一种用于深孔加工的振动切削装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107649706A(43)申请公布日2018.02.02(21)申请号201710969633.7(22)申请日2017.10.18(71)申请人中北大学地址030051山西省太原市学院路3号(72)发明人陈振亚沈兴全任丽娟辛志杰(74)专利代理机构太原晋科知识产权代理事务所(特殊普通合伙)14110代理人杨陈凤(51)Int.Cl.B23B47/06(2006.01)B23B47/20(2006.01)B23B41/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种用于深孔加工的振动切削装置(57)摘要本发明属于深孔加工工艺设备的技术领域，旨在提供一种用于深孔加工的振动切削装置，利用行星轮行与空间凸轮机构组成深孔加工系统的振动装置，刀具在旋转过程中还会绕着自身轴线往复直线运动。该装置包括驱动电机、机架和刀具，刀具安装于机架上并由电机驱动进给，所述刀具采用自转和往复轴线振动相结合的进给方式。本发明将空间行星轮系和空间凸轮机构连接成一体，最终将两种机构的运动规律进行叠加，输出到刀具系统上，最终使刀具的运动规律既有行星轮系运动的特点，又具有空间凸轮从动件运动输出的特点，实现了刀具在旋转过程中既自转又往复直线运动的规律，实现振动切削，能有效提高工件的加工质量，延长刀具的使用寿命。CN107649706ACN107649706A权利要求书1/1页1.一种用于深孔加工的振动切削装置，包括驱动电机（13）、机架（14）和刀具（15），刀具（15）安装于机架（14）上并由电机（13）驱动进给，其特征在于：所述刀具（15）采用自转和往复轴线振动相结合的进给方式。2.根据权利要求1所述的用于深孔加工的振动切削装置，其特征在于：所述刀具（15）的自转由周转轮系驱动，刀具（15）的往复轴线振动由凸轮机构驱动，周转轮系和凸轮机构均由电机（13）驱动，周转轮系和凸轮机构的输出端通过连杆一（5）连接刀具（15）。3.根据权利要求2所述的用于深孔加工的振动切削装置，其特征在于：所述周转轮系采用自由度为1的行星齿轮机构，包括固定内齿轮（1）、行星齿轮（2）和中心齿轮（4），固定内齿轮（1）固定于机架（14）上，中心齿轮（4）通过旋转主轴（11）、联轴器（12）与电机（13）的输出轴连接，连杆一（5）的一端通过嵌套（3）与行星齿轮（2）同轴连接，嵌套（3）镶嵌于行星齿轮（2）内与行星齿轮（2）构成转动副，连杆一（5）与嵌套（3）构成移动副，连杆一（5）的另一端通过圆柱套筒副与刀具（15）连接。4.根据权利要求3所述的用于深孔加工的振动切削装置，其特征在于：所述凸轮机构包括空间圆柱凸轮（10）和滚子推杆从动件（9），空间圆柱凸轮（10）与中心齿轮（4）同轴且无相对运动，滚子推杆从动件（9）的一端与空间圆柱凸轮（10）外表面上的曲线凹槽构成滚动副，滚子推杆从动件（9）的另一端与连杆一（5）固定连接。5.根据权利要求4所述的用于深孔加工的振动切削装置，其特征在于：所述圆柱套筒副包括间隙配合连接的空心轴（7）和固定轴（8），空心轴（7）、固定轴（8）、旋转主轴（11）、空间圆柱凸轮（10）和中心齿轮（4）同轴，固定轴（8）固定于机架（14）上，空心轴（7）通过连杆二（6）与连杆一（5）固定连接，空心轴（7）由连杆一（5）驱动绕固定轴（8）转动并相对固定轴（8）沿轴向作往复直线运动，刀具（15）与空心轴（7）同轴连接并随空心轴（7）同步作自转运动和往复的轴向振动。6.根据权利要求5所述的用于深孔加工的振动切削装置，其特征在于：所述连杆（5）为方形杆，嵌套（3）的形状为外圈呈圆形、内圈呈方形，方形连杆（5）与嵌套（3）内孔采用间隙配合。7.根据权利要求6所述的用于深孔加工的振动切削装置，其特征在于：所述空间圆柱凸轮（10）外表面上的曲线凹槽为周向连续、首尾闭合的单条正弦曲线凹槽。2CN107649706A说明书1/3页一种用于深孔加工的振动切削装置技术领域[0001]本发明属于深孔加工工艺设备的技术领域，特别涉及一种用于深孔加工的振动切削装置。背景技术[0002]通常情况下，深孔加工系统有刀具回转工件进给的运动方式，刀具回转进给工件静止和刀具静止工件回转进给三种方式，本发明应用于刀具回转工件进给的加工方式。[0003]深孔加工难度高，加工工作量大，已成为机械加工中的关键性工序。以枪钻系统为例，枪钻系统属于外排屑系统，主要由授油器、钻杆联结器、刀具系统组成，工作时，切削液通过授油器从刀具内部输油通道到达刀具头部进行冷却润滑，并将切屑经钻杆外部V型槽通过切削液向外冲出，由于刀具腔体内部压力很高同时刀具旋转速度很快，保证了切屑的排出和工件的加工精度。[0004]在机构创新设计