【技术实现步骤摘要】
一种聚焦超声雾化冷却排屑一体的超声辅助切削装置
[0001]本专利技术涉及一种用于陶瓷基复合材料领域的超声辅助切削装置，具体涉及一种聚焦超声雾化冷却排屑一体的超声辅助切削装置。
技术介绍
[0002]陶瓷基复合材料(CMCs)作为一种新型的耐高温结构材料，如C
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/SiC复合材料即碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料，是由碳纤维、SiC陶瓷基体和界面相组成的，具有耐高温、比强度高、热膨胀系数低等优良材料性能，被广泛应用于航空航天、能源动力、轨道交通、核工业等重要领域，如飞机的新一代刹车片、空间反射镜的轻量化结构以及核聚变反应堆内与核聚变反应直接接触的第一壁构件等，对C
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/SiC复合材料构件的精密高效低损伤加工技术也有着巨大需求。然而陶瓷基复合材料具有硬度高、脆性大、各向异性、不均匀性和加工冷却条件苛刻等特点，在切削加工中存在刀具寿命短、表面加工质量差、加工精度低、排屑困难。
[0003]金刚石砂轮磨削是陶瓷等硬脆材料最常用的加工方法，但其在加工CFRP、C/C和C
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种聚焦超声雾化冷却排屑一体的超声辅助切削装置，其特征在于，包括超声切削刀具主体以及聚焦超声雾化冷却排屑单元；超声切削刀具主体用于对陶瓷基复合材料进行加工，聚焦超声雾化冷却排屑单元通过套接在超声切削刀具主体外部的聚焦球壳产生的汽雾射流能够将陶瓷基复合材料加工中刀具和工件表面的切屑排出，超声切削刀具主体和聚焦超声雾化冷却排屑单元均与超声电源相连，通过改变超声电源的输出来调节超声切削刀具主体的超声振动参数以及聚焦球壳的超声振动参数。2.根据权利要求1所述的聚焦超声雾化冷却排屑一体的超声辅助切削装置，其特征在于，所述的超声切削刀具主体包括刀具、变幅杆、换能器、输电线缆、内六角螺栓、锁紧螺母、弹簧夹头、刀柄保护套筒、标准刀柄以及超声电源、非接触式电能传输装置；所述的聚焦超声雾化冷却排屑单元包括输电线缆、聚焦球壳；所述的聚焦超声雾化冷却排屑单元设置于所述变幅杆的前端、所述弹簧夹头的后端，所述刀具通过所述弹簧夹头和锁紧螺母与所述变幅杆相连；所述变幅杆的一端设有内螺纹，所述变幅杆中间为盲孔，与所述聚焦球壳相连段设有径向孔，径向孔用于通过与所述聚焦球壳相连的输电线缆，在此孔中设有硅胶密封，所述变幅杆前端另设有斜孔或直孔或螺旋孔，与所述盲孔相连通；所述变幅杆设置于所述换能器的前端；所述换能器的中心设有通孔和防水绝缘膜，所述换能器通过所述内六角螺栓和所述变幅杆相连接；所述刀柄保护套筒设置于所述换能器的外部、所述标准刀柄的前端，所述刀柄保护套筒通过螺钉与所述变幅杆以及所述标准刀柄相连接，所述内六角螺栓为空心内六角螺栓，冷却液经过内六角螺栓中心通孔和变幅杆中心孔汇聚在聚焦球壳上。3.根据权利要求2所述的聚焦超声雾化冷却排屑一体的超声辅助切削装置，其特征在于，所述聚焦超声雾化冷却排屑单元中的所述变幅杆外套有球壳衬套，球壳衬套与所述变幅杆通过顶丝连接；所述聚焦球壳设置于所述球壳衬套内，与所述球壳衬套之间设有弹性垫片；所述聚焦球壳内侧设有防水绝缘膜；所述非接触式电能传输装置为两个全环，分别为所述聚焦球壳和所述换能器提供电能，其中所述聚焦球壳可通过反射和径向振动形成用于冷却和排屑的汽雾射流，所述换能器可以实现刀具的轴向振动；所述非接触式电能传输装置位于所述刀柄保护套筒外，刀柄旋转时超声电源发出两种频率的激励信号，可以分别传至所述聚焦球壳与所述换能器。4.根据权利要求3所述聚焦超声雾化冷却排屑一体的超声辅助切削装置，其特征在于，所述聚焦超声雾化冷却排...
【专利技术属性】
技术研发人员：王毅丹，康仁科，王中旺，董志刚，马浩南，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
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