一种正多边形车削误差补偿的动力主轴与补偿方法
阅读说明：本技术 一种正多边形车削误差补偿的动力主轴与补偿方法 (Power spindle for regular polygon turning error compensation and compensation method ) 是由 朱逸轩 张辉 陈燕 胡雨倞 何安康 袁毕纪 徐祥辉 万櫆 谈学操 黄迪 吴磊 于 2020-12-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种正多边形车削误差补偿的动力主轴与补偿方法,正多边形车削误差补偿的动力主轴主要包括伺服电机、支撑架、动力刀盘、微动刀具装置、靠模电机、靠模支架、定位槽、靠模、端盖螺母、支撑台；动力刀盘与工件主轴定位初始位置后以一定转速比旋转进行复合车削,复位弹簧驱动刀柄上的滚轮紧贴靠模位于起始位置,靠模与动力刀盘以一定的速度差同时同向同相位开始旋转,靠模与复位弹簧共同驱动刀柄沿着动力刀盘的刀孔在径向动态移动一定的微位移进行车削补偿,从而保证正多边形车削误差补偿的动力主轴加工正多边形工件可实时改变刀头到工件轴线的中心距从而进行车削误差补偿,使车削出的正多边形工件精度满足要求。(The invention discloses a power spindle for compensating regular polygon turning errors and a compensation method, wherein the power spindle for compensating the regular polygon turning errors mainly comprises a servo motor, a support frame, a power cutter head, a micro-motion cutter device, a profiling motor, a profiling support, a positioning groove, a profiling, an end cover nut and a support table; the power cutter head and the workpiece spindle are positioned at an initial position and then rotate at a certain rotation speed ratio for compound turning, the return spring drives the roller on the cutter handle to cling to the explorator to be positioned at the initial position, the explorator and the power cutter head start to rotate at the same direction and the same phase at the same time at a certain speed difference, the explorator and the return spring jointly drive the cutter handle to dynamically move at a certain micro displacement along the cutter hole of the power cutter head in the radial direction for turning compensation, and therefore the power spindle for ensuring the regular polygon turning error compensation can change the center distance from the cutter head to the axis of the workpiece in real time for turning error compensation, and the precision of the turned regular polygon workpiece meets the requirement.)
技术领域
本发明涉及一种正多边形工件车削的精加工装置，尤其涉及正多边形车削误差补偿的动力主轴，还涉及动态靠模的补偿方法。
背景技术
正多边形工件指横截面是正多边形的工件，正多边形工件车削加工主要是横截面是正方形、正六边形、正八边形等工件的加工，正多边形工件在市场上的用途很广泛。正多边形工件加工的传统方法是用铣床对正多边形工件各个面进行铣削加工，加工每个面需要分次装夹分次加工，这种铣削加工方式效率低，且多个面的分次加工精度不高且精度不同。本人申请的型材车削剥皮装置及型材车削剥皮方法的发明专利，专利号：ZL201310065947.6，此发明专利装置能正常运行，此发明专利主要是车削正多边形的设备及加工方法，车削正多边形的加工方法采用行星轮系摆线原理，即刀盘主轴和工件轴线平行安装以一定转速比旋转形成复合车削运动，则刀尖相对于工件轴线的轨迹为一条周期性重复的近似直线的封闭摆线曲线，曲线轨迹包围的轮廓部分即为近似正多边形，因此，此车削加工正多边形是一种近似加工方法，加工范围越大精度越低。为了提高车削正多边形工件的加工精度和加工范围，本人申请的正多边形车削误差补偿的动力主轴装置与误差补偿方法，专利号：ZL201710903654.9，但此发明采用压电陶瓷和光栅尺等高技术部件，成本高，应用条件复杂，难以产业化。为了降低开发成本，简化设备结构，本发明采用动态靠模技术进行误差补偿，使车削出的正多边形工件精度满足要求。
发明内容
根据所述问题，本发明主要解决现有车削正多边形工件加工精度低、加工范围小、成本高等问题。
本发明提供一种正多边形车削误差补偿的动力主轴，该装置包括伺服电机、支撑架、动力刀盘、微动刀具装置、靠模电机、靠模支架、定位槽、靠模、端盖螺母、支撑台；伺服电机与支撑架螺栓连接；支撑架与支撑台固定连接；伺服电机与动力刀盘固定连接；动力刀盘径向设有若干刀孔，刀孔是一个通孔，刀孔的前端截面为正多边形，刀孔的后端截面为圆形，刀孔尾部设为凸出管状结构并设有外螺纹；靠模电机与靠模支架螺栓连接；靠模支架设有定位槽，靠模支架与支撑台通过定位槽用螺栓连接；根据要求加工后的工件形状和尺寸计算得出误差补偿值，靠模的外形形状是根据误差补偿值绘制的近似多边形，靠模与靠模电机固定连接；端盖螺母中间设有孔，并与动力刀盘的刀孔尾部凸出管状结构的外螺纹配合，刀柄安装时可穿过端盖螺母；动力刀盘主轴与工件主轴平行安装。
微动刀具装置包括刀头、刀柄、定位螺母、复位弹簧、滚轮；刀头与刀柄固定连接，刀柄的前端是正多边形截面并与动力刀盘的刀孔前端的正多半边形截面孔滑动配合，刀柄的后端是圆形截面并设有螺纹，滚轮设于刀柄尾部，复位弹簧设于刀柄中部，定位螺母设于刀柄后端并与刀柄螺纹配合，定位螺母的位置决定复位弹簧的预紧力值，复位弹簧驱动滚轮沿着靠模外形移动，靠模与复位弹簧共同驱动刀柄沿着动力刀盘的刀孔在径向动态移动一定的微位移进行车削补偿。
一种正多边形车削误差补偿的动力主轴的补偿方法，其特征是：动力刀盘与工件主轴定位初始位置后以一定转速比旋转进行复合车削，复位弹簧驱动刀柄上的滚轮紧贴靠模位于起始位置，靠模与动力刀盘以一定的速度差同时同向同相位旋转，靠模的外形为具有误差补偿的近似多边形，因为速度差靠模与复位弹簧共同驱动刀柄沿着动力刀盘的刀孔在径向移动一定的微位移进行车削补偿，保证正多边形车削误差补偿的动力主轴加工正多边形工件可实时改变刀头到工件轴线的中心距从而完成车削误差补偿，使车削出的正多边形工件精度满足要求。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
目前，正多边形的车削方法是一种采用行星轮系摆线原理的复合车削运动，车削的轮廓为近似正多边形，因此，这种加工方法是一种近似加工方法，只能车削加工小截面、精度低的正多边形工件。本发明是一种正多边形车削误差补偿的动力主轴，通过动态靠模技术提高加工精度，降低加工成本，简化设备结构。
附图说明
图1是本发明正多边形车削误差补偿的动力主轴装置的结构示意图。
图2是本发明的微动刀具装置结构示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。
本发明的技术人员在研究车削正多边形的技术过程中，发现现有的车削加工正多边形工件的加工精度低、加工范围小、成本高等问题，为了解决这些问题，技术人员采用动态靠模技术进行误差补偿的方法提高加工精度。
结合图1、图2，本发明提供一种正多边形车削误差补偿的动力主轴包括伺服电机1、支撑架2、动力刀盘3、微动刀具装置4、靠模电机5、靠模支架6、定位槽7、靠模8、端盖螺母9、支撑台10；伺服电机1与支撑架2螺栓连接；支撑架2与支撑台10固定连接；伺服电机1与动力刀盘3固定连接；动力刀盘3径向设有若干刀孔，刀孔是一个通孔，刀孔的前端截面为正多边形，刀孔的后端截面为圆形，刀孔尾部设为凸出管状结构并设有外螺纹；靠模电机5与靠模支架6螺栓连接；靠模支架6设有定位槽7，靠模支架6与支撑台10通过定位槽7用螺栓连接；根据车削的正多边形工件的形状和尺寸计算得出误差补偿值，靠模8的外形形状是根据误差补偿值绘制的近似多边形，靠模8与靠模电机5固定连接；端盖螺母9中间设有孔，并与动力刀盘3的刀孔尾部凸出管状结构的外螺纹配合，刀柄42安装时可穿过端盖螺母9；动力刀盘3主轴与工件主轴平行安装。
微动刀具装置4包括刀头41、刀柄42、定位螺母43、复位弹簧44、滚轮45；刀头41与刀柄42固定连接，刀柄42的前端是正多边形截面并与动力刀盘3的刀孔前端的正多半边形截面孔滑动配合，刀柄42的后端是圆形截面并设有螺纹，滚轮45设于刀柄42尾部，复位弹簧44设于刀柄42中部，定位螺母43设于刀柄42后端并与刀柄42螺纹配合，定位螺母43的位置决定复位弹簧44的预紧力值，复位弹簧44驱动滚轮45沿着靠模8外形移动，靠模8与复位弹簧44共同驱动刀柄42沿着动力刀盘3的刀孔在径向动态移动一定的微位移进行车削补偿。
一种正多边形车削误差补偿的动力主轴的补偿方法，其特征是：动力刀盘3与工件主轴定位初始位置后以一定转速比旋转进行复合车削，复位弹簧44驱动刀柄42上的滚轮45紧贴靠模8位于起始位置，靠模8的外形为具有误差补偿的近似多边形，因为速度差靠模8与动力刀盘3以一定的速度差同时同向同相位旋转，靠模8与复位弹簧44共同驱动刀柄42沿着动力刀盘3的刀孔在径向动态移动一定的微位移进行车削补偿，保证正多边形车削误差补偿的动力主轴加工正多边形工件可实时改变刀头41到工件轴线的中心距从而完成车削误差补偿，使车削出的正多边形工件精度满足要求。