等，为了减轻使用过程中产生的变形，延长其使用寿命，将其加工成非圆柱孔，这要求镗削过程中，除了刀具的旋转和工件的进给两个运动外，镗削刀头还必须附加径向进给运动。由于非圆柱孔的精度很高，普通镗刀无法实现微量径向进给运动，基于超磁致伸缩材料驱动的镗杆可满足该要求。现有基于超磁致伸缩材料驱动的镗杆特征是，在镗杆轴向方向嵌入一块磁致伸缩材料块，磁致伸缩材料快与镗杆在两端面牢固连接，绕有励磁线圈的线圈支架套在磁致伸缩材料块外的镗杆部分，并保持径向间隙，励磁线圈安装在支架座的孔内。其工作原理是，在励磁线圈上通入电流，不同的电流大小能产生不同的磁场强度，磁致伸缩材料块推动镗杆，从而使镗杆产生不同的弯曲变形，实现镗刀的微量径向进给运动，满足精密加工的需要。采用这种结构，励磁线圈电感大，难以恒流驱动，且励磁线圈靠近超磁致伸缩材料块，易将热量传递给超磁致伸缩材料块，影响超磁致伸缩材料块的伸长精度，同时超磁致伸缩材料块两端直接与镗杆连接，预压力无法调节。

发明内容

为了克服现有基于超磁致伸缩执行器的非圆柱孔镗削镗杆的不足，本发明的目的在于提供一种基于超磁致伸缩驱动的镗杆装置，该镗杆装置不仅容易恒流驱动，减小励磁线圈对超磁致伸缩材料块的热影响，而且可调节超磁致伸缩材料块的预压力。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

它包括励磁机构支架、励磁机构、嵌入式镗杆；励磁机构支架固定于机床基座上，励磁机构垂直于机床导轨方向固定于励磁机构支架上，嵌入式镗杆套在励磁机构中心孔处，嵌入式镗杆中的超磁致伸缩材料块位于励磁机构中心孔内。

所述的励磁机构支架包括底座与两块十字固定块； 底座上凸台面两侧分别垂直安装有十字固定块，十字固定块为不导磁材料。

所述的励磁机构包括两个以上的励磁线圈和导磁片叠合而成的导磁环；两个以上的励磁线圈缠绕于导磁环的两端；导磁环中部开圆孔，所述圆孔的两侧分别开有方孔，所述两十字固定块两伸出端分别嵌入所述方孔中，嵌入式镗杆套在导磁环中部圆孔中并保持径向间隙。

所述的嵌入式镗杆包含镗杆、导磁块、超磁致伸缩材料块、预压块和预压力调节螺钉；靠近床头箱一端的镗杆圆柱面上开有轴向槽，从床头箱一端向外的轴向槽内依次设置导磁块、超磁致伸缩材料块和预压块，预压块上装有预压力调节螺钉。所述的预压块为半圆形，中心开有锥形孔，锥形孔两侧面开有一条贯通的曲线槽，所述的预压力调节螺钉的头部具有与所述锥形孔相同的锥面，预压力调节螺钉穿过预压块锥形孔，再拧入镗杆轴向槽螺纹孔中锁紧超磁致伸缩材料块并调节预压力。

本发明具有的有益效果是：

减小励磁线圈的电感，使励磁线圈容易驱动；减小励磁线圈发热对超磁致伸缩材料块的影响；通过导磁块与预压块的导磁作用，使超磁致伸缩材料块所处磁场更均匀；通过预压块与预压力调节螺钉可调节超磁致伸缩材料块的预压力。

附图说明

图1是本发明的整体结构原理示意图。

图2是嵌入式镗杆的结构原理示意图。

图3是图2的正视图。

图4是图3的A-A剖视图。

图5是导磁块结构示意图。

图6是预压块结构示意图。

图7是励磁机构结构原理示意图。

图8是励磁机构支架结构原理示意图。

图中：1.嵌入式镗杆，2.励磁机构，3.励磁机构支架，4.镗杆，5导磁块，6.超磁致伸缩材料块，7.预压块，8.预压力调节螺栓，9.导磁环，10.励磁线圈，11.底座，12.十字固定块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明包括励磁机构支架3、励磁机构2、嵌入式镗杆1；励磁机构支架3固定于机床基座上，励磁机构2垂直于机床导轨方向固定于励磁机构支架3上，嵌入式镗杆1套在励磁机构2中心孔处，嵌入式镗杆1中的超磁致伸缩材料块6位于励磁机构2中心孔内。