一种超声波金属材料表面加工装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种超声波金属材料表面加工装置，它解决了现有技术的超声波表面加工装置对于空间狭窄的零件表面，如小孔加工存在的多个问题，其使得工作头工作面只与工件接触，而不会与弯振杆接触，大幅度减小了工作头的磨损，其技术方案为：包括弯振杆，所述弯振杆首端侧部设置工作头，弯振杆尾端与超声波振子连接；所述弯振杆首端侧部设置凹槽，工作头转动装配于该凹槽内；所述工作头为回转体，所述凹槽与工作头工作面之间具有设定间隙。

【技术实现步骤摘要】
一种超声波金属材料表面加工装置
本技术涉及金属表面加工
，特别是涉及一种超声波金属材料表面加工装置。
技术介绍
目前，用于对金属材料表面进行处理的超声波加工装置，一般包括工作头、变幅杆、纵向振动模式的换能器、安装固定部件及其他辅助装置组成，工作时换能器带动变幅杆做纵向高频振动并敲击工作头，工作头对所加工的零件进行滚压加工，从而达到降低零件表面粗糙度的目的。传统的超声波金属表面加工装置结构较为复杂，体积较大，对一些空间狭窄的零件表面，如小孔等不能进行加工；而现有超声波金属表面加工装置的工作头工作面与变幅杆直接接触，加剧了工作头的磨损；同时由于工作头与变幅杆接触面积小，传递能量有限，需施加很大的静压力才能正常工作，加工效果不理想，使得这类装置的应用场合受到很大限制。综上所述，对于现有技术的超声波金属表面加工装置在对空间狭窄的零件表面加工方面存在的多个问题，尚缺乏有效的解决方案。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本技术提供了一种超声波金属材料表面加工装置，该装置采用细长杆式结构，并且工作头工作面只与工件接触，而不会与弯振杆接触，大幅度减小了工作头的磨损；进一步的，本技术采用下述技术方案：一种超声波金属材料表面加工装置，包括弯振杆，所述弯振杆首端侧部设置工作头，弯振杆尾端与超声波振子连接；所述弯振杆首端侧部设置凹槽，工作头转动装配于该凹槽内；所述工作头为回转体，所述凹槽与工作头工作面之间具有设定间隙，以减小工作头工作过程中的旋转阻力。进一步的，所述凹槽与工作头工作面配合处设有窄槽。进一步的，所述窄槽由凹槽向弯振杆外周方向延伸设置。进一步的，所述凹槽与工作头定位面之间为间隙配合，所述凹槽与工作头定位面之间的间隙小于凹槽与工作头工作面之间的间隙。进一步的，所述工作头的回转轴线与弯振杆轴线的夹角不大于45°。进一步的，所述超声波振子包括相互连接的1/4波长弯曲振动换能器和1/4波长变幅杆。或者，所述超声波振子包括相互连接的半波长弯曲振动换能器和半波长变幅杆。进一步的，所述弯振杆与超声波振子为一体式结构。或者，所述弯振杆与超声波振子通过螺母连接。进一步的，所述弯振杆尾端带有第一外螺纹，所述超声波振子带有第二外螺纹，第一外螺纹和第二外螺纹旋向相反。进一步的，所述螺母的内螺纹分成第一段和第二段，第一段和第二段旋向相反，第一段与第一外螺纹相配合，第二段与第二外螺纹相配合。或者，所述弯振杆与超声波振子通过螺柱连接。进一步的，所述螺柱一端嵌设于弯振杆内部，螺柱另一端嵌设于超声波振子内部。进一步的，所述1/4波长弯曲振动换能器和半波长弯曲振动换能器可以采用夹心式压电陶瓷换能器或磁致伸缩换能器。进一步的，所述工作头为球体或弧面滚子或滚针。或者，所述工作头为滚轮。进一步的，所述滚轮一侧面与定位块连接，滚轮另一侧面露于弯振杆外，定位块和滚轮均设置于凹槽内。滚轮一侧面设置定位块，而另一侧面露出，更加适用于带有台阶等的工件的加工，滚轮可与台阶拐角处实现接触配合，有效解决其他工作头无法接触加工台阶拐角的问题。或者，所述滚轮两侧面均与定位块连接，定位块和滚轮均设置于凹槽内。滚轮两侧面均设置定位块，使得滚轮两侧受力均衡，滚轮的工作面可与弯振杆完全脱离，旋转阻力小，转动更为顺畅。进一步的，所述弯曲振动换能器固定连接于外壳，所述外壳与压板连接。一种超声波金属材料表面加工装置的工作方法，包括以下步骤：将弯振杆与超声波振子连接，在弯振杆凹槽内置入工作头，将超声波振子与超声波发生器连接，启动超声波发生器，将弯振杆首端靠近工件待加工表面，使工作头与工件待加工表面接触；使工作头与工件相对运动，弯振杆和工作头在超声波振子的弯曲振动作用下产生弯曲振动，使得工作头对工件待加工表面进行高频冲击加工。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术的装置结构精巧，使用范围广；弯振杆上设置有与工作头配合的凹槽和窄槽，使得工作头工作面只与工件接触，而不会与弯振杆发生接触，大幅度减小了工作头的磨损；由于工作头定位面与弯振杆或工作头通过定位块与弯振杆之间为面接触，使得超声波振子发出的超声波能量最大限度地传递给了工作头，工作过程主要是工作头对工件的高频冲击，工作静压力小，一般为100N—300N，加工效果更好。本技术的装置中弯振杆和超声波振子之间可以通过多种方式实现连接，而通过螺母连接时，将弯振杆和超声波振子设置的螺纹旋向相反，这样使得螺母与弯振杆、超声波振子配合后的紧固性更好，即使在外力作用下也不容易发生松动，并且可以方便地调整弯振杆与超声波振子在圆周方向的相对位置。本技术的装置中的超声波振子采用相互连接的1/4波长弯曲振动换能器和1/4波长变幅杆或相互连接的半波长弯曲振动换能器与半波长变幅杆，其振动模式为弯曲振动，在其驱动下，弯振杆与工作头做弯曲振动；工作头与工件接触后，使弯振杆产生适当的弯曲变形，为工作头提供合适的静压力。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为本技术实施例一加工装置的结构示意图；图1a为本技术实施例一加工装置的俯视图；图1b为本技术实施例一加工装置与外壳、压板的配合示意图；图2为本技术实施例二加工装置的结构示意图；图2a为本技术实施例二工作头与弯振杆配合的侧视剖视图；图2b为本技术实施例二加工装置与外壳、压板的配合示意图；图3为本技术实施例三加工装置的结构示意图；图3a为本技术实施例三加工装置的俯视图；图3b为本技术实施例三加工装置与外壳、压板的配合示意图；图4为本技术实施例四加工装置的结构示意图；图4a为本技术实施例四加工装置与外壳、压板的配合示意图；图5为本技术实施例五加工装置的示意图；图5a为本技术实施例五加工装置与外壳、压板的配合示意图；图6为本技术实施例六加工装置的示意图；图6a为本技术实施例六加工装置与外壳、压板的配合示意图；图7为本技术实施例七加工装置的示意图；图7a为本技术实施例七加工装置与外壳、压板的配合示意图；图8为本技术实施例八加工装置的示意图；图8a为本技术实施例八加工装置与外壳、压板的配合示意图；图9为本技术实施例九加工装置的示意图；图9a为本技术实施例九加工装置与外壳、压板的配合示意图；图10为两端带定位块的滚轮式工作头与定位块配合示意图；图11为球体形工作头示意图；图12为一端带定位块的滚轮式工作头与定位块配合示意图。图中，1.工作头，2.弯振杆，3.螺母，4.超声波振子，5.窄槽，6.外壳，7.压板，8.螺柱，9.定位块，11.工作头工作面，12.工作头定位面。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波金属材料表面加工装置，其特征是，包括弯振杆，所述弯振杆首端侧部设置工作头，弯振杆尾端与超声波振子连接；所述弯振杆首端侧部设置凹槽，工作头转动装配于该凹槽内；所述工作头为回转体，所述凹槽与工作头工作面之间具有设定间隙。

【技术特征摘要】
1.一种超声波金属材料表面加工装置，其特征是，包括弯振杆，所述弯振杆首端侧部设置工作头，弯振杆尾端与超声波振子连接；所述弯振杆首端侧部设置凹槽，工作头转动装配于该凹槽内；所述工作头为回转体，所述凹槽与工作头工作面之间具有设定间隙。2.如权利要求1所述的装置，其特征是，所述凹槽与工作头工作面配合处设有窄槽；所述窄槽由凹槽向弯振杆外周方向延伸设置。3.如权利要求1所述的装置，其特征是，所述凹槽与工作头定位面之间为间隙配合，所述工作头的回转轴线与弯振杆轴线的夹角不大于45°。4.如权利要求1所述的装置，其特征是，所述超声波振子包括相互连接的1/4波长弯曲振动换能器和1/4波长变幅杆；或者，所述超声波振子包括相互连接的半波长弯曲振动换能器和半波长变幅杆。5.如权利要求1所述的装置，其特征是，所述弯振杆与超声波振子...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昊，
申请(专利权)人：李昊，
类型：新型
国别省市：山东,37