[发明专利]超磁致伸缩式高速切削落刀装置

说明书

技术领域

本发明涉及车床部件，具体地说，涉及超磁致伸缩式高速切削落刀装置。

背景技术

切削过程中的各种物理现象，切削热、刀具的磨损、已加工表面的质量、切屑晶粒大小变化等均与切屑有关，而切屑根部由于保留了切削层材料流经第一变形区切屑的变形及剪切带的启动和扩展过程，有非常重要的研究价值。

车削落刀装置是获得切屑根部的常用工具，在正常切削过程中，通过外力使刀具瞬间脱离工件，可获得与工件相连接的切屑根部。随着科研的进步，对切削速度要求越来越高，一般来说，在高速切削情况下，落刀速度越快，获得的切屑根部越接近实际情况，也有越高的科研价值。目前，常用的落刀装置有爆炸式、枪击式和弹簧式，爆炸式“冻结”效果最好，通过爆炸的推力可使刀具快速脱离工件，但由于药量难以确定，危险性大，爆炸对整个装置都会产生损坏，已极少应用；枪击式，是利用射钉弹中的火药燃烧作为动力，推动活塞杆和钢钉高速运动，撞击落刀块等使刀具脱离工件，其缺点是装置结构复杂且危险系数高；弹簧式落刀装置利用弹簧的弹力使刀具脱离，这种落刀方式，在切削速度较低时有较好的效果，但随着切削速度的提高，弹簧提供的车刀脱离加速度较小，难以获得理想的切屑根部。

超磁致伸缩驱动器核心部件为超磁致伸缩材料，该材料因其在室温下机械能－电能转换率高、能量密度大、可靠性好、驱动方式简单等优点被广泛应用，超磁致伸缩材料产生磁致伸缩效应的响应时间极短，磁化和产生应力的效应几乎同时发生，利用这一特点，可以用于超高灵敏的电磁驱动原件。

发明内容

本发明所要解决的问题是针对现有技术存在的不足，设计一种操作安全，能在高速切削条件（＞1000m/min）下获得理想切削根部的落刀装置。

为实现上述目的，本发明提供了一种超磁致伸缩式高速切削落刀装置，所采用的技术方案为。

超磁致伸缩式高速切削落刀装置，主要包括，刀杆、刀架、超磁致伸缩驱动器、圆柱销、交流电磁铁、磁铁、紧定螺钉，其特征在于：刀杆末端通过圆柱销与刀架连接，刀架固定有交流电磁铁，通过紧定螺钉固定，刀杆上通过紧定螺钉固定有磁铁，超磁致伸缩驱动器末端固定在刀架上，伸出杆与刀杆相接触。

下面对本发明的技术方案作进一步说明。

前述的超磁致伸缩式高速切削落刀装置，其特征在于，所述的交流电磁铁与磁铁的吸引面相重合。

前述的超磁致伸缩式高速切削落刀装置，其特征在于，所述的刀杆可绕圆柱销旋转。

本发明的有益之处在于：本发明的超磁致伸缩式高速切削落刀装置落刀速度快，超磁致伸缩驱动器产生的磁致伸缩效应的响应时间极短，磁化产生应力效应的时间在百万分之一秒左右；超磁致伸缩驱动器和电磁铁都是通过电磁控制，操作人员可在安全距离外操作整个过程，无落刀噪声大、切屑飞溅等安全隐患。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的刀杆结构示意图。

图3是本发明的刀架结构示意图。

图1标记说明：1刀杆，2刀架，3超磁致伸缩驱动器，4圆柱销。

图2标记说明：5刀片，6紧定螺钉，7压板，8紧定螺钉，9磁铁，10紧定螺钉。

图3标记说明：11紧定螺钉，12交流电磁铁。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明：如图1、图2、图3所示，超磁致伸缩式高速切削落刀装置，主要结构包括：1刀杆、2刀架、3超磁致伸缩驱动器、4圆柱销、9磁铁、11紧定螺钉、12交流电磁铁。首先通过螺栓把2刀架固定在车床上，对通过11紧定螺钉固定的12交流电磁铁通交流电吸引9磁铁，开动车床对工件进行切削，在车床主轴转速达到设定切削速度后，对12交流电磁铁断电，通反向交流电，12交流电磁铁对9磁铁由吸引力变为排斥力，同时对3超磁致伸缩驱动器通电，3超磁致伸缩驱动器产生应力，通过伸出杆作用于1刀杆，1刀杆受3超磁致伸缩驱动器向下的压力和12交流电磁铁的共同作用，以较高的速度绕4圆柱销旋转，脱离工件。停止车床，关闭超磁致伸缩驱动器和交流电磁铁的电源，完成整个切削落刀实验。