[发明专利]一种凸轮张紧刚度可调快刀伺服系统

说明书

本发明公开了一种凸轮张紧刚度可调快刀伺服系统，包括固定框架、刀具连接块、柔性导向机构、驱动机构及切削刀具；固定框架内安装有水平设置的刀具连接块，刀具连接块的一端连接切削刀具，另一端连接驱动装置；在刀具连接块的上下两侧设有柔性导向机构，柔性导向机构一端与刀具连接块固定连接，另一端通过柔性铰链与固定框架连接，柔性导向机构相对于刀具连接块块上下对称布置；在刀具连接块的中心设有一个通孔，销轴穿过该通孔后在销轴的两端对称的安装一组对称凸轮，每组对称凸轮最外圈与柔性铰链相切接触，所述的销轴在外力作用下带动所述的凸轮旋转，凸轮旋转对刀具连接块两侧柔性板簧施加相同大小应力，实现对导向机构的同步刚度调节。

技术领域

本发明涉及快刀伺服系统，尤其涉及一种凸轮张紧刚度可调快刀伺服系统。

背景技术

快刀伺服系统是非圆数控车削和非轴对称车削中的关键技术，用于加工分别在机械工业和光电产业中得到广泛应用的非圆截面零件和非轴对称(即非旋转对称)光学零件。在车削过程中，主轴带动工件旋转，刀具在快刀伺服系统的带动下，以与主轴转速相关联的频率沿工件径向(对非圆数控车削)或轴向(对非轴对称车削)做往复进给运动，从而加工出工件的非圆截面轮廓或分轴对称端面。目前广泛应用的快刀伺服系统，导向机构多采用柔性机构，系统的刚度在设计时给定，不可自动调节。在实际设计制造中，由于制造误差、设计仿真的不确定性等因素，刚度不可调节的柔性机构常常无法满足实际的精度和动态特性要求。

中国发明专利CN102528522A公布了一种刚度可调节的快刀伺服器，该快刀伺服器通过手动旋转弹簧套筒来对两侧柔性板簧的施加应力，进而调节快刀伺服器的刚度。在刚度调节过程中需要单独调节两侧的套筒，无法对两侧对称的板簧板簧结构施加相同大小的应力，从而使两侧结构刚度不对称，影响快刀伺服系统工作的精密性。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种凸轮张紧刚度可调快刀伺服系统，能够将应力对称施加在两侧的对称布置的板簧结构上，同步调节两侧柔性板簧导向结构的刚度，使快刀伺服系统两侧导向机构刚度同步调节，保证系统的运动精度。

本发明采用下述技术方案：

一种凸轮张紧刚度可调快刀伺服系统，包括固定框架、刀具连接块、柔性导向机构、驱动机构及切削刀具；

所述的固定框架内安装有水平设置的刀具连接块，刀具连接块的一端连接切削刀具，另一端连接驱动装置；在刀具连接块的上下两侧设有柔性导向机构，柔性导向机构一端与刀具连接块固定连接，另一端通过柔性铰链与固定框架连接，柔性导向机构相对于刀具连接块块上下对称布置；在所述的刀具连接块的中心设有一个通孔，销轴穿过该通孔后在销轴的两端对称的安装一组对称凸轮，每组对称凸轮最外圈与柔性铰链相切接触，所述的销轴在外力作用下带动所述的凸轮旋转，凸轮旋转对刀具连接块两侧柔性板簧施加相同大小应力，实现对导向机构的同步刚度调节。

进一步的，所述固定框架、刀具连接块和柔性导向机构为一体式结构，通过一块金属板切割而成。

进一步的，所述的柔性导向机构为柔性板簧结构，柔性板簧一端与刀具连接块连接，另一端与固定框架连接，对称布置在刀具连接块两侧。

进一步的，在所述框架连接柔性板簧处切割出柔性铰链，用以实现对柔性板簧施加应力；所述切削刀具固定安装在刀具连接块上。

进一步的，所述的销轴的两端各穿过一个固定支架与一个调整连杆相连，所述的调整连杆与施力装置相连；固定支架位于刀具连接块的两侧，固定支架安装在固定框架上；

进一步的，所述对称凸轮为中心对称结构，对称凸轮两端和整体支架切割出柔性铰链处相切接触，旋转对称凸轮即可对柔性导向机构的两侧柔性板簧施加相同大小应力，实现对导向机构的同步刚度调节。

进一步的，所述施力装置为花篮螺栓结构，旋转螺栓可实现螺栓的伸长或缩短。