一种复合振动钻削装置及加工方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种复合振动钻削装置及加工方法，复合振动钻削装置包括机床主轴电机和钻头，其特征在于，还包括振动刀柄和振动控制系统。所述振动控制系统包括监测系统和执行系统；所述执行系统包括低频振动发生器、超声振动发生器、步进电机、伺服驱动电机、电刷；所述振动控制器通过伺服驱动电机和步进电机控制低频振动发生器，所述振动控制器通过电刷控制超声振动发生器。本发明专利技术的加工方法在传统叠层构件钻削加工的基础上，针对不同材料的材料属性差异，复合超声或者低频轴向振动，并能够通过振动控制器，实现加工过程中进行振动钻削与普通钻削的转换、超声振动钻削与低频振动钻削的转换，以及振动参数的调整，获得高质量的制孔。

Compound vibration drilling device and processing method

The invention discloses a compound vibration drilling device and a processing method. The compound vibration drilling device comprises a machine tool spindle motor and a drill bit, and is characterized by a vibration tool holder and a vibration control system. The vibration control system includes a monitoring system and execution system; the execution system includes a low frequency vibration generator, ultrasonic vibration generator, stepper motor, servo motor, brush; the vibration controller of stepper motor control of low frequency vibration generator through the servo motor and step, the vibration controller through the brush control ultrasonic vibration generator. The processing method of the invention in the traditional layered component based drilling machining, according to the difference of material properties of different materials, composite ultrasonic or low frequency axial vibration, and the vibration controller can realize, is carried out in the process of vibration drilling and common drilling conversion, ultrasonic vibration drilling and vibration drilling conversion drill, and adjust the vibration parameters, obtained high quality holes.

【技术实现步骤摘要】
一种复合振动钻削装置及加工方法
本专利技术属于机械加工
，具体是一种复合振动钻削装置及加工方法。
技术介绍
随着经济的发展和科学技术的提高，难加工材料在各行各业得到广泛的运用。难加工材料主要分为：高强韧类难加工材料，例如钛合金、高温合金等；高硬脆类难加工材料，例如陶瓷、硅片等；以及兼具高强韧与高硬脆的各种复合材料。振动加工作为一种辅助加工方式，自上世纪六十年代提出以来，已经得到了广泛的应用。振动辅助制孔技术作为振动加工的一个重要分支，它与普通钻削的区别在于制孔过程中通过振动装置使钻头与工件之间产生可控的相对运动，根据振动频率的不同，其主要可以分为低频振动（0~500Hz），以及超声振动（>15KHz）。对于高强韧材料的钻削加工，低频振动制孔加工技术发挥出了其独特的优势，这种技术具有降低钻削温度，减小钻削力，减少刀具磨损的效果；对于高硬脆材料的钻削加工，超声振动加工技术则展示了其优异的效果，其主要表现在能够提高加工质量、精度，以及降低钻削力、减少刀具磨损等方面。为了发挥不同材料各自优异的性能，飞机制造商正谋求在不同的结构位置使用不同的材料，这些材料包括钛合金、CFRP、铝合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合振动钻削装置，包括机床主轴电机和钻头，其特征在于，还包括振动刀柄和振动控制系统；所述振动刀柄由机床夹持，所述钻头由所述振动刀柄夹持；所述振动控制系统包括监测系统和执行系统；所述监测系统包括振动控制器、加工状态检测器、信号处理器；所述振动控制器通过加工状态检测器、信号处理器来判断振动状态；所述执行系统包括低频振动发生器、超声振动发生器、步进电机、伺服驱动电机、电刷；所述振动控制器通过伺服驱动电机和步进电机控制低频振动发生器，所述振动控制器通过电刷控制超声振动发生器；所述执行系统安装在振动刀柄中；所述振动刀柄还设置有止动块，所述步进电机安装在止动块中，所述步进电机用于控制低频振动发生器；振...

【技术特征摘要】
1.一种复合振动钻削装置，包括机床主轴电机和钻头，其特征在于，还包括振动刀柄和振动控制系统；所述振动刀柄由机床夹持，所述钻头由所述振动刀柄夹持；所述振动控制系统包括监测系统和执行系统；所述监测系统包括振动控制器、加工状态检测器、信号处理器；所述振动控制器通过加工状态检测器、信号处理器来判断振动状态；所述执行系统包括低频振动发生器、超声振动发生器、步进电机、伺服驱动电机、电刷；所述振动控制器通过伺服驱动电机和步进电机控制低频振动发生器，所述振动控制器通过电刷控制超声振动发生器；所述执行系统安装在振动刀柄中；所述振动刀柄还设置有止动块，所述步进电机安装在止动块中，所述步进电机用于控制低频振动发生器；振动刀柄还包括主轴接口、刀具连接口和连接器，所述主轴接口用于连接机床主轴，所述刀具连接口用于连接钻头，所述连接器将旋转运动从主轴经低频振动发生器或超声振动发生器传递至刀具连接口。2.根据权利要求1所述的复合振动钻削装置，其特征在于，将所述振动控制器通过加工状态检测器、信号处理替换为声发射传感器、声信号处理器，所述振动控制器通过声发射传感器、声信号处理器来判断振动状态。3.根据权利要求1所述的复合振动钻削装置，其特征在于，所述监测系统还包括可编程逻辑控制器；所述振动控制器通过读取可编程逻辑控制器来判断振动状态。4.根据权利要求1所述的复合振动钻削装置，其特征在于，所述低频振动发生器包括低频振动控制机构、低频振动执行机构和低频振动发生器外壳；所述超声振动发生器包括压电陶瓷组件、超声电源和超声振动发生器外壳；所述振动控制器通过控制伺服驱动电机驱动步进电机，进而控制低频振动执行机构；所述振动控制器通过超声电源控制压电陶瓷组件的振动参数。5.根据权利要求1所述的复合振动钻削装置，其特征在于，所述低频振动发生器采用凸轮装置，能够实现振幅500μm以下的定频转比振动，转速可以达到8000rpm；所述超声振动发生器，能够实现振幅20μm以下，频率在15KHz~60KHz的高频...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈燕，徐九华，杨浩骏，傅玉灿，唐文亮，王华，姚琦威，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32