[发明专利]一种液压式镗削刀具微进刀装置以及设有该装置的镗床

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型液压式镗削刀具微位移补偿驱动装置，可用于镗削过程中的刀具磨损补偿及镗削直径的调整，也可用于镗削活塞异形销孔。

背景技术

国内现有的“纵向步进电机+拨杆+推杆”中的机械机构(“异型销孔镗削装置(专利号：ZL98112446.1)”)，传动环节多，吃刀刚性差、进一步提高精度受限；国际上以日本NT公司为代表的液压变形式，通过伺服阀进行压力控制，并由特殊设计的弹性变形机构，实现刀具的位移补偿，但由于伺服阀对液压油清洁度等环境要求苛刻，使用受到了很大限制。

发明内容：

为了解决现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种液压式镗削刀具精密补偿装置，可补偿镗削刀具由于磨损等原因造成的镗削孔直径加工误差，提高被镗削孔加工精度；也可用于各类非圆柱孔(如活塞异形销孔、连杆小头异形孔等)的精密镗削。

本发明采用的技术方案如下：

一种液压式镗削刀具微进刀装置，包括一个箱体，在箱体的一端设有一个驱动电机I，所述的驱动电机I驱动一个丝杠I旋转，所述的丝杠I上安装一个滑台I，滑台I远离伺服电机的端部位于一个缸体内，滑台在丝杠I的驱动作用下沿缸体内部回滑动，在所述缸体内还设有一个与滑台I端部相对的组合式活塞，在滑台I和组合式活塞之间安装有弹性装置，弹性装置的两端分别固定在滑台和组合式活塞的端部，组合式活塞的另一个端部与缸体组成一个液压油腔；所述的液压油腔通过一个油管与镗床的主轴系统相连通，进而驱动刀杆运动。

所述的驱动电机为伺服电机。

所述的主轴系统包括主轴箱、压力油管、主轴底座和弹性变形体，所述的主轴箱安装在一个主轴底座上，在主轴箱内设有一个与液压油腔相连的压力油管，压力油管的另一端与弹性变形体内的油腔相连通，且弹性变形体驱动刀杆运动。

所述的弹性变形体包括动力单元固定部件、动力单元移动部件和刚性钢套，动力单元固定部件位于动力单元移动部件的上方，且两者之间形成油腔，刚性钢套设于动力单元固定部件和动力单元移动部件的外面起支撑密封作用，所述的动力单元移动部件在油压的作用下外扩使得安装于弹性变形体端面上的镗刀杆产生径向平动移动，从而实现加工异形销孔所需的刀具补偿量。

所述的液压油腔与液压供油装置相连，且在其连接的回路上设有一个单向阀。

所述的组合式活塞，与弹簧相连的端面面积比位于液压油腔侧的端面面积大。

在所述的箱体底部设有一对导轨，所述的滑台I能沿着导轨来回滑动。

一种镗床，包括一个机床床身，在所述的机床床身上设有所述的主轴系统、工件夹紧装置、工件定位装置，所述的主轴系统与所述的液压式镗削刀具微进刀装置相连，所述的工件夹紧装置能沿着机床床身的轴向方向来回移动，所述的工件定位装置安装在机床床身的一端与主轴系统相对应。

所述的工件夹紧装置安装在一个驱动装置上，所述的驱动装置包括一个伺服驱动电机II，所述的伺服驱动电机II驱动一个丝杠II旋转，丝杠II上安装一个纵向移动滑台II，工件夹紧装置固定在纵向移动滑台上。

所述的驱动电机I、伺服驱动电机II均与数控系统相连，本发明采用通用数控系统(如西门子802系统)的R参数+循环指令，实现曲面异形孔插补，插补各点之间轴向距离0.10mm。

本发明的工作过程如下：

伺服电机I旋转，通过联轴器带动滚珠丝杠I旋转，滚珠丝杠I的旋转使得滑台I向左移动；滑台I的移动使得弹簧被压缩；弹簧另一侧连接推杆，推杆另一侧为装有液压油的油腔；由于液压油不可压缩，组合式活塞为刚性部件，因此弹簧的压缩量为滑台I的位移量。弹簧受力压缩变形满足胡克定律，弹簧对组合式活塞的力与弹簧的压缩量成比例关系，系数为弹簧的弹性系数。弹簧安装时需要一定的预紧，以保证电机反向旋转时刀具能够退回。组合式活塞受到弹簧的推力，产生向左移动的趋势，而由于液压油的不可压缩，根据力的平衡关系，液压油腔中的液压油受到组合式活塞的压力为弹簧产生的压力；液压油腔中液压油的压强为压力除以组合式活塞小端的横截面积，本发明通过减小组合式活塞小端的横截面积降低了对弹簧压力大小的要求，更易于控制。

液压油腔中的液压油经过油管、回转接头、再经液压油管输送到动力单元固定部件与移动部件之间的油腔中。动力单元分为两个部件：固定部件和移动部件，液压油作用在两个部件之间的油腔中，使得移动部件产生微小的径向外扩移动；弹性变形体是柔性铰链四连杆结构；移动部件的外扩使得安装于弹性变形体端面上的镗刀杆产生径向平动移动，从而实现加工异形销孔所需的刀具补偿量。刚性钢套主要起密封作用。