扭转振动超声铣削装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种扭转振动超声铣削装置，包括：刀具

【技术实现步骤摘要】
扭转振动超声铣削装置


[0001]本专利技术涉及超声加工
，尤其涉及一种扭转振动超声铣削装置
。

技术介绍

[0002]随着航天航空
、
运载火箭和新能源等高新技术的飞速发展，精密零部件实现服役环境日益苛刻，加工质量高低将严重影响结构件自身抗疲劳性能和工作精度，给机械加工行业带来了巨大挑战，同时也推进了超声加工技术面向高效率
、
高精度
、
低损伤
、
低消耗等方向不断革新
。
[0003]但是，传统铣削过程中，刀具与工件始终相接触，使得刀具与工件之间的摩擦力大
、
切削温度高，刀具极易磨损，切削力大，会严重影响工件的加工质量
。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：为了解决现有铣削加工质量较差的技术问题，本专利技术提供一种扭转振动超声铣削装置，通过对铣削加工装置结构的改进，提高工件的加工质量并延长刀具的使用寿命
。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种扭转振动超声铣削装置，包括：刀具
、
变幅杆
、
第一压电换能器
、
第二压电换能器以及调节机构，所述刀具安装在所述变幅杆的输出端，所述变幅杆输入端所在平面的圆心为
O
点，所述第一压电换能器和所述第二压电换能器关于所述圆心
O
点成中心对称设置，所述第一压电换能器
、
所述第二压电换能器均通过所述调节机构安装在所述变幅杆的输入端，所述调节机构能够同步驱动所述第一压电换能器和所述第二压电换能器沿着所述变幅杆输入端在平面的径向方向相向运动或者相对运动；其中：所述第一压电换能器的轴心线
A
和所述第二压电换能器的轴心线
B
均与所述变幅杆输入端所在平面的径向方向相互垂直
。
[0006]由此，在对工件进行铣削时，通过给第一压电换能器和第二压电换能器施加交流电，在变幅杆输入端安装第一压电换能器
、
第二压电换能器位置的切线方向形成两个大小相同的振幅，使得变幅杆呈现出扭转振动的模式，从而使得刀具呈现出扭转振动，能够降低工件已加工表面的损伤程度，提高工件的加工精度；通过第一压电换能器，第二压电换能器与变幅杆在超声频模式下的直接耦合效应，实现压电效应的有效传导，提高了等效阻抗匹配的转换效率，并能够有效降低机械无效振动，避免了多种振动耦合带来的能量损失，发热严重等问题，降低了功率损耗，提高了第一压电换能器和第二压电换能器的传导效率；同时，由于不同加工材料所需扭转振动的振幅是不同的，因此，需要调节第一压电换能器与第二压电换能器之间的间距，以实现不同加工材料不同的扭转振动振幅，进而进一步提高工件的加工质量和加工效率
。
[0007]进一步地，所述调节机构包括：双向螺纹杆
、
第一滑块以及第二滑块，所述第一滑块和所述第二滑块均贯穿所述双向螺纹杆，并与所述双向螺纹杆滑动连接，所述第一滑块和所述第二滑块关于所述圆心
O
点中心对称
。
[0008]进一步地，所述第一压电换能器和所述第二压电换能器分别位于所述双向螺纹杆外周面的两侧，所述第一压电换能器与所述第一滑块相连接，所述第二压电换能器与所述第二滑块相连接
。
由此，确保第一压电换能器和第二压电换能器能够产生两个大小相同的振幅
。
[0009]进一步地，所述调节机构还包括：两个调节件，两个所述调节件分别安装在所述双向螺纹杆的两端
。
由此，通过调节件能够对第一滑块与第二滑块之间的相对位置进行调整，使得第一压电换能器
、
第二压电换能器形成的力矩
、
力臂大小得以调整，实现刀具扭转振动振幅的调控，进一步延长刀具的使用寿命，提高工件的加工质量和加工效率
。
[0010]进一步地，所述双向螺纹杆的轴心线
C
与所述变幅杆输入端所在平面的径向方向相互重合
。
由此，确保第一压电换能器
、
第二压电换能器能够沿着变幅杆输入端所在平面的径向方向进行移动
。
[0011]进一步地，所述变幅杆输入端所在平面的径向方向开设有安装槽，所述双向螺纹杆沿着所述安装槽的轴向方向贯穿所述安装槽，所述第一滑块的一端和所述第二滑块的一端均沿着所述安装槽的轴向方向插入到所述安装槽内，所述调节件位于所述安装槽的外部
。
由此，能够对第一滑块和第二滑块进行有效的限位，使得第一滑块
、
第二滑块仅在双向螺纹杆的轴向方向进行移动，而不会发生晃动，进而使得第一压电换能器和第二压电换能器在移动的过程中，始终保持稳定
。
[0012]进一步地，所述变幅杆的形状为圆锥形，所述变幅杆的节圆处设置有安装法兰，所述变幅杆输出端所在平面的直径为
D1
，所述变幅杆输入端所在平面的直径为
D2
；其中：
D1
＜
D2。
由此，以实现圆锥形变幅杆输入端扭转振动振幅的二次放大
。
[0013]进一步地，所述第一压电换能器包括：连接杆
、
多个压电陶瓷片
、
多个电极片以及压紧螺母，所述连接杆的两端分别与所述第一滑块
、
所述压紧螺母相连接，所述压电陶瓷片
、
所述电极片均贯穿所述连接杆
。
[0014]进一步地，以所述连接杆远离所述压紧螺母一端至靠近所述压紧螺母一端的方向为第一方向，所述电极片
、
所述压电陶瓷片交替设置；其中：所述压电陶瓷片的数量与所述电极片的数量相等
。
由此，第一压电换能器将超声波发生器输出的电信号转换为超声频纵向振动
。
[0015]进一步地，所述刀具的轴心线和所述变幅杆的轴心线相互重合
。
由此，减少刀具的偏离，避免刀具发生跳动
。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0017]1、
本专利技术在对工件进行铣削时，通过给第一压电换能器和第二压电换能器施加交流电，在变幅杆输入端安装第一压电换能器
、
第二压电换能器位置的切线方向形成两个大小相同的振幅，使得变幅杆呈现出扭转振动的模式，从而使得刀具呈现出扭转振动，能够降低工件已加工表面的损伤程度，提高工件的加工精度；通过第一压电换能器，第二压电换能器与变幅杆在超声频模式下的直接耦合效应，实现压电效应的有效传导，提高了等效阻抗匹配的转换效率，并能够有效降低机械无效振动，避免了多种振动耦合带来的能量损失，发热严重等问题，降低了功率损耗，提高了第一压电换能器和第二压电换能器的传导效率；同时，由于不同加工材料所需扭转振动的振幅是不同的，因此，需要调节第一压电换能器与第二压电换能器之间的间距，以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种扭转振动超声铣削装置，其特征在于，包括：刀具
(1)
，以及变幅杆
(2)
，所述刀具
(1)
安装在所述变幅杆
(2)
的输出端，所述变幅杆
(2)
输入端所在平面的圆心为
O
点；第一压电换能器
(3)
和第二压电换能器
(4)
，所述第一压电换能器
(3)
和所述第二压电换能器
(4)
关于所述圆心
O
点成中心对称设置；调节机构
(5)
，所述第一压电换能器
(3)、
所述第二压电换能器
(4)
均通过所述调节机构
(5)
安装在所述变幅杆
(2)
的输入端，所述调节机构
(5)
能够同步驱动所述第一压电换能器
(3)
和所述第二压电换能器
(4)
沿着所述变幅杆
(2)
输入端在平面的径向方向相向运动或者相对运动；其中：所述第一压电换能器
(3)
的轴心线
A
和所述第二压电换能器
(4)
的轴心线
B
均与所述变幅杆
(2)
输入端所在平面的径向方向相互垂直
。2.
根据权利要求1所述的扭转振动超声铣削装置，其特征在于，所述调节机构
(5)
包括：双向螺纹杆
(501)、
第一滑块
(502)
以及第二滑块
(503)
，所述第一滑块
(502)
和所述第二滑块
(503)
均贯穿所述双向螺纹杆
(501)
，并与所述双向螺纹杆
(501)
滑动连接，所述第一滑块
(502)
和所述第二滑块
(503)
关于所述圆心
O
点中心对称
。3.
根据权利要求2所述的扭转振动超声铣削装置，其特征在于，所述第一压电换能器
(3)
和所述第二压电换能器
(4)
分别位于所述双向螺纹杆
(501)
外周面的两侧，所述第一压电换能器
(3)
与所述第一滑块
(502)
相连接，所述第二压电换能器
(4)
与所述第二滑块
(503)
相连接
。4.
根据权利要求2所述的扭转振动超声铣削装置，其特征在于，所述调节机构
(5)
还包括：两个调节件
(504)
，两个所述调节件
(504)
分别安装在所述双向螺纹杆
(501)
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云电，庄百亮，丁迪，王翔，朱卓志，王成阳，
申请(专利权)人：中国机械总院集团江苏分院有限公司，
类型：发明
国别省市：