本實(shí)用新型涉及振動(dòng)拉削的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于2D閥控電液激振的振動(dòng)拉削裝置。

背景技術(shù)：

拉削可以加工成各種截面形狀的通孔及各種特殊形狀的外表面。由于拉削速度較低，拉削過程平穩(wěn)，切削層厚度薄而均勻，因此可獲得較高的加工精度及較小的表面粗糙度，拉刀的使用壽命也較長。拉削加工方法在成批和大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。近年來，在小批生產(chǎn)中具有一定精度的花鍵孔、鍵槽等都采用拉削。按照拉床主運(yùn)動(dòng)方向，拉削可分為立式和臥式；按照拉刀相對于工件位置，拉削可分為內(nèi)拉和外拉。實(shí)現(xiàn)拉削作業(yè)的機(jī)床叫拉床，按照驅(qū)動(dòng)方式，可分為液壓拉床和機(jī)械拉床，本專利主要針對液壓拉床。

日本公開了一種利用超聲波振動(dòng)輔助拉削加工鍵槽的專利，其思路是在連接主油缸和拉刀夾刀座上設(shè)置超聲振動(dòng)器，令拉刀中主運(yùn)動(dòng)方向產(chǎn)生額外的超聲波振動(dòng)，令葉片槽兩側(cè)實(shí)現(xiàn)同時(shí)高精度加工。振動(dòng)拉削為新型拉削技術(shù)的開發(fā)提供了新的思路，但是相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道鮮見報(bào)端。主要原因是超聲波激振器產(chǎn)生的振動(dòng)功率小，不能滿足振動(dòng)拉削的要求。本專利引入浙工大阮健教授提出的2D閥控電液激振器，其結(jié)構(gòu)原理如圖2所示（詳見：阮健、李勝、裴翔等，2D閥控電液激振器，機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2009，45（11）：125-132），大幅度提高了激振頻率，最高激振頻率已達(dá) 1250Hz，滿足振動(dòng)拉削的高頻大推力微幅的激振需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型克服現(xiàn)有技術(shù)中拉削精度低及拉刀壽命短的問題，提供了基于2D閥控電液激振的振動(dòng)拉削裝置。

所述的基于2D閥控電液激振的振動(dòng)拉削裝置，包括液壓臥式內(nèi)拉床、2D閥控電液激振器及拉刀，液壓臥式內(nèi)拉床內(nèi)部設(shè)有主油路，2D閥控電液激振器包括配合連接的2D激振閥和激振缸，其特征在于主油路與主油缸相連，主油缸缸筒安裝在機(jī)床機(jī)構(gòu)件上，主油缸活塞桿通過螺母固定在激振缸端蓋上，激振缸端蓋通過螺釘固定在激振缸缸筒上，激振缸活塞設(shè)置在激振缸缸筒內(nèi)并與激振缸右側(cè)出桿一端連接，激振缸右側(cè)出桿另一端連接拉刀，主油缸、激振缸和拉刀串聯(lián)連接，2D激振閥控制器電路與2D激振閥伺服控制器連接，PLC與2D激振閥伺服控制器連接，2D激振閥的閥芯具有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和軸向運(yùn)動(dòng)兩個(gè)自由度，閥芯的旋轉(zhuǎn)速度由交流伺服電機(jī)通過一對齒輪組進(jìn)行控制， 2D激振閥的閥芯臺肩周向均與開設(shè)溝槽，其中相鄰臺肩上的溝槽相互錯(cuò)位，相鄰溝槽的圓心角為θ，溝槽相互錯(cuò)位的錯(cuò)位角度為θ／2。

所述的基于2D閥控電液激振的振動(dòng)拉削裝置，其特征在于所述激振缸缸筒為雙出桿油缸，由激振缸活塞分割成對稱的左腔和右腔，激振缸活塞左側(cè)連接激振缸左側(cè)出桿，右側(cè)連接激振缸右側(cè)出桿，激振缸右側(cè)出桿連接拉刀，激振缸左側(cè)出桿不連接負(fù)載。

所述的基于2D閥控電液激振的振動(dòng)拉削裝置，其特征在于激振缸端蓋上設(shè)有端蓋沉孔，端蓋沉孔的空間大于激振缸出桿行程。

所述的基于2D閥控電液激振的振動(dòng)拉削裝置，其特征在于激振缸缸筒為扁平狀結(jié)構(gòu)，且激振缸活塞的受力面積大于主油缸活塞的受力面積，激振缸與主油缸采用同一供油回路。

所述的基于2D閥控電液激振的振動(dòng)拉削裝置，其特征在于激振缸供油回路上連接溢流閥，提高供油壓力。

通過采用上述技術(shù)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果如下：

1）本實(shí)用新型為了使激振缸的推力大于主油缸的推力，可以將激振缸缸筒設(shè)為扁平狀結(jié)構(gòu)扁平狀結(jié)構(gòu)，且與主油缸公用回路，使激振缸活塞受力面積大點(diǎn)；也可以給激振缸供油回路加溢流閥，增加供油壓力，進(jìn)而提高激振缸推力，達(dá)到激振缸的推力大于主油缸的推力的目的；

2）本實(shí)用新型通過在主油缸上串聯(lián)了一個(gè)激振缸，使主油缸、激振缸和拉刀串聯(lián)成一個(gè)整體，其目的是主運(yùn)動(dòng)（即拉削方向）施加主動(dòng)振動(dòng)，以達(dá)到降低拉削力、減少刀具磨損、提高拉削質(zhì)量的目的。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型液壓臥式內(nèi)拉床的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型激振缸活塞桿向右運(yùn)動(dòng)工況結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型激振缸活塞桿向左運(yùn)動(dòng)工況結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1.床身，2.主刀夾座，3.主卡刀體，4.主溜板導(dǎo)軌，5.床臺;6.工作臺，7.工作臺定心孔，8.輔溜板導(dǎo)軌，9.輔卡刀體，10.輔刀夾座，11.輔床身，12.底座，13-主油缸缸筒，14-主油缸活塞桿，15-螺母，16-激振缸端蓋，17-螺釘，18-激振缸缸筒，19-激振缸活塞，20-激振缸右側(cè)出桿，21-拉刀，22-工件，23-激振缸左側(cè)出桿，24-2D激振閥，25-激振缸。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合說明書附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅限于此：

如圖1-2所示，本實(shí)用新型的基于2D閥控電液激振的振動(dòng)拉削裝置，包括液壓臥式內(nèi)拉床、2D閥控電液激振器及拉刀21；如圖2所示，本實(shí)用新型所用的拉床為液壓臥式拉床，它是由床身1、床臺5、輔床身11、底座12、工作臺6、主溜板導(dǎo)軌4、輔溜板導(dǎo)軌8、主刀夾座2、主卡刀體3、輔刀夾座10、及輔卡刀體9構(gòu)成，工作臺6為拉床的結(jié)構(gòu)件，起支撐作用；主溜板導(dǎo)軌4、輔溜板導(dǎo)軌8分別安裝在床身1和輔床身11上，主溜板、輔溜板是運(yùn)動(dòng)部件，主刀夾座2和主卡刀體3組成的裝配體，輔刀夾座10和輔卡刀體組成裝配體，分別安裝在主溜板和輔溜板上；拉削時(shí)，工件通過夾具裝夾在工作臺6上，拉刀由主卡刀體3夾緊，隨著主溜板在主溜板導(dǎo)軌上直線運(yùn)動(dòng)，完成對工件的拉削成形；輔卡刀體9在拉削過程中加緊拉刀尾部，隨著拉刀運(yùn)動(dòng)，起護(hù)送作用；退刀后，附卡刀體松開，完成下一次加工的上料。該拉削過程中，主溜板的運(yùn)動(dòng)由主油缸驅(qū)動(dòng)。拉床拉刀的運(yùn)動(dòng)是由液壓系統(tǒng)控制。

所述液壓臥式內(nèi)拉床內(nèi)部設(shè)有主油路，2D閥控電液激振器包括配合連接的2D激振閥24和激振缸25，主油路與主油缸相連，主油缸缸筒13安裝在機(jī)床機(jī)構(gòu)件上，主油缸活塞桿14通過螺母15固定在激振缸端蓋16上，激振缸端蓋16通過螺釘17固定在激振缸缸筒18上，激振缸活塞19設(shè)置在激振缸缸筒18內(nèi)并與激振缸右側(cè)出桿20一端連接，激振缸右側(cè)出桿20另一端連接拉刀21，主油缸、激振缸和拉刀21串聯(lián)連接，2D激振閥控制器電路與2D激振閥伺服控制器連接，PLC與2D激振閥伺服控制器連接，2D激振閥24的閥芯具有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和軸向運(yùn)動(dòng)兩個(gè)自由度，閥芯的旋轉(zhuǎn)速度由交流伺服電機(jī)通過一對齒輪組進(jìn)行控制，2D激振閥24的閥芯臺肩周向均與開設(shè)溝槽，其中相鄰臺肩上的溝槽相互錯(cuò)位，相鄰溝槽的圓心角為θ，溝槽相互錯(cuò)位的錯(cuò)位角度為θ／2；除了主油缸缸筒13和工件22固定在機(jī)床結(jié)構(gòu)件上外，該機(jī)構(gòu)其余部分均為運(yùn)動(dòng)件，該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)包括主油缸活塞桿14相對于主油缸缸筒13的伸縮運(yùn)動(dòng)、激振缸25的活塞桿相對于激振缸缸筒18的高頻往復(fù)振動(dòng)，以及在主油缸和激振缸25聯(lián)合作用下，拉刀21相對于工件22的直線運(yùn)動(dòng)，其中主油缸為主驅(qū)動(dòng)部件，而激振缸為產(chǎn)生微幅高頻振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部件。拉削時(shí)，主油缸收縮，同時(shí)激振缸25高頻振動(dòng)，完成拉刀對工件的拉削加工。

本實(shí)用新型所用的激振缸缸筒18為雙出桿油缸，由激振缸活塞19分割成對稱的左腔和右腔，激振缸活塞19左側(cè)連接激振缸左側(cè)出桿23，右側(cè)連接激振缸右側(cè)出桿20，激振缸右側(cè)出桿20連接拉刀21，激振缸左側(cè)出桿23不連接負(fù)載，激振缸端蓋16上設(shè)有端蓋沉孔，端蓋沉孔空間依據(jù)激振缸出桿行程而定，實(shí)際過程中端蓋沉孔的空間大于激振缸出桿行程。

如圖1-4所示，本實(shí)用新型基于2D閥控電液激振的振動(dòng)拉削裝置的振動(dòng)拉削方法，包括如下步驟：

1）將激振缸25串聯(lián)在拉床主油缸和拉刀21之間；

2）將2D激振閥伺服控制器分別連接2D激振閥控制器電路與PLC；

3）將工件22裝夾在拉床的工作臺上，同時(shí)拉刀21復(fù)位；

4）由PLC向2D激振閥控制器發(fā)出脈沖，2D激振閥24的閥芯在交流伺服電機(jī)的帶動(dòng)下開始運(yùn)行；當(dāng)閥芯在轉(zhuǎn)動(dòng)過程，轉(zhuǎn)動(dòng)至P口和A口溝通，B口和T口溝通時(shí)，激振缸左腔進(jìn)油、右腔回油，激振缸活塞19向右運(yùn)動(dòng)；當(dāng)閥心旋轉(zhuǎn)過θ／2角度時(shí)，P口和B口溝通，A口和T口溝通，激振缸25右腔進(jìn)油、左腔回油，液壓缸活塞19向左運(yùn)動(dòng)；當(dāng)閥心在伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)時(shí)，激振缸活塞19將作周期性的往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生激振振動(dòng)；

5）同時(shí)主油缸的主油路動(dòng)作, 帶動(dòng)主油缸運(yùn)動(dòng)，主油缸的主動(dòng)運(yùn)動(dòng)與步驟4）的激振缸振動(dòng)相疊加，帶動(dòng)拉刀21做振動(dòng)拉削運(yùn)動(dòng)，對工件22進(jìn)行拉削；

6）主油缸活塞桿14帶動(dòng)主油缸活塞到達(dá)主油缸缸筒13最左端時(shí)，拉削完成；主油缸信號器發(fā)出信號給PLC，PLC不再向2D激振閥伺服控制器發(fā)出脈沖，2D激振閥閥芯停止轉(zhuǎn)動(dòng)，閥芯處于中間位停止供油；

7）步驟6）拉削完成的工件22下料，主油缸回程，拉刀21復(fù)位，準(zhǔn)備下一輪振動(dòng)拉削。