[發明專利]一種超聲橢圓振動無心磨削裝置及其應用原理

無效

• 申請號: 201310169793.5
• 申請日: 2013-05-10
• 公開（公告）號: CN103231286A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 范玉峰
• 申請（專利權）人: 南通龍匯光電技術有限公司
• 主分類號: B24B1/04
• 分類號: B24B1/04;B24B5/18
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 顧伯興

技術領域

本發明涉及一種超聲橢圓振動無心磨削裝置，特別是一種微細零件的無心磨削裝置及其應用原理，微細零件為直徑0.5mm以下的工件。

背景技術

目前，通常無心磨削在進行外圓磨削時，工件放在砂輪與導輪之間，由其下方的托板支承，并由導輪帶動旋轉。在傳統無心磨削技術中，為獲得理想的形狀公差、表面精度和較高的加工效率，無心磨床必須具備高剛性、相對較大的砂輪及導輪，并要對導輪的運動進行精確控制。工件加工精度依賴于導輪的圓度及其旋轉精度，高精度的修整技術及高旋轉精度的主軸對于導輪來說必不可少，因此在無心磨床上需要安裝附加的旋轉控制部件及修整裝置等。由于結構的局限，傳統無心磨削設備不適合于直徑小于0.5mm的微細零件的加工。

發明內容

本發明的目的是為了克服以上的不足，提供了一種微細零件的超聲橢圓振動無心磨削裝置及其應用原理，來解決微細零件的無心磨削問題，同時可有效避免由導輪造成的圓度誤差及導輪主軸造成的旋轉誤差，提高工件旋轉精度。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：一種超聲橢圓振動無心磨削裝置包括主砂輪和用于支撐工件的托板，主砂輪旁設有超聲振動板，托板置于主砂輪和超聲振動板之間的間隙下方，超聲振動板連接有微進給裝置，超聲振動板由彈性金屬板和壓電陶瓷組成，彈性金屬板上設有偶數塊壓電陶瓷，每兩個相間隔的壓電陶瓷連接有一功率放大器，每個第一功率放大器均與一信號發生器相連，彈性金屬板的接觸工件的端面設有第一溝槽，托板的上表面為斜面，彈性金屬板的接觸工件的端面置于斜面上，斜面也設有與第一溝槽相匹配的第二溝槽。

本發明的進一步改進在于：彈性金屬板的端面固結有厚度為0.5mm的摩擦片。

本發明的進一步改進在于：加工的工件的直徑在0.5mm以下。

一種超聲橢圓振動無心磨削裝置的應用原理，超聲振動板由所述壓電陶瓷粘結在彈性金屬板上構成，由信號發生器產生相位差為ψ的兩個交流信號，并通過兩個功率放大器放大后施加在彈性金屬板上，通過合成所述彈性金屬板上彎曲和縱向兩個方向的振動，在彈性金屬板的端面產生超聲橢圓振動，在進行無心磨削加工時，由彈性金屬板和托板支撐工件，工件的旋轉運動由工件與彈性金屬板之間的摩擦力控制，工件圓周速度與彈性金屬板端面接觸處的橢圓振動的線速度相同。

本發明與現有技術相比具有以下優點：本發明可以對直徑小于0.5mm的微細零件進行無心磨削加工，本發明通過超聲橢圓振動板取代傳統無心磨床中導向輪的作用，由于本發明利用超聲橢圓振動板代替了目前無心磨削裝置中導向輪及其相關的附加裝置，結構得以簡化，對于直徑0.5mm以下的微細工件可以通過本發明進行加工，而且，這種方法能有效避免由導輪造成的圓度誤差及導輪主軸造成的旋轉誤差，提高工件旋轉精度，保證了磨削質量。

附圖說明：

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為彈性金屬板和托板的局部結構示意圖；

圖中標號：1-主砂輪、2-托板、3-彈性金屬板、4-壓電陶瓷、5-功率放大器、6-信號發生器、7-第一溝槽、8-第二溝槽、9-工件。

具體實施方式：

為了加深對本發明的理解，下面將結合實施例和附圖對本發明作進一步詳述，該實施例僅用于解釋本發明，并不構成對本發明保護范圍的限定。

如圖1示出了本發明一種所述超聲橢圓振動無心磨削裝置，包括主砂輪1和用于支撐工件9的托板2，主砂輪1旁設有超聲振動板，托板2置于主砂輪1和超聲振動板之間的間隙下方，超聲振動板連接有微進給裝置，超聲振動板由彈性金屬板3和壓電陶瓷4組成，彈性金屬板3上設有偶數塊壓電陶瓷4，每兩個相間隔的壓電陶瓷4連接有一功率放大器5，每個第一功率放大器5均與一信號發生器6相連，彈性金屬板3的接觸工件的端面設有第一溝槽7，托板2的上表面為斜面，彈性金屬板3的接觸工件的端面置于所述斜面上，斜面也設有與第一溝槽7相匹配的第二溝槽8，通過這種開設溝槽的結構，使得彈性金屬板3與托板2的空間結構非常精密，解決以往磨削微細工件時產生空間干涉的問題，彈性金屬板3的端面固結有厚度為0.5mm的摩擦片，彈性金屬板端面和工件間保持有足夠的摩擦力。