基于力反馈的微型双刀纵切高速车削随动支撑装置制造方法及图纸

基于力反馈的微型双刀纵切高速车削随动支撑装置，属于机械加工设备领域，解决了在高速车削细长轴工件过程中采用导套筒对细长轴工件进行支撑存在的难以保证工件同轴度、加工精度低的问题。本发明专利技术包括底盘；设在底盘上且以底盘中心为中心点成120度匀布的三个支撑组件，支撑组件包括电机；电机上的丝杠；与丝杠配合的滑动块，滑动块随丝杠的旋转而移动；与滑动块固定的磁极块；磁极块与滑动块之间的压电片；固定在滑动块上的固定块；固定块与磁极块之间的滚珠，滚珠与细长轴工件接触；与电机和压电片相连的控制系统，控制系统向电机发送控制信号，接收压电片反馈的压力信号。本发明专利技术可保证细长轴工件与微型双刀纵切高速车床之间的同轴度。

Miniature double knife slitting high-speed turning force feedback servo device based on support

Force feedback micro double knife slitting high-speed turning servo device based on support, belonging to the field of mechanical processing equipment and solves the workpiece at high speed turning a slender shaft of the support of the slender shaft guide sleeve to ensure the workpiece workpiece coaxiality, low machining accuracy problems. The invention comprises a chassis chassis and chassis; located in the center point into the three support components 120 degree uniform, support assembly includes a motor; the motor and the screw; screw with the sliding block, the sliding block with the screw rotation and movement; and the sliding block fixed pole pole piezoelectric block; between the block and the sliding block is fixed on the sliding block; fixed block; fixed block and pole piece between the ball and the ball and slender shaft workpiece; control system is connected with the motor and the piezoelectric motor control system, a control signal to the sending, receiving piezoelectric pressure feedback signal. The invention can ensure the concentricity between the slender shaft workpiece and miniature double knife slitting high-speed lathe.

【技术实现步骤摘要】
基于力反馈的微型双刀纵切高速车削随动支撑装置
本专利技术属于机械加工设备
，具体涉及一种基于力反馈的微型双刀纵切高速车削随动支撑装置。
技术介绍
车削加工中，保证加工轴件的同轴度一直是重要课题，尤其是在高速微车削细长轴工件9的过程中，保证细长轴工件9的同轴度显得尤为重要。在细长轴工件9高速旋转时，细长轴工件9在离心力的作用下偏离原来的轴心进而导致加工后的细长轴工件9的加工精度较差。工业生产中产品正向着微小型化发展，随之而来的就是微小型工件的加工难题。微型双刀纵切高速车床具有加工效率高、切削精度较高的特点，适合用于细长轴工件9的加工生产中。如图1所示，微型双刀纵切高速车床采用对称布置的双刀模块11进行切削，电主轴8固定在滑台10上，一定程度上能够保证加工工件的精度。但是由于在加工细长轴工件9时，细长轴工件9本身刚度较差，加工过程中易受力变形造成加工尺寸难以保证，并且车削过程中产生较大热量，细长轴工件9尺寸变化较大，影响加工质量。目前，为增强细长轴工件9的刚性通常采用导套筒对细长轴工件9进行支撑，但由于细长轴工件9在加工过程中高速旋转的同时还有f方向的进给，这使导套筒的磨损加剧，无法保证细长轴工件9始终在同一轴线上旋转，从而无法保证细长轴工件9的加工精度。
技术实现思路
为了解决在高速车削细长轴工件过程中采用导套筒对细长轴工件进行支撑存在的难以保证工件同轴度、加工精度低的问题，本专利技术提供一种基于力反馈的微型双刀纵切高速车削随动支撑装置。本专利技术为解决技术问题所采用的技术方案如下：本专利技术的基于力反馈的微型双刀纵切高速车削随动支撑装置，包括：带有中心通孔的底盘，细长轴工件安装在底盘中心通孔中；设在底盘上且以底盘中心为中心点成120度匀布的三个凹槽；与三个凹槽一一对应安装的三个支撑组件，支撑组件包括：固定在底盘边缘的电机；固定在电机输出轴上的丝杠，所述丝杠穿过底盘边缘伸入底盘的凹槽内；与丝杠配合的滑动块，所述滑动块随丝杠的旋转而移动；后表面与滑动块侧面固定且其前表面设有凹槽的磁极块；在磁极块与滑动块侧面之间安装有压电片；固定在滑动块上且其上设有圆孔的固定块；安装在固定块与磁极块之间的滚珠，所述滚珠位于磁极块前表面的凹槽及固定块的圆孔内，所述滚珠与细长轴工件接触；分别与电机和压电片相连的控制系统，所述控制系统向电机发送控制信号，所述控制系统接收压电片反馈的压力信号。进一步的，所述凹槽表面设有多个均匀分布的微小阵列孔。进一步的，所述微小阵列孔通过激光加工或电火花加工获得。进一步的，多个微小阵列孔的直径均为20μm，多个微小阵列孔之间的间距均为30μm。进一步的，所述固定块和磁极块均采用磁性材料制成，所述固定块与磁极块相对的表面磁极相同。进一步的，所述控制系统采用TurboPMAC2-Eth-Lite。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术采用滚珠与细长轴工件直接接触，大大减小了接触面积，减小细长轴工件表面磨损。2、本专利技术利用压电片实时接收细长轴工件对滚珠的作用力，并通过压电片进行力反馈来调节滚珠与细长轴工件之间的作用力，在减小细长轴工件和支撑装置之间磨损的同时能够保证细长轴工件具有较高的加工精度。3、本专利技术中，固定块和磁极块之间的相斥的磁力有利于减小滚珠摩擦磨损，并且与滚珠接触的磁极块表面有微小阵列孔可实现气、油混合润滑，从而降低滚动珠的磨损，更好的保证加工件的质量。4、在高速车削细长轴工件过程中，本专利技术可以保证细长轴工件与微型双刀纵切高速车床之间的同轴度。附图说明图1为本专利技术的基于力反馈的微型双刀纵切高速车削随动支撑装置在微型双刀纵切高速车床上的工作流程示意图。图2为本专利技术的基于力反馈的微型双刀纵切高速车削随动支撑装置的结构示意图。图3为图2所示的基于力反馈的微型双刀纵切高速车削随动支撑装置的主视图。图4为沿着图3中A-A向剖视图。图5为磁极块的结构示意图。图6为磁极块的局部B放大图。图中：1、底盘，2、丝杠，3、滑动块，4、压电片，5、磁极块，5-1、凹槽，6、固定块，7、滚珠，8、电主轴，9、细长轴工件，10、滑台，11、双刀模块，12、电机。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。如图1所示，本专利技术的基于力反馈的微型双刀纵切高速车削随动支撑装置固定在微型双刀纵切高速车床上，细长轴工件9一端固定在电主轴8上，细长轴工件9中间部分固定在随动支撑装置上，细长轴工件9另一端与双刀模块11接触，电主轴8固定在滑台10上。电主轴8旋转的同时带动细长轴工件9高速转动，并在滑台10的作用下使电主轴8连同细长轴工件9沿f方向进给，通过双刀模块11进行车削。随动支撑装置在整个加工过程中起到夹紧支撑作用，从而保证细长轴工件9的加工精度。如图2、图3和图4所示，本专利技术的一种基于力反馈的微型双刀纵切高速车削随动支撑装置，主要包括控制系统(在图中可以不用体现)、底盘1、三个支撑组件。底盘1中心设置有通孔，细长轴工件9安装在底盘1的中心通孔中，底盘1上设置有三个凹槽，三个凹槽以底盘1的中心为中心点成120度均匀分布。三个支撑组件以底盘1的中心为中心点成120度均匀分布。如图4所示，支撑组件主要包括：电机12、丝杠2、滑动块3、压电片4、磁极块5、固定块6、滚珠7。电机12固定在底盘1边缘，丝杠2固定在电机12的输出轴上，丝杠2穿过底盘1边缘伸入底盘1的凹槽内。滑动块3前端与丝杠2配合作用，即丝杠2旋转可以带动滑动块3移动。磁极块5后表面与滑动块3后端侧面固定在一起，并且，磁极块5后表面与滑动块3后端侧面之间安装有一压电片4。如图5所示，磁极块5前表面设置有凹槽5-1。固定块6固定在滑动块3后端面上，固定块6一个侧面上设置有圆孔。滚珠7安装于固定块6和磁极块5之间，即滚珠7安装在磁极块5前表面的凹槽5-1内且位于固定块6的圆孔内。控制系统分别与电机12和压电片4相连，控制系统向电机12发送控制信号，控制系统接收压电片4反馈的压力信号。滚珠7与细长轴工件9直接接触，以减小摩擦磨损。当滚珠7与细长轴工件9接触后，受到细长轴工件9的作用力，作用力通过磁极块5传递到压电片4上，压电片4用于接收压力信号，即压电片4实时接收细长轴工件9对滚珠7的作用力。本实施方式中，如图5和图6所示，磁极块5前表面的凹槽5-1表面设置有多个均匀分布的微小阵列孔，微小阵列孔可以通过激光加工或电火花加工手段获得，微小阵列孔的直径均为20μm，多个微小阵列孔之间的间距均为30μm。微小阵列孔可以实现气、油混合润滑，既能降低接触面积的温度，又能吹走磨损碎屑杂物，从而降低滚珠7的磨损，更好的保证细长轴工件9的加工质量。本实施方式中，固定块6和磁极块5都是磁性材料，固定块6与磁极块5相对的表面磁极相同，即固定块6与滚珠7接触的表面和磁极块5与滚珠7接触的表面磁极相同。固定块6和磁极块5之间的相斥的磁力有利于减小滚珠7摩擦磨损。本实施方式中，控制系统具体采用TurboPMAC2-Eth-Lite。本专利技术的基于力反馈的微型双刀纵切高速车削随动支撑装置在使用时，其具体过程如下：步骤一、在微型双刀纵切高速车床上安装好本专利技术的随动支撑装置及细长轴工件9，并通电。步骤二、电主轴8转速n调为3000r/min，开启本专利技术的随动支撑装置，通过控制系统向电机12发送控制信号，通过电机本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于力反馈的微型双刀纵切高速车削随动支撑装置，其特征在于，包括：带有中心通孔的底盘(1)，细长轴工件(9)安装在底盘(1)中心通孔中；设在底盘(1)上且以底盘(1)中心为中心点成120度匀布的三个凹槽；与三个凹槽一一对应安装的三个支撑组件，支撑组件包括：固定在底盘(1)边缘的电机(12)；固定在电机(12)输出轴上的丝杠(2)，所述丝杠(2)穿过底盘(1)边缘伸入底盘(1)的凹槽内；与丝杠(2)配合的滑动块(3)，所述滑动块(3)随丝杠(2)的旋转而移动；后表面与滑动块(3)侧面固定且其前表面设有凹槽(5‑1)的磁极块(5)；在磁极块(5)与滑动块(3)侧面之间安装有压电片(4)；固定在滑动块(3)上且其上设有圆孔的固定块(6)；安装在固定块(6)与磁极块(5)之间的滚珠(7)，所述滚珠(7)位于磁极块(5)前表面的凹槽(5‑1)及固定块(6)的圆孔内，所述滚珠(7)与细长轴工件(9)接触；分别与电机(12)和压电片(4)相连的控制系统，所述控制系统向电机(12)发送控制信号，所述控制系统接收压电片(4)反馈的压力信号。

【技术特征摘要】
1.基于力反馈的微型双刀纵切高速车削随动支撑装置，其特征在于，包括：带有中心通孔的底盘(1)，细长轴工件(9)安装在底盘(1)中心通孔中；设在底盘(1)上且以底盘(1)中心为中心点成120度匀布的三个凹槽；与三个凹槽一一对应安装的三个支撑组件，支撑组件包括：固定在底盘(1)边缘的电机(12)；固定在电机(12)输出轴上的丝杠(2)，所述丝杠(2)穿过底盘(1)边缘伸入底盘(1)的凹槽内；与丝杠(2)配合的滑动块(3)，所述滑动块(3)随丝杠(2)的旋转而移动；后表面与滑动块(3)侧面固定且其前表面设有凹槽(5-1)的磁极块(5)；在磁极块(5)与滑动块(3)侧面之间安装有压电片(4)；固定在滑动块(3)上且其上设有圆孔的固定块(6)；安装在固定块(6)与磁极块(5)之间的滚珠(7)，所述滚珠(7)位于磁极块(5)前表面的凹槽(5-1)及固定块(6)的圆孔内，所述滚珠(7)与细长轴工件(9)接触；分别与电机(12)和压电片(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：许金凯，杜强，王志超，于占江，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22