一种变幅器及超声波加工装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种变幅器及超声波加工装置，该变幅器包括本体，本体的中心设置有供待加工工件穿过的中心孔，在距离中心孔等距离的本体外边缘上设置有多个固定换能器的安装孔。本发明专利技术变幅器不同于传统的变幅器结构形式，该变幅器能够连接多个换能器，并将换能器发出的超声波能集中到中心孔，获得大功率的超声波能，特别适用于大功率的超声应用中，例如超声帮助冷拔金属丝、管和加工细长杆外圆等。利用该变幅器的超声波加工装置，在进行超声加工时，既能够获得大功率的超声波能，又能够提高加工效率，其作用明显、效果显著，具有良好的经济价值和市场效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种变幅器及超声波加工装置，属于金属表面纳米加工

技术介绍
近年来，应用超声波技术对金属表面进行纳米化加工或消除金属工件表面的残余应力在不断发展，对金属表面进行超声波加工能够获得低粗糙度值和高加工精度，并且具有效率高、成本低、无污染的特点；对金属工件表面进行残余应力消除，能够有效提升金属工件的整体性能。现在利用超声波技术进行纳米化加工或消除残余应力的设备主要有超声波加工刀具及应力消除设备，超声波加工刀具及应力消除设备的主要组成部分包括换能器、变幅杆和刀具头(刀头)，超声波刀具可以直接安装在相应机床的主轴或刀架上，或者是安装在超声波加工装置上，在机床超声波加工装置的带动下完成对金属工件表面的超声波加工或应力消除。传统的变幅杆一般在其前端与刀头连接，末端与换能器连接。换能器作业时带动变幅杆振动，变幅杆将超声波能直接传递给刀头，借助刀头实现对金属工件表面的纳米化加工。然而，传统的变幅杆与换能器之间是单一连接，即一个变幅杆的末端只连接一个换能器，换能器的超声波能直线传输给刀头，其能量必然在传输的过程中有所损耗，无法集中超声波能传递到刀头上，其加工效率有待提高。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种新型结构形式的变幅器。本专利技术还提供一种利用上述变幅器的超声波加工装置。本专利技术的技术方案如下：一种变幅器，包括本体，所述本体的中心设置有供待加工工件穿过的中心孔，在距离中心孔等距离的本体外边缘上均布设置有多个固定换能器的安装孔。优选的，所述本体的外形为圆形。进一步优选的，在圆形本体的外边缘上均布设置有三个或四个安装孔。优选的，所述本体的外形为正多边形。进一步优选的，在正多边形本体的每个顶点处设置有安装孔。进一步优选的，在正多边形本体的每条边的中间位置处设置有安装孔。优选的，通过压紧螺钉穿过换能器后连接安装孔，将换能器固定在本体外边缘上。优选的，所述安装孔内设置有锥形垫片。优选的，所述中心孔为圆柱孔或圆锥孔。一种超声波加工装置，包括壳体、主轴、导套、传动套和保持架，还包括变幅器安装座、换能器、超声波加工刀头以及上述的变幅器；所述变幅器设置在变幅器安装座内，所述换能器安装在变幅器外边缘上；所述变幅器安装座设置在壳体一端，变幅器安装座的内孔中设置保持架，保持架的一端设置超声波加工刀头并伸入变幅器中心孔内，保持架的另一端设置传动套，传动套与主轴内的导套连接，主轴安装在壳体内。本专利技术的有益效果在于：本专利技术变幅器不同于传统的变幅器结构形式，该变幅器能够连接多个换能器，并将换能器发出的超声波能集中到中心孔，获得大功率的超声波能，特别适用于大功率的超声应用中，例如超声帮助冷拔金属丝、管和加工细长杆外圆等。利用该变幅器的超声波加工装置，在进行超声加工时，既能够获得大功率的超声波能，又能够提高加工效率，其作用明显、效果显著，具有良好的经济价值和市场效益。附图说明图1为本专利技术变幅器的安装示意图；图2为图1中A-A方向的剖视图；图3为本专利技术变幅器的结构示意图；图4为图3中B-B方向的剖视图；其中：1、端盖；2、螺钉；3、螺母；4、变幅器；5、换能器；6、定位螺钉；7、压紧螺钉；8、变幅器安装座；9、保持架；10、传动套；11、壳体；12、主轴；13、超声波加工刀头；14、工件；15、中心孔；16、导套。具体实施方式下面通过实施例并结合附图对本专利技术做进一步说明，但不限于此。实施例1：如图1、图3和图4所示，本实施例提供一种变幅器，包括本体，本体为一圆盘，圆盘的中心开有供待加工工件14穿过的中心孔15，中心孔15为圆柱孔，在距离中心孔15等距离的圆盘外边缘上设置有三个固定安装换能器5的安装孔，相邻安装孔的夹角为120°。其中，安装孔内设置有锥形垫片，通过压紧螺钉7穿过换能器5后连接安装孔，将换能器5固定在本体外边缘上。本实施例的技术方案，该变幅器上能够安装多个换能器，所有换能器共用一个超声波电源，保证振动频率和相位等参数一致。该变幅器能将换能器发出的超声波能集中到中心孔，利用圆盘的径向振动，在圆盘中心孔的内表面获得大功率的超声波，特别适用于大功率的超声应用中，例如超声帮助冷拔金属丝、管和加工细长杆外圆等。实施例2：一种变幅器，结构如实施例1所述，其不同之处在于：在距离中心孔15等距离的圆盘外边缘上设置有四个固定安装换能器5的安装孔，相邻安装孔的夹角为90°。实际应用过程中，根据需要加工的工件可以选择含不同数量安装孔的变幅器，进而可以提供不同功率的超声波。实施例3：一种变幅器，结构如实施例1所述，其不同之处在于：本体的外形为等边三角形，中心孔15为圆锥孔，在等边三角形的每条边的中间位置处开设固定换能器的安装孔，安装孔内设置有锥形垫片，通过压紧螺钉7穿过换能器5后连接安装孔，将换能器5固定在三条边的外边缘上。根据实际应用可通过计算将中心孔加工成不同尺寸和形状，如图2中实例应用在超声波加工细长杆类零件，中心孔被设计成圆锥孔。实施例4：一种变幅器，结构如实施例3所述，其不同之处在于：在等边三角形的每个顶点处开设固定换能器的安装孔，安装孔内设置有锥形垫片，通过压紧螺钉7穿过换能器5后连接安装孔，将换能器5固定在三个顶点上。实施例5：一种变幅器，结构如实施例1所述，其不同之处在于：本体的外形为正方形，中心孔15为圆锥孔，在正方形的每条边的中间位置处开设固定换能器的安装孔，安装孔内设置有锥形垫片，通过压紧螺钉7穿过换能器5后连接安装孔，将换能器5固定在四条边的外边缘上。实施例6：一种变幅器，结构如实施例5所述，其不同之处在于：在正方形的每个顶点处开设固定换能器的安装孔，安装孔内设置有锥形垫片，通过压紧螺钉7穿过换能器5后连接安装孔，将换能器5固定在四个顶点上。实施例7：一种变幅器，结构如实施例1所述，其不同之处在于：本体的外形为正六边形，中心孔15为圆锥孔，在正六边形的每条边的中间位置处开设固定换能器的安装孔，安装孔内设置有锥形垫片，通过压紧螺钉7穿过换能器5后连接安装孔，将换能器5固定在六条边的外边缘上。实施例8：一种变幅器，结构如实施例7所述，其不同之处在于：在正六边形的每个顶点处开设固定换能器的安装孔，安装孔内设置有锥形垫片，通过压紧螺钉7穿过换能器5后连接安装孔，将换能器5固定在六个顶点上。实施例9：如图2所述，本实施例提供一种超声波加工装置，包括壳体11、主轴12、导套16、传动套10和保持架9，还包括变幅器安装座8、换能器5、超声波加工刀头13以及实施例1所述的变幅器4；变幅器4安装在变幅器安装座8内并通过端盖1封装，端盖1上安装有固定用螺钉2，变幅器4与变幅器安装座8通过定位螺钉6连接，定位螺钉6在变幅器安装座8的外侧螺纹连接螺母3，换能器5通过压紧螺钉7安装在变幅器4外边缘上；变幅器安装座8安装在壳体11一端螺纹连接，变幅器安装座8的内孔中设置保持架9，保持架9的一端安装超声波加工刀头13(可安装多个超声波加工刀头)并伸入变幅器中心孔15内，保持架9的另一端安装传动套10，传动套10与主轴内的导套16连接，主轴12安装在壳体11内。保持架9在转动过程中带动超声波加工刀头13转动，换能器5通过圆盘形变幅器4将超声波能传递给超声波加工刀头13，待加工工件14穿过中心孔15和保持架内孔，超声波加工刀头13在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变幅器，包括本体，其特征在于，所述本体的中心设置有供待加工工件穿过的中心孔，在距离中心孔等距离的本体外边缘上均布设置有多个固定换能器的安装孔。

【技术特征摘要】
1.一种变幅器，包括本体，其特征在于，所述本体的中心设置有供待加工工件穿过的中心孔，在距离中心孔等距离的本体外边缘上均布设置有多个固定换能器的安装孔。2.如权利要求1所述的变幅器，其特征在于，所述本体的外形为圆形。3.如权利要求2所述的变幅器，其特征在于，在圆形本体的外边缘上均布设置有三个或四个安装孔。4.如权利要求1所述的变幅器，其特征在于，所述本体的外形为正多边形。5.如权利要求4所述的变幅器，其特征在于，在正多边形本体的每个顶点处设置有安装孔。6.如权利要求4所述的变幅器，其特征在于，在正多边形本体的每条边的中间位置处设置有安装孔。7.如权利要求1所述的变幅器，其特征在于，通过压...

【专利技术属性】
技术研发人员：王阳，赵显华，谢祥科，柏士增，赵志明，刘秀娟，
申请(专利权)人：济南豪能创新管理咨询合伙企业有限合伙，
类型：发明
国别省市：山东;37