阅读说明：本技术 正多边形车削误差补偿的磁控主轴与补偿方法 (Magnetic control main shaft for regular polygon turning error compensation and compensation method ) 是由 黄迪 张辉 陈燕 朱逸轩 胡雨倞 何安康 袁毕纪 徐祥辉 万櫆 谈学操 吴磊 于 2020-12-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开正多边形车削误差补偿的磁控主轴与补偿方法,正多边形车削误差补偿的磁控主轴主要包括伺服电机、支撑架、支撑台、动力刀盘、微动刀具装置、磁控装置；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,复位弹簧驱动刀柄定位于起始位置,当刀柄转到水平方向车削工件时,根据误差补偿值实时调整驱动电压使电磁铁与永磁铁产生相斥的力和复位弹簧的力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磁控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误差补偿。(The invention discloses a magnetic control spindle for compensating regular polygon turning errors and a compensation method, wherein the magnetic control spindle for compensating the regular polygon turning errors mainly comprises a servo motor, a support frame, a support platform, a power cutter head, a micro-motion cutter device and a magnetic control device; the power cutter head and the workpiece spindle are positioned at an initial position and then rotate at a certain rotation speed ratio for composite turning, the reset spring drives the cutter handle to be positioned at the initial position, when the cutter handle rotates to turn a workpiece in the horizontal direction, the driving voltage is adjusted in real time according to an error compensation value, so that the electromagnet and the permanent magnet generate repulsive force and the force of the reset spring jointly drive the cutter handle to dynamically move a certain micro-displacement in the radial direction along the cutter hole of the power cutter head for turning compensation, and therefore the fact that the center distance from the cutter head to the axis of the workpiece can be changed in real time when the regular polygon turning error-compensated magnetic control spindle processes the regular polygon workpiece is guaranteed.)

正多边形车削误差补偿的磁控主轴与补偿方法

技术领域

本发明涉及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磁控主轴，还涉及补偿方法。

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，本人采用磁控技术进行误差补偿，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。

本发明提供正多边形车削误差补偿的磁控主轴，该装置包括伺服电机、支撑架、支撑台、动力刀盘、微动刀具装置、磁控装置；伺服电机与支撑架螺栓连接；支撑架与支撑台固定连接；伺服电机的主轴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方形，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；微动刀具装置的刀柄与动力刀盘的刀孔前端的正方形截面孔滑动配合；磁控装置与支撑台固定连接；磁控装置包括电磁铁、支架，电磁铁位于动力刀盘中心，水平放置，电磁铁设于支架前端，支架与支撑台固定连接，电磁铁的磁力随着电流变化而变化；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、永磁铁、复位弹簧、定位螺母、端盖螺母；刀头与刀柄固定连接，刀柄的前端是正方形截面与动力刀盘的刀孔前端的正方形截面孔滑动配合，刀柄的后端是圆形截面并设有螺纹，永磁铁设于刀柄尾部并固定连接，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，端盖螺母与动力刀盘的刀孔尾部凸出管状结构外螺纹配合，端盖螺母限定定位螺母初始位置，端盖螺母中间设有孔，刀柄安装时永磁铁可穿过端盖螺母，电磁铁与永磁铁产生相斥的力和复位弹簧的力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。

正多边形车削误差补偿的磁控主轴的补偿方法，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，复位弹簧驱动刀柄定位于起始位置，当刀柄转到水平方向车削工件时，根据误差补偿值实时调整驱动电压使电磁铁与永磁铁产生相斥的力和复位弹簧的力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，保证正多边形车削误差补偿的磁控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，然后动力刀盘沿着工件主轴方向移动切削所需长度，往复多次完成正多边形截面工件车削，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。正多边形车削误差补偿的磁控主轴通过磁控误差补偿技术提高加工精度，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的结构示意图。

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，技术人员采用磁控技术误差补偿的方法提高加工精度。

结合图1、图2，本发明提供正多边形车削误差补偿的磁控主轴包括伺服电机1、支撑架2、支撑台3、动力刀盘4、微动刀具装置5、磁控装置6；伺服电机1与支撑架2螺栓连接；支撑架2与支撑台3固定连接；伺服电机1的主轴与动力刀盘4固定连接；动力刀盘4径向设有若干刀孔，刀孔是一个通孔，刀孔的前端截面为正方形，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；微动刀具装置5的刀柄56与动力刀盘4的刀孔前端的正方形截面孔滑动配合；磁控装置6与支撑台3固定连接；磁控装置6包括电磁铁61、支架62，电磁铁61位于动力刀盘4中心，水平放置，电磁铁61设于支架62前端，支架62与支撑台3固定连接，电磁铁61的磁力随着电流变化而变化；动力刀盘4主轴与工件主轴平行安装。

微动刀具装置5包括刀头51、永磁铁52、复位弹簧53、定位螺母54、端盖螺母55、刀柄56；刀头51与刀柄56固定连接，刀柄56的前端是正方形截面与动力刀盘4的刀孔前端的正方形截面孔滑动配合，刀柄56的后端是圆形截面并设有螺纹，永磁铁52设于刀柄56尾部并固定连接，复位弹簧53设于刀柄56中部，定位螺母54设于刀柄56后端并与刀柄56螺纹配合，定位螺母54的位置决定复位弹簧53的预紧力值，端盖螺母55与动力刀盘4的刀孔尾部凸出管状结构外螺纹配合，端盖螺母55限定定位螺母54初始位置，端盖螺母55中间设有孔，刀柄56安装时永磁铁52可穿过端盖螺母55，电磁铁61与永磁铁52产生相斥的力和复位弹簧53的力共同驱动刀柄56沿着动力刀盘4的刀孔在径向动态移动一定的微位移。

正多边形车削误差补偿的磁控主轴的补偿方法，其特征是：动力刀盘4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53驱动刀柄56定位于起始位置，当刀柄56转到水平方向车削工件时，根据误差补偿值实时调整驱动电压使电磁铁61与永磁铁52产生相斥的力和复位弹簧53的力共同驱动刀柄56沿着动力刀盘4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磁控主轴加工正多边形工件可实时改变刀头51到工件轴线的中心距从而完成车削误差补偿，然后动力刀盘4沿着工件主轴方向移动切削所需长度，往复多次完成正多边形截面工件车削，使车削出的正多边形工件精度满足要求。