[实用新型]一种嵌入式超磁致伸缩材料智能镗杆的螺旋水冷励磁机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种励磁线圈机构，尤其是涉及一种嵌入式超磁致伸缩材料智能镗杆的螺旋水冷励磁机构。

背景技术

对于在工作中承受较大非均匀应力的孔类零件，如发动机气缸孔和活塞销孔等，在现代制造业中，为了减轻这类孔的应力集中，减小零件的疲劳损伤，延长其使用寿命，特将此类孔加工成非圆柱孔（异型孔），这要求在精密镗削加工中，镗刀既要有沿着机床主轴的高速旋转运动，还要有沿着孔直径方向的进给运动，且径向进给运动需要很高的频响，以满足不同异型孔精密加工的需求，而基于超磁致伸缩材料驱动的镗杆可以满足以上要求。现有基于超磁致伸缩材料驱动镗杆的励磁机构主要特征为：

专利号：CN200510044793.8，公开号：CN1743111的中国专利公开了“用于加工异形曲面孔的机床”，以及专利号：CN201110196379.4，公开号：CN102303148A的中国专利公开了“一种新型镗削刀具补偿装置”。以上两个专利均将励磁线圈和超磁致伸缩材料内置于主轴前端，该结构存在以下缺陷：需要使用高速电刷进行接触式驱动和控制；励磁线圈受到机床主轴大小的限制，且会对机床主轴动平衡产生影响；线圈采用螺旋气冷的冷却方式，只能对线圈内表面进行冷却，冷却效果不佳；整体结构复杂，环节过多，不易实现。

专利号：CN201110190705.0，公开号：CN102274989A的中国专利公开了“基于超磁致伸缩材料驱动的镗杆装置”，该专利中的导磁回路采用O形环状结构，并在导磁环上绕制多组线圈，该结构存在磁场周向不够均匀的不足。

发明内容

针对以上背景技术中的不足，本实用新型的目的在于提供了一种嵌入式超磁致伸缩材料智能镗杆的螺旋水冷励磁机构，简化机械结构，提高励磁线圈散热效率，即采用固定式多个线圈组合的形式，提高了线圈设计的灵活性，实现复杂非圆孔加工的非接触式驱动和控制；采用螺旋水冷结构进行线圈冷却，增大了线圈散热面积，提高了散热效率，防止超磁致伸缩材料受温度的影响。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型包括线圈端盖、线圈外壳、大线圈、大线圈骨架，螺旋形水腔，小线圈、超磁致伸缩材料块、镗杆、小线圈骨架、小密封圈、密封套筒、大密封圈，线圈底座、隔水凸台；镗杆的外圆柱面轴向开有凹槽，凹槽内装有超磁致伸缩材料块，小线圈骨架套在镗杆装有超磁致伸缩材料块的轴段上，小线圈骨架上绕有小线圈，外圆柱面开有外螺纹的密封套筒装在小线圈骨架外，两端面有螺旋形隔水凸台的大线圈骨架安装在密封套筒外，大线圈骨架上绕有大线圈；大线圈骨架、密封套筒和小线圈骨架的两端面分别安装有线圈外壳和线圈端盖；线圈底座安装在线圈外壳的底部，线圈底座固定在机床上；线圈外壳的沟槽和线圈端盖的沟槽内各安装有一个小密封圈，大线圈骨架两侧的沟槽内各安装有一个大密封圈；螺旋形水腔的进水口位于线圈端盖的外圆周面上，出水口位于线圈外壳的外圆周面上。

所述的螺旋形水腔由线圈端盖的内壁、大线圈骨架的两个端面及大线圈骨架的内孔表面、密封套筒的外圆螺纹底面和线圈外壳的内壁包围而成；冷却水从进水口通入，在大线圈骨架的一端面上沿螺旋形隔水凸台作螺旋流动，然后进入密封套筒的外螺纹水腔，经多周螺旋进入大线圈骨架的另一端面，在大线圈骨架的另一端面上沿螺旋形隔水凸台作螺旋流动，最后从出水口流出。

所述的小线圈和大线圈均由一个线圈或者相互串联或并联的多个线圈组成。

本实用新型具有的有益效果是：

采用固定式多个线圈组合的形式，提高了线圈设计的灵活性，所产生的磁场范围宽，各个线圈可以按需组合，可以实现复杂非圆孔加工的非接触式驱动和控制；采用螺旋水冷结构进行线圈冷却，提高了散热效率，防止超磁致伸缩材料受温度的影响；结构简单，方便加工和装配。 

附图说明

图1是本实用新型的结构原理示意图。

图2是大线圈骨架结构图。

图3是密封套筒结构图。

图4是线圈底座结构图。

图中：1.进水口，2.线圈端盖，3.大线圈导线引出孔，4.线圈外壳，5.出水口，6.大线圈，7.大线圈骨架，8.螺旋形水腔，9.小线圈，10.小线圈导线引出孔，11.超磁致伸缩材料块，12.镗杆，13.小线圈骨架，14.小密封圈，15.密封套筒，16.大密封圈，17.线圈底座，18.隔水凸台，19.外螺纹，20.螺钉安装孔，21. 线圈底座凹槽，22.直槽安装孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。