專利名稱:變形微進給頂尖裝置的制作方法
本實用新型屬于金屬精密切削加工中的微進給。
金屬精密切削加工中，特別是外圓精密磨削的工藝系統(tǒng)中，機床進給系統(tǒng)的位移精度問題一直是阻礙精密零件精度提高和降低加工成本的重要因素，所謂位移精度就是指機床進給機構(gòu)的進給量與實際進給量的差值，由于存在這個差值就難以用進給機構(gòu)的刻度值來控制零件的實際加工尺寸，并且進給的值越小，位移精度就越低。造成以上位移精度的主要原因有以下兩個方面一是砂輪架的結(jié)構(gòu)尺寸大而重，所以慣性力也就大，使移動精度下降，再就是進給系統(tǒng)中經(jīng)過多次的運動傳遞過程，其間必然有摩擦運動付，摩擦運動付中的“爬行”現(xiàn)象更加重了移動部件位移精度的下降。
為克服以上位移精度低的因素，目前人們采用以下幾種方法1.改進機床砂輪架和導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)，使設(shè)計更加合理化；2.采用靜壓導(dǎo)軌；3.采用各種形式的阻尼器來克服慣性力和“爬行”，雖然以上幾種方法對位移精度有些提高，但不能從根本上解決慣性力和摩擦付的“爬行”問題。
本實用新型的目的就是為了提高金屬切削加工，特別是精密磨削加工中的微進給位移精度，從根本上避免慣性力和摩擦付的“爬行”對位移精度的影響，而設(shè)計的一種變形微進給頂尖。
本實用新型所述的變形微進給頂尖裝置是由裝在機床頭架與尾架上的頂尖體、撥盤、電位器、壓電陶瓷片組成。頂尖體是由前部的硬質(zhì)合金頂尖、中部的框架結(jié)構(gòu)和后部的錐柄組成的一體?？蚣芙Y(jié)構(gòu)上表面對角線中心有一個通孔，孔內(nèi)裝有壓電陶瓷片組，壓電陶瓷片組用絕緣導(dǎo)線與電位器相連，且框架結(jié)構(gòu)外表面用絕緣罩封閉。
其結(jié)構(gòu)是頂尖體上的框架結(jié)構(gòu)上部對角線中心有一個垂直于頂尖中心線的大通孔，在通孔外圍、框架結(jié)構(gòu)對角線附近有四個與大孔平行的小通孔，并且每個小孔與大孔之間沿對角線方向開有通槽。大孔內(nèi)裝有壓電陶瓷片組，壓電陶瓷片沿對角線方向水平排列，通孔壁與壓電陶瓷片組之間用片夾〔8〕固定，壓電陶瓷片組可以是上、下兩組，也可以是一組，若是兩組可在上、下兩組之間，框架結(jié)構(gòu)中部沿壓電陶瓷排列方向用緊固螺栓、螺母緊固圖5，若是一組可在框架結(jié)構(gòu)上、下部沿壓電陶瓷排列方向用螺栓、螺母緊固，用以調(diào)整頂尖橫向剛度。
該變形微進給頂尖裝置的裝配關(guān)系是頂尖體上的錐柄與頭、尾架上的錐孔相配，壓電陶瓷片組用絕緣導(dǎo)線與電位器相連，絕緣導(dǎo)線通過絕緣線座〔16〕從頂尖體的中心孔串入，電位器上的刻度值就是頂尖的橫向變形位移量。
本實用新型是隨著電壓不同，壓電陶瓷壓電應(yīng)變效應(yīng)使頂尖橫向變形來實現(xiàn)微進給的。其工作過程是，先用砂輪架上的進給機構(gòu)將工件表面的大部分余量磨去后將砂輪架固定，留下的小部分余量就用裝在頭架、尾架上的變形微進給頂尖裝置進給，進給的控制是這樣來實現(xiàn)的，由電位器加入一定的電壓、電位器上的刻度值就是頂尖橫向變形值。改變電位器上的電位也就改變了壓電陶瓷兩端的電壓，壓電陶瓷的尺寸隨著電壓的變化而變化。迫使頂尖體的框架結(jié)構(gòu)沿對角線開槽方向變形帶動頂尖發(fā)生橫向變形，因為頭、尾架上的頂尖體結(jié)構(gòu)、尺寸相同，并且電壓也相同，所以兩個頂尖的變形量也相同，使工件平移，達到橫向進給的目的。
本實用新型用簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了微進給的進給位移，有效地避免了砂輪架慣性和機床進給系統(tǒng)各傳動付產(chǎn)生的傳遞誤差的影響，使位移精度控制在0.0004mm以內(nèi)。
圖1為變形微進給頂尖裝置裝配圖。
〔1〕磨床尾座、〔2〕壓電陶瓷片組、〔3〕框架結(jié)構(gòu)頂尖體、〔4〕工件、〔5〕砂輪、〔6〕雞心夾頭、〔7〕磨床頭架。
圖2為頂尖體剖面圖。
圖3為框架結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖4、5為框架結(jié)構(gòu)沿對角線剖面圖。
〔8〕壓電陶瓷片夾、〔9〕予緊螺母、〔10〕絕緣導(dǎo)線、〔11〕硬質(zhì)合金頂尖、〔12〕絕緣封閉防護罩、〔14〕予緊螺栓、〔15〕錐柄、〔16〕絕緣線座、〔17〕絕緣螺絲。
權(quán)利要求
1.一種裝在機床頭架、尾架上由頂尖體、撥盤等組成的變形微進給頂尖裝置，其特征在于頂尖體是由硬質(zhì)合金頂尖、框架結(jié)構(gòu)、錐柄組成的一體，框架結(jié)構(gòu)上表面對角線中心有一個大通孔，孔內(nèi)裝有壓電陶瓷片組，壓電陶瓷片組用絕緣導(dǎo)線與電位器相連，且框架結(jié)構(gòu)外表面用絕緣罩封閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的變形微進給頂尖裝置，其特征在于所述的頂尖體的框架結(jié)構(gòu)上表面對角線中心有一個垂直于頂尖中心線的大通孔，在通孔外圍框架結(jié)構(gòu)對角線附近有四個與大孔平行的小通孔，且小孔與大孔間沿對角線方向開通槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的變形微進給頂尖裝置，其特征在于壓電陶瓷片在通孔中沿框架結(jié)構(gòu)對角線方向水平排列，且通孔與陶瓷片組之間有片夾〔8〕。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的變形微進給頂尖裝置，其特征在于框架結(jié)構(gòu)中部沿壓電陶瓷片排列方向有用以調(diào)整頂尖橫向剛度的緊固螺栓、螺母。
專利摘要
本實用新型是一種用于金屬精密切削加工機床的微進給頂尖裝置。其結(jié)構(gòu)是在機床頭架、尾架上裝上帶有框架結(jié)構(gòu)的頂尖體，在框架結(jié)構(gòu)上裝入壓電陶瓷片組，利用壓電陶瓷的壓電效應(yīng)來實現(xiàn)機床的橫向微進給，避免了砂輪架慣性和進給系統(tǒng)各傳動副產(chǎn)生的傳遞誤差對橫向位移精度的影響，使精度控制在±0.0004mm以內(nèi)。
文檔編號B23B23/00GK86204612SQ86204612
公開日1987年9月12日 申請日期1986年7月5日
發(fā)明者初陽, 唐可洪 申請人:吉林工業(yè)大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan