[发明专利]一种精密加工异形销孔装置及加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，特别是涉及一种精密加工异形销孔装置及加工方法。

背景技术

活塞异形销孔能够显著改善销孔座应力分布，提高活塞的使用寿命，但由于活塞异形销孔结构的特殊性，给其精密加工提出了难题，目前对异型销孔的加工方案中，压电陶瓷材料具有速度响应快，镗杆动作灵敏，但是压电陶瓷随主轴一起旋转时，供电困难，采用电刷接触方式，难以满足高速镗削的要求，超磁致伸缩材料作为一种新型智能材料，具有驱动力大、伸缩系数大、功率密度高、响应速度快、可控精度高等特点，得到了非常广泛的应用。

发明内容

本发明的目的就是为了克服压电陶瓷镗杆供电困难，采用电刷接触方式，难以满足高速镗削的缺陷，设计了一种精密加工异形销孔装置及加工方法，镗杆偏转角度调整方便，异形销孔的加工精度高，自动化程度高。

本发明所要求解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

一种精密加工异形销孔装置及加工方法，包括镗床主轴、螺钉、固定支架、线圈支架、励磁线圈、超磁致伸缩棒、镗杆、镗刀、自动 控制系统，所述镗床主轴右侧固定安装有所述固定支架，所述线圈支架用所述螺钉固定在所述固定支架上，所述线圈支架的外部缠绕有所述励磁线圈，在所述线圈支架的内部固定安装有所述超磁致伸缩棒，所述镗杆固定在所述线圈支架的右端，靠近所述镗杆的右端部固定有所述镗刀，所述镗杆的侧面设置有所述自动控制系统，加工方法包括如下步骤：

S1、铸造活塞毛坯；

S2、对活塞毛坯进行淬火时效处理；

S3、将热处理后的活塞毛坯装夹在镗床工作台上；

S4、用普通镗刀对活塞进行粗镗孔；

S5、粗镗孔结束，退出普通镗刀，给励磁线圈通电；

S6、将本发明所设计精密镗杆调整至活塞孔位置；

S7、开启镗床，活塞沿镗孔轴线方向进给；

S8、镗孔结束，退出镗杆；

S9、检测活塞孔尺寸。

所述线圈支架上缠绕所述励磁线圈的轴采用挠性材料制作。

所述超磁致伸缩棒处于40kA/m磁场，频率70Hz，0MPa预压力时的性能参数为：纵向磁致伸缩系数为5.53×10-9m/A，纵向磁机耦合系数为0.47，纵向相对磁导率为2.6，杨氏模量为67.8。

所述超磁致伸缩棒和所述励磁线圈分别设有两套。

所述自动控制系统包括控制器、计算机、信号放大器、应力传感器，所述应力传感器设置在所述镗杆的侧面，所述应力传感器与所述 信号放大器相连，所述信号放大器右端连接有所述计算机，所述计算机再与所述控制器连接。

由于采用了以上技术方案，本发明具有如下优点：

本发明所公开的精密加工异形销孔装置及加工方法，线圈支架上缠绕励磁线圈的轴采用挠性材料制作，镗杆偏转角度调整方便，超磁致伸缩棒处于40kA/m磁场，频率70Hz，0MPa预压力时的性能参数为：纵向磁致伸缩系数为5.53×10-9m/A，纵向磁机耦合系数为0.47，纵向相对磁导率为2.6，杨氏模量为67.8，超磁致伸缩棒和励磁线圈分别设有两套，大大地提高了异形销孔的加工精度，自动控制系统包括控制器、计算机、信号放大器、应力传感器，超磁致伸缩棒的变形控制自动化程度高，异形销孔的加工精度可精确至0.1微米。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图中各组件和附图标记分别为：1、镗床主轴；2、螺钉；3、固定支架；4、线圈支架；5、励磁线圈；6、超磁致伸缩棒；7、镗杆；8、镗刀；9、控制器；10、计算机；11、信号放大器；12、应力传感器；13、自动控制系统。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见附图，一种精密加工异形销孔装置及加工方法，包括镗床主轴1、螺钉2、固定支架3、线圈支架4、励磁线圈5、超磁致伸缩棒 6、镗杆7、镗刀8、自动控制系统13，镗床主轴1右侧固定安装有固定支架3，线圈支架4用螺钉2固定在固定支架3上，线圈支架4的外部缠绕有励磁线圈5，在线圈支架4的内部固定安装有超磁致伸缩棒6，镗杆7固定在线圈支架4的右端，靠近镗杆7的右端部固定有镗刀8，镗杆7的侧面设置有自动控制系统13，加工方法包括如下步骤：

S1、铸造活塞毛坯；

S2、对活塞毛坯进行淬火时效处理；

S3、将热处理后的活塞毛坯装夹在镗床工作台上；