專利名稱：自進(jìn)給傳感刀具機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)床部件，尤其涉及一種高精度進(jìn)給且能夠自傳感的智能加 工刀具。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)方式的加工刀具相對(duì)于工件的加工進(jìn)給，靠機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)保證。由于機(jī)床 進(jìn)給系統(tǒng)多數(shù)為電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的進(jìn)給系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)多，驅(qū)動(dòng)組成部件多，最終作用在 刀具上的驅(qū)動(dòng)難以實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，2009年5月20日授權(quán)公告的中國專利，公告號(hào)為 CN201239810Y，其公開了一種用于提高數(shù)控車床加工精度的磁致伸縮補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，該刀具結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單，直接將磁致伸縮位移用于刀具的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)。這種方式可以容易實(shí)現(xiàn)刀具進(jìn)給加工， 從而實(shí)現(xiàn)高效、高精度工件加工。但是，由于磁致伸縮具有磁滯回，磁飽和以及倍頻等非線 性驅(qū)動(dòng)特征，這些特征將會(huì)嚴(yán)重影響磁致伸縮驅(qū)動(dòng)的自進(jìn)給刀具實(shí)現(xiàn)更高精度的驅(qū)動(dòng)，難 以形成微納米精度的驅(qū)動(dòng)進(jìn)給加工能力。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的技術(shù)效果能夠克服上述缺陷，提供一種自進(jìn)給傳感刀具，其刀具可 以實(shí)現(xiàn)相對(duì)被加工工件實(shí)現(xiàn)自伸縮進(jìn)給的同時(shí)，可以實(shí)時(shí)自感知伸縮進(jìn)給的位移量值，從 而實(shí)現(xiàn)一種用于閉環(huán)控制的可自進(jìn)給自傳感智能刀具系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案其包括刀身筒體和刀頭，還包括 設(shè)置在刀身筒體內(nèi)的驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器包括殼體以及設(shè)置在殼體內(nèi)的可伸縮的變形體，變形 體與凸出于殼體的位移輸出桿固接，位移輸出桿與刀頭固接；刀頭與殼體之間設(shè)有限位裝 置，限位裝置之間設(shè)有彈性體和壓電體，彈性體和壓電體上下設(shè)置，且皆設(shè)置在刀身筒體與 位移輸出桿之間的間隔處。驅(qū)動(dòng)器為現(xiàn)有技術(shù)，其可以產(chǎn)生致動(dòng)的動(dòng)作。位移輸出桿可以產(chǎn)生精確位移和輸 出力，位移或輸出力通過位移輸出桿輸出。壓電體置于刀身筒體的內(nèi)部，其集成化好，傳感 直接、靈敏，且壓電體能夠?qū)⒘鞲衅鬓D(zhuǎn)變成位移傳感器。壓電傳感器檢測(cè)力的分辨率高， 經(jīng)過彈性體的力和位移轉(zhuǎn)換關(guān)系可進(jìn)行微米級(jí)甚至納米級(jí)位移測(cè)量。本實(shí)用新型的限位裝置可以采用以下多種結(jié)構(gòu)1.所述限位裝置包括旋緊體和 軸肩，旋緊體靠近刀頭且與刀身筒體螺紋連接，軸肩靠近殼體且與位移輸出桿固接。2.所述 限位裝置包括刀身筒體頂端向內(nèi)彎折的折邊、以及靠近殼體且與位移輸出桿固接的軸肩。 3.所述限位裝置包括旋緊體，旋緊體與位移輸出桿螺紋連接，所述限位裝置還包括導(dǎo)向壓 緊體，導(dǎo)向壓緊體設(shè)置在旋緊體下側(cè)。本機(jī)構(gòu)可以利用對(duì)彈性體的初始上緊程度的調(diào)節(jié)，將彈性體和壓電體調(diào)節(jié)到其線 性工作區(qū)段，這樣壓電體的靈敏度和分辨率高，檢測(cè)的數(shù)值更加準(zhǔn)確。所述彈性體采用彈簧或彈片或彈性鉸鏈或橡膠彈性件。彈性體可以采用多個(gè)小體積的個(gè)體，均勻間隔設(shè)置在位移輸出桿與刀身筒體之間，也可以直接采用一個(gè)大體積的彈 性體，直接套接在位移輸出桿外側(cè)即可。所述變形體采用磁致伸縮材料或壓電材料或電致 伸縮材料或熱伸縮驅(qū)動(dòng)材料。本實(shí)用新型所提出自進(jìn)給自傳感刀具可以實(shí)現(xiàn)刀具加工過程中的自驅(qū)動(dòng)進(jìn)給，并 且驅(qū)動(dòng)輸出位移可以通過壓電體自感知，因?yàn)榛诒緦?shí)用新型刀具驅(qū)動(dòng)的原理和結(jié)構(gòu)形 式，壓電傳感器所受到的在進(jìn)給方向上的壓力與位移輸出桿的輸出位移即刀具進(jìn)給位移成 對(duì)應(yīng)關(guān)系。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型包括以下優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了一種兼有自進(jìn)給和自進(jìn)給位 移傳感功能的加工刀具，可以方便實(shí)現(xiàn)基于位移傳感控制的自伸縮刀具。刀具的集成度高、 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積較小、并且安裝方便，可以替代現(xiàn)有普通刀具直接安裝在機(jī)床上使用，來大 大改善現(xiàn)有機(jī)床加工精度，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。基于以上優(yōu)點(diǎn)，本實(shí)用新型的自進(jìn)給自傳 感刀具，特別適合制成驅(qū)動(dòng)和傳感一體化智能刀具。

圖1為本實(shí)用新型的實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的實(shí)施例2結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型的實(shí)施例3結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型的實(shí)施例4結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)描述實(shí)施例1如圖1所示，本實(shí)用新型的機(jī)構(gòu)包括刀身筒體4和刀頭1，還包括設(shè)置在刀身筒體 4內(nèi)的驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器包括殼體7以及設(shè)置在殼體內(nèi)的可伸縮的變形體，變形體與凸出于殼 體的位移輸出桿2固接，位移輸出桿2與刀頭1固接；刀頭1與殼體7之間設(shè)有限位裝置， 限位裝置之間設(shè)有彈性體5和壓電體6，彈性體5和壓電體6上下設(shè)置，且皆設(shè)置在刀身筒 體4與位移輸出桿2之間的間隔處。所述限位裝置包括旋緊體3和軸肩8，旋緊體3靠近刀頭1且與刀身筒體4螺紋連 接，軸肩8靠近殼體7且與位移輸出桿2固接。所述彈性體5采用彈簧，所述變形體采用磁 致伸縮材料變形體。本實(shí)施例的工作過程為驅(qū)動(dòng)器受到外部激勵(lì)變形伸長(zhǎng)，傳遞到位移輸出桿2，位 移輸出桿2帶動(dòng)軸肩8向上頂向彈性體5，此時(shí)由于旋緊體3的作用，彈性體5被壓縮，彈性 體5反作用力作用在壓電體6上。由于壓電體6受到壓力可以產(chǎn)生電信號(hào)，并且該電信號(hào) 的強(qiáng)弱與彈性體5的壓緊力成正比，即電信號(hào)的強(qiáng)弱與傳遞到位移輸出桿2的輸出位移成 正比。這樣，驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生位移的同時(shí)，其所產(chǎn)生位移的大小可以被壓電體6產(chǎn)生的電信號(hào)反 映出來。至此，本實(shí)用新型所提出刀具加工過程中的自進(jìn)給自感知加工刀具得以實(shí)現(xiàn)。實(shí)施例2如圖2所示，所述限位裝置包括刀身筒體頂端向內(nèi)彎折的折邊10、以及靠近殼體且與位移輸出桿固接的軸肩8，彈性體5的頂端直接卡在折邊10下端即可。其它同實(shí)施例 1。實(shí)施例3如圖3所示，所述限位裝置包括旋緊體3，旋緊體3與位移輸出桿2螺紋連接。其 它同實(shí)施例1。本實(shí)施例工作實(shí)現(xiàn)過程與實(shí)施列1相仿。只是在結(jié)構(gòu)上，位移輸出桿2外端攻有 螺紋，一方面，旋緊體3通過螺紋旋進(jìn)將位于殼體7和彈性體5之間的壓電體6壓緊；另一 方面，刀頭1可以通過螺紋與位移輸出桿2緊固連接。此時(shí)，驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生的輸出位移將改變 彈性體5作用在壓電體6上的壓緊程度，從而使壓電體6產(chǎn)生隨壓緊程度不同，即隨驅(qū)動(dòng)器 伸縮程度不同的對(duì)應(yīng)電信號(hào)。檢測(cè)到該電信號(hào)的變化量值，即可對(duì)應(yīng)知道位移輸出桿2產(chǎn) 生的位移。至此，在這種結(jié)構(gòu)方式下，本實(shí)用新型所提出自進(jìn)給自感知加工刀具得以實(shí)現(xiàn)。實(shí)施例4如圖4所示，所述限位裝置還包括導(dǎo)向壓緊體9，導(dǎo)向壓緊體9設(shè)置在旋緊體3下 側(cè)，導(dǎo)向壓緊體9能夠起到位移輸出桿2動(dòng)作的導(dǎo)向作用，且使位移輸出桿2的位移穩(wěn)定性 好。其它同實(shí)施例3。以上對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前 提下進(jìn)行實(shí)施，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于上述的實(shí)施例。
權(quán)利要求1.一種自進(jìn)給傳感刀具機(jī)構(gòu)，包括刀身筒體和刀頭，其特征在于，還包括設(shè)置在刀身筒 體內(nèi)的驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器包括殼體以及設(shè)置在殼體內(nèi)的可伸縮的變形體，變形體與凸出于殼 體的位移輸出桿固接，位移輸出桿與刀頭固接；刀頭與殼體之間設(shè)有限位裝置，限位裝置之 間設(shè)有彈性體和壓電體，彈性體和壓電體上下設(shè)置，且皆設(shè)置在刀身筒體與位移輸出桿之 間的間隔處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自進(jìn)給傳感刀具機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述限位裝置包括旋緊 體和軸肩，旋緊體靠近刀頭且與刀身筒體螺紋連接，軸肩靠近殼體且與位移輸出桿固接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自進(jìn)給傳感刀具機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述限位裝置包括刀身 筒體頂端向內(nèi)彎折的折邊、以及靠近殼體且與位移輸出桿固接的軸肩。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自進(jìn)給傳感刀具機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述限位裝置包括旋緊 體，旋緊體與位移輸出桿螺紋連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自進(jìn)給傳感刀具機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述限位裝置還包括導(dǎo) 向壓緊體，導(dǎo)向壓緊體設(shè)置在旋緊體下側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4或5所述的自進(jìn)給傳感刀具機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述彈性體 采用彈簧或彈片或彈性鉸鏈或橡膠彈性件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自進(jìn)給傳感刀具機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述變形體采用磁致伸 縮材料或壓電材料或電致伸縮材料或熱伸縮驅(qū)動(dòng)材料。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種機(jī)床部件，尤其涉及一種高精度進(jìn)給且能夠自傳感的智能加工刀具。本實(shí)用新型的自進(jìn)給傳感刀具機(jī)構(gòu)，包括刀身筒體和刀頭，還包括設(shè)置在刀身筒體內(nèi)的驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器包括殼體以及設(shè)置在殼體內(nèi)的可伸縮的變形體，變形體與凸出于殼體的位移輸出桿固接，位移輸出桿與刀頭固接；刀頭與殼體之間設(shè)有限位裝置，限位裝置之間設(shè)有彈性體和壓電體，彈性體和壓電體上下設(shè)置，且皆設(shè)置在刀身筒體與位移輸出桿之間的間隔處。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了一種兼有自進(jìn)給和自進(jìn)給位移傳感功能，可以方便實(shí)現(xiàn)基于位移傳感控制的自伸縮刀具。
文檔編號(hào)B23B27/00GK201922056SQ20102069830
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者李健, 楊錦堂 申請(qǐng)人:楊錦堂