[其他]电磁-弹性快速微动金刚石车刀装置

说明书

本发明是一种用于减小车削中加工园度误差的电磁-弹性快速微动金刚石车刀装置。

由于车床主轴系统的结构限制及制造误差，车削中切削力的变化，振动等影响，造成车削过程中车床主轴轴心的位置不稳定，从而产生主轴迥转误差。该误差的径向分量是精密车削中，造成工件园度误差的最主要原因。目前一般采用提高车床主轴系统制造精度的方法来提高加工精度。但是用这种方法，在高精度加工中每提高一点都须付出极高的代价。

1980年，美国威斯康星大学的一篇论文《加工过程形状误差的补偿控制》（Compensatorg    Control    of    Form    Erron    in    Mading）中提出，用压电陶瓷法减少外园磨床加工园度误差。但是，这种方法也有一些明显的缺点：必须对原机床进行结构上的改造，所需仪器复杂、昂贵。另外该方法不适用于车床，因为车削补偿时要求速度高。

本发明的目的在于提供一种不需改造车床结构，就可减小车削中加工园度误差的电磁-弹性快速微动金刚石车刀装置。

本发明是这样实现的：做一个电磁-弹性快速微动金刚石车刀装置。电磁力由线圈组提供，弹性力由弹性臂提供。在二力的共同作用下，使刀头随主轴径向跳动做相应的微动。保持刀尖与主轴瞬时转动中心等距，减少加工园度误差，提高加工精度。

本发明结构简单，便于安装。使用该装置，无需改造车床结构，就可提高加工精度。因而具有简便、廉价的优点。

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

附图是发明的示意图。

参照附图，金刚石刀头（8）安装在刀架（5）的活动端（2）上。弹性臂（4）与活动端（2）相连，以保持刀头沿直线运动并产生弹性力。为了分导一部分磁通，从而提高磁饱和点，增大驱动力，在弹性臂（4）之间用线切割机切割出一“凵”缝。这样还可使加工变得简单。当然，也可切割成其它形状。刀架（5）上装有直流偏磁线圈（6）和驱动信号线圈（7）。考虑了车床主轴迥转误差和车刀装置系统传递函数之后，由单板机给驱动信号线圈（7）一个控制信号，使其与直流偏磁线圈（6）一起产生电磁力。活动端（2）在电磁力和弹性力的共同作用下，带动刀头（3）随主轴径向跳动做相应的微动，保持刀尖与主轴瞬时转动中心等距。本发明将驱动信号线圈（7）分成二部分装在刀架（5）上，这样就在刀架（5）的中后部形成一平衡磁路，可消除由于驱动信号线圈（7）中的交变电流在直流偏磁线圈（6）中产生的交变感应电动势，保证直流偏磁线圈中的电流稳定，减小刀头位移波形失真。刀架（5）上的狭缝（1）是为了使活动端（2）随驱动信号线圈（7）中的控制信号的变化而准确地微动。

在合适的控制信号下，本装置也可用来加工异形工件。