[发明专利]一种可实现镗刀径向自动调节的弹性镗杆

说明书

技术领域

本发明属于加工刀具附件领域，更具体地，涉及一种可实现镗削过程中镗刀自动径向调节的弹性镗杆。

背景技术

在大批量生产制造中，高精度镗削是孔及套车圆重要的精加工手段。但由于不可避免的刀具磨损及其它随机因素，必然造成加工精度的下降，从而刀具的调整就不可避免；因此，具有自动精确微量调刀功能的镗削加工技术就成为保证和提高加工质量和效率的不可缺少的手段，此外，对于异形孔的插补加工同样需要刀具在加工过程中实现微量径向进给。

目前技术上实现镗削微量径向进给的装置主要有弹性机构如弹性刀夹、弹性镗杆和特殊机械机构如偏心轴等。前者主要优势在于能获得较高的补偿精度，但刚度较差；后者的主要优势在于刚度好，但结构、工艺复杂，不易维护。此外，不可避免的机械磨损都会造成补偿精度的下降，乃至失效。

本发明人在CN02115538.0提出了一种新型弹性镗杆，其通过镗杆中段的弹性壁结构来实现对镗刀径向上的调节。然而，通过多年的工程应用和实验表明：1)一旦在加工过程中切削力出现较大扰动，会带来较大的尺寸和形状误差，因此，其刚性有待进一步提高；2)由于该发明只能实现单向补偿(径向微量进给)，相应限制了该技术的应用范围；3)由于该弹性镗杆的刚性和最大补偿范围相互制约，例如要求刚性大，则最大补偿范围小，反之亦然，这同样限制了该镗杆的应用范围；4)对镗刀径向调节的精度有待进一步提高，以适应于更高加工标准的生产要求；5)顶杆组件的螺钉在变形体内部装配，限制了推杆的设计空间，从而降低了推杆的强度及刚性；6)该发明镗杆的联接套增加了该镗杆的轴向长度，并使得弹性镗杆与主轴的联接增加了一个环节，从而减小了镗杆的整体刚度，此外，该联接套与拉杆的接触处易于磨损，对补偿的精度及可靠性有明显不利影响，需要定期更换。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷，本发明的目的在于提供一种能自动进行微米级调刀的镗杆，能显著提高弹性镗杆的刚度或扩大最大调刀(补偿)范围，以满足精密镗削加工中自动误差控制及插补加工的需要，从而保证和提高加工的质量、效率及可靠性。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种可实现镗刀径向自动调节的弹性镗杆，该弹性镗杆由作为镗杆主体的弹性变形体，以及设置在该弹性变形体内部的斜块、顶杆组件和拉杆而构成，其中：

所述弹性变形体的前端用于与装有镗刀的刀杆组件连接，后端用于与镗削动力头主轴同轴连接，所述弹性变形体的中部在其相互平行的两个横截面上对称地分别设置有多个槽，并且每个横截面上的槽之间的间隔部分形成了四个起铰链作用的弹性壁结构；

所述斜块设置在弹性变形体的前端内部，并具备相互平行的上下两个斜面；

所述拉杆与所述斜块相连，用于在电机的驱动下带动斜块一起作轴向移动；

所述顶杆组件包括两个与弹性变形体的轴向方向相垂直的顶杆，它们各自的一端与弹性变形体前端固定连接，另外一端分别与所述斜块的上下两个斜面保持接触，由此在拉杆带动斜块一起作轴向移动的过程中发生径向偏移。

通过按照本发明以上构思的弹性镗杆，当拉杆在伺服电机的驱动下带动与其相连的斜块一起在弹性变形体内部轴向移动时，斜块与保持同斜块的上下斜面保持接触的两个顶杆发生作用，由此推动顶杆作径向偏移；由于弹性变形体的中部设置多个槽并通过相邻槽之间的间隔部分相应形成八个弹性壁，这些弹性壁在顶杆作径向偏移的过程中通过自身的弹性而起到铰链的作用，由此使得作为镗杆主体的弹性变形体的前端在整体上能够在径向方向上作相对移动，相应地，实现刀杆及其刀具位置在径向上的自动调节。

特别是，由于按照上述构思的弹性镗杆省去了联接套元件，镗削动力头主轴能够与弹性变形体的后端直接同轴连接，由此可提高镗杆的整体刚性；由于将斜块与拉杆保持独立地相连，这样既简化了零件的制造工艺，便于更换维护，同时也易于在双向补偿过程中保证斜面自身的精度；顶杆组件包括上下两套顶杆的设计不仅能实现双向补偿，相应也提高了镗杆的整体刚性；此外，弹性变形体内部设置的八个起铰链作用的弹性壁结构能够进一步提高镗刀径向双向调节的精度并达到微米级，而斜块结构与钢球加带斜面推杆的配合方式相比，不必考虑钢球自身的磨损及变形对径向调节的影响，这样同样能够提高镗刀径向调节的精确性和可靠性。

作为进一步优选地，所述弹性变形体各个横截面上形成的弹性壁结构呈中心对称分布，它们相互平行且垂直于弹性变形体的径向方向。