超声波强化加工头部组件与超声波加工装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种超声波强化加工头部组件与超声波加工装置，超声波强化加工头部组件包括：刀具座及刀具头。超声波强化加工头部组件安装到超声波加工装置工作时，超声波加工装置的变幅杆通过与刀具头接触将振动传递给刀具头，由于刀具头可活动地设置于刀具座上，使得接触待加工工件表面时可以上下振动及自由转动，随设置好的轨迹滚动加工。此外，由于活动盘的板缘面为半径不大于5mm的弧形面，如此可在待加工工件表面上得到较大预置压应力，这样随着调整加工速度和步距可实现待加工工件表面的粗糙度Ra0.8

【技术实现步骤摘要】
超声波强化加工头部组件与超声波加工装置


[0001]本技术涉及金属表面硬化加工
，特别是涉及一种超声波强化加工头部组件与超声波加工装置。

技术介绍

[0002]随着金属表面的硬化加工技术的发展，出现了采用超声波对金属表面的硬化加工技术。而对于一些特殊领域的零部件加工，对金属表面的硬化层深又有更高的要求，如机车车轮以及钢轨等等，以机车车轮为例进行说明。机车车轮是铁道移动装备重要的走行部件，是影响车辆运行安全的关键部件之一。它承受货车的全部载荷，交替承载滚动接触应力，而且与钢轨、闸瓦、车轴，以及周围介质有着非常复杂的作用关系，处在动态的、交替变化的应力状态中。其中，机车车轮在运行一段时间后，轮对踏面会产生磨耗，需要对轮对踏面进行镟修，对轮对踏面进行镟修过程中将导致去除轮对踏面上的硬化层，当轮对踏面上的硬化层去除掉后，将导致机车车轮更容易被磨损损坏。一般地，为了降低轮对踏面的磨耗速率，在对机车车轮踏面镟修后再通过超声波加工装置对车轮踏面进行超声强化处理，然而传统的超声波加工装置对机车车轮踏面加工出的硬化层层深最多大概为2mm，机车车轮踏面的硬化层层深相对较浅，容易被磨损掉。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要克服现有技术的缺陷，提供一种超声波强化加工头部组件与超声波加工装置，它能够增加硬化层层深。
[0004]其技术方案如下：一种超声波强化加工头部组件，所述超声波强化加工头部组件包括：刀具座，所述刀具座的其中一端面上设有第一凹部，所述刀具座的另一端面上设有用于装设变幅杆的第二凹部，所述第一凹部的底壁与所述第二凹部的底壁贯通，所述第一凹部的侧壁上设有第一活动孔；及刀具头，所述刀具头可活动地设置于所述刀具座上，所述刀具头用于与所述变幅杆接触配合，所述刀具头包括活动盘及设置在所述活动盘侧面的活动轴，所述活动盘可活动地设置于所述第一凹部中，所述活动轴可活动地设置于所述第一活动孔中，所述活动盘的板缘面为弧形面，所述弧形面的半径r为不大于5mm。
[0005]上述的超声波强化加工头部组件安装到超声波加工装置工作时，超声波加工装置的变幅杆通过与刀具头接触将振动传递给刀具头，由于刀具头可活动地设置于刀具座上，使得刀具头接触待加工工件表面时可以上下振动以及自由转动，随设置好的轨迹滚动加工。此外，由于活动盘的板缘面为弧形面，弧形面的半径r为不大于5mm，也就是工具头的活动盘板缘采用相对较小的R弧结构，如此可在待加工工件表面上得到较大预置压应力，这样随着调整加工速度和步距可实现待加工工件表面的粗糙度Ra0.8
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6.3范围内任意值，以及还能实现增加待加工工件表面的硬化层层深，使得硬化层层深控制在5mm以上，进而能提高待加工工件的使用寿命。
[0006]在其中一个实施例中，所述弧形面的半径r为0.5mm至3mm。
[0007]在其中一个实施例中，所述第一活动孔为两个，两个所述第一活动孔布置于所述第一凹部的两个相对侧壁上，所述活动轴为两个，两个所述活动轴分别位于所述活动盘的两个相对侧面上，两个所述活动轴与两个所述第一活动孔一一对应。
[0008]在其中一个实施例中，所述第一活动孔为椭圆形孔，所述活动轴的径向截面为圆形；所述椭圆形孔的短轴长度b不小于所述活动轴的径向截面半径R；所述椭圆形孔的长轴方向与所述活动轴的振动方向相同。
[0009]在其中一个实施例中，所述椭圆形孔的短轴长度b与所述活动轴的径向截面半径R满足如下关系：R≤b≤110％R。
[0010]在其中一个实施例中，所述第一凹部的侧壁上设有缺口，所述刀具座包括可拆卸地设置于所述缺口中的定位块。
[0011]在其中一个实施例中，所述超声波强化加工头部组件还包括第一安装件，所述定位块上设有与所述第一安装件相应的第一安装孔，所述第一安装件位置可调地装设于所述第一安装孔中，所述第一安装件与所述活动轴相抵触。
[0012]在其中一个实施例中，所述定位块上设有第二安装孔，所述缺口的壁上设有与所述第二安装孔相应的第三安装孔，所述定位块通过第二安装件穿过所述第二安装孔、所述第三安装孔可拆卸地装设于所述缺口处。
[0013]在其中一个实施例中，所述刀具头为硬质合金头。
[0014]一种超声波加工装置，包括所述的超声波强化加工头部组件，还包括变幅杆，所述变幅杆设置于所述第二凹部中，所述变幅杆与所述刀具头接触配合。
[0015]上述的超声波加工装置工作时，超声波加工装置的变幅杆通过与刀具头接触将振动传递给刀具头，由于刀具头可活动地设置于刀具座上，使得刀具头接触待加工工件表面时可以上下振动以及自由转动，随设置好的轨迹滚动加工。此外，由于活动盘的板缘面为弧形面，弧形面的半径r为不大于5mm，也就是工具头的活动盘板缘采用相对较小的R弧结构，如此可在待加工工件表面上得到较大预置压应力，这样随着调整加工速度和步距可实现待加工工件表面的粗糙度Ra0.8
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6.3范围内任意值，以及还能实现增加待加工工件表面的硬化层层深，使得硬化层层深控制在5mm以上，进而能提高待加工工件的使用寿命。
附图说明
[0016]构成本申请的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。
[0017]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本技术一实施例的超声波强化加工头部组件的结构示意图；
[0019]图2为本技术一实施例的超声波强化加工头部组件的端面结构图；
[0020]图3为图2在A
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A处的剖视图；
[0021]图4为图2在B
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B处的剖视图；
[0022]图5为本技术一实施例的超声波强化加工头部组件的分解示意图。
[0023]10、刀具座；11、第一凹部；111、第一活动孔；112、缺口；113、第三安装孔；12、第二凹部；13、定位块；131、第一安装孔；132、第二安装孔；20、刀具头；21、活动盘；211、弧形面；22、活动轴；30、第一安装件；40、第二安装件。
具体实施方式
[0024]为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0025]参阅图1至图3，图1示意出了本技术一实施例的超声波强化加工头部组件的结构示意图，图2示意出了本技术一实施例的超声波强化加工头部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声波强化加工头部组件，其特征在于，所述超声波强化加工头部组件包括：刀具座，所述刀具座的其中一端面上设有第一凹部，所述刀具座的另一端面上设有用于装设变幅杆的第二凹部，所述第一凹部的底壁与所述第二凹部的底壁贯通，所述第一凹部的侧壁上设有第一活动孔；及刀具头，所述刀具头可活动地设置于所述刀具座上，所述刀具头用于与所述变幅杆接触配合，所述刀具头包括活动盘及设置在所述活动盘侧面的活动轴，所述活动盘可活动地设置于所述第一凹部中，所述活动轴可活动地设置于所述第一活动孔中，所述活动盘的板缘面为弧形面，所述弧形面的半径r为不大于5mm。2.根据权利要求1所述的超声波强化加工头部组件，其特征在于，所述弧形面的半径r为0.5mm至3mm。3.根据权利要求1所述的超声波强化加工头部组件，其特征在于，所述第一活动孔为两个，两个所述第一活动孔布置于所述第一凹部的两个相对侧壁上，所述活动轴为两个，两个所述活动轴分别位于所述活动盘的两个相对侧面上，两个所述活动轴与两个所述第一活动孔一一对应。4.根据权利要求1所述的超声波强化加工头部组件，其特征在于，所述第一活动孔为椭圆形孔，所述活动轴的径向截面为圆形；所述椭圆形孔的短轴长度b不小于所述活动轴的径向截面半径R；所述椭圆形孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：王向宏，王鹏，王洪昆，王文刚，边志宏，王蒙，丁颖，王萌，焦杨，马瑞峰，金腾，李红霞，徐冬冬，
申请(专利权)人：神华铁路装备有限责任公司，
类型：新型
国别省市：