[实用新型]异形孔镗床

说明书

本实用新型提供了一种精加工异形孔（如活塞异形销孔，即高负荷应力应变型曲面销孔等）的专用设备。

目前，国内尚无精加工异形孔的专用设备。国外曾研制出一种利用液压弹性变形原理的异形孔加工设备，但机构复杂，分辨精度低（仅为0.10μm／脉冲），达不到高精度活塞异形孔的精度要求。

本实用新型的目的是提供一种精加工异形孔的专用设备，以满足高精度活塞异形销孔的精度要求。

本实用新型是这样实现的，该镗床主要由床身、电机、主轴箱、定位机构、轴向进刀机构、径向进刀机构和微机组成，其中的径向进刀机构中，刀杆中心线偏离主轴中心线，通过螺旋槽的作用，滑台的直线运动转变为旋转运动，实现了偏心旋转运动，从而使刀杆在高速回转的同时，又相对主轴中心线作偏心旋转运动，实现刀具的径向进刀。其轴向进给运动由微机控制的步进电机带动滑台移动来实现，两种运动联动。

采用上述微机控制偏心式径向进刀机构的异形孔加工设备，加工精度高（分辨精度为0.03μm脉冲），结构简单，调整方便，操作容易，可靠性强。

下面结合附图和实施例详细说明本实用新型的具体结构和工作过程。

图1是本实用新型的整体装配图。图2、图3表示了本实用新型中径向进刀机构的示意图。

从图1可以看出，本实用新型主要由床身23、左床座内的电机、主轴箱24、径向进刀机构25、刀杆17、定位装置22、轴向进刀机构和微机21等组成。

如图所示，在本实用新型的径向进刀机构中，法兰盘3与主轴2通过锥面相配合，在主轴2后端两个螺母26的作用下，法兰盘3紧紧地靠在主轴2上，带螺旋槽的支架4与法兰盘3用螺钉固定在一起。支架4与套8带有相同的螺旋槽结构，双螺旋槽把四个滚子13无间隙地夹在其中，套8通过螺钉与支架4固定在一起，四个滚子的支承件即轴7与花键轴10通过过盈配合连在一起，由于花键套9、11和套12通过螺钉相连，因此，套12通过由燕尾5与燕尾槽6组成的燕尾结构与内轴1相连。这样一来，支架4的转动就通过四个滚子13、轴7、花键轴10、双花键套9、11、套12、燕尾5与燕尾槽6组成的燕尾结构，传到了内轴1上。其传动过程可如下表示。

主轴2法兰盘3支架4滚子13轴7花键轴10双花键套9、11套12燕尾5与燕尾槽6组成的燕尾结构内轴1（刀杆17）。

主轴2是偏心轴且作高速旋转运动，为了尽量减小由于偏心所造成的离心力，把与刀杆17连在一起的内轴1也做成偏心的，且偏心量与主轴2相同，在初始状态（当无需径向走刀时）下，主轴2与内轴1按偏心方向相反的方向组装在一起，这样可大大减小无增刀（径向走刀）情况下主轴的离心力。

图2、图3表示了内轴1（刀杆17）是如何在与主轴2一起作高速转动的同时又作相对于主轴2的相对转动即径向进刀的。

在图3中，滚珠丝杠螺母15与滑台14通过螺钉固定在一起，受微机21控制的伺服步进电机16通过滚珠丝杠螺母15带动滑台14作直线运动，滑台14上装有花键轴10。由于轴7是与四个滚子13连在一起的，而四个滚子13无间隙地靠在支架4与套8上的双螺旋槽内，所以花键轴10的直线运动通过双螺旋槽结构就变成了花键轴10在直线运动时的转动，而花键轴10又把这种转动通过花键套9、11组成的双花键套结构、套12、燕尾结构5、6，最终传到内轴1上，形成了内轴1相对主轴2的转动，即刀杆17的径向进刀运动。

这种相对转动的形成与传递过程如下：

步进电机16滑台14双螺旋槽4、8滚子13轴7花键轴10双花键套9、11套12燕尾结构5、6内轴1。

由于内轴偏心的存在，当内轴1相对主轴2作相对转动时，必然产生内轴1相对主轴2的相对径向移动，而套12与主轴2是同轴的，所以内轴1与套12的传动环节上就有相对径向移动，为了消除这种径向移动，在内轴1与套12的传动链上又增加了由燕尾5与燕尾槽6组成的燕尾结构，燕尾可相对移动方向与内轴偏心方向相一致。

在加工异形孔时，采用了微机控制方式，从而实现了刀具在纵向（加工孔轴向）进给运动的同时有径向进给运动，轴向进给与径向进给联动。微机21控制步进电机20带动滑台18作直线运动以实现镗床的纵向进给运动。

为了确保径向进刀的重复精度，满足径向进刀的线性特性要求，在相应的传动环节上都配置了双套结构。如用双螺旋结构来消除把直线运动转变为刀杆旋转运动环节上的误差；用双花键套结构来消除刀杆转动传递环节上的误差等。