[實(shí)用新型]一種用于冷拔軸加工的超聲波振動(dòng)鉆床主軸

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320278434.9
• 申請(qǐng)日: 2013-05-21
• 公開（公告）號(hào): CN203426455U
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張猛;張寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 石嘴山市宏天工貿(mào)實(shí)業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): B23B19/02
• 分類號(hào): B23B19/02
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種冷拔軸加工設(shè)備，尤其涉及到一種用于冷拔軸加工的超聲波振動(dòng)鉆床主軸。?

背景技術(shù)

冷拔軸生產(chǎn)技術(shù)其加工原理是將坯料在外力的作用下，使其發(fā)生塑性變形，達(dá)到所需尺寸和精度，實(shí)現(xiàn)加工目的，但也存在一些缺陷，表現(xiàn)在冷拔過(guò)程中產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力(簡(jiǎn)稱殘余應(yīng)力)，容易出現(xiàn)劃道、抖?紋、抖?紋、開裂（縱裂）、麻點(diǎn)、拉拔斷裂等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品質(zhì)量和成品率。如冷拔軸產(chǎn)品對(duì)外徑尺寸精度(公差范圍)?、外表面光潔度、圓度具有嚴(yán)格的要求，普通的加工工藝中無(wú)法消除軸體加工后金屬內(nèi)部的應(yīng)力，軸體振動(dòng)和表面凹點(diǎn)現(xiàn)象較多，無(wú)法很好的控制產(chǎn)品質(zhì)量和成品率。?

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就在于為了解決上述問(wèn)題而提供一種消除金屬內(nèi)部的應(yīng)力，并減少軸體振動(dòng)現(xiàn)象和表面凹點(diǎn)，的用于冷拔軸加工的超聲波振動(dòng)鉆床主軸?

本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的：?

本實(shí)用新型包括傳動(dòng)軸、換能器和變幅桿，所述傳動(dòng)軸的一端與所述后匹配塊的前端連接，所述換能器設(shè)置在所述前匹配塊和后匹配塊之間形成的匹配槽內(nèi)，所述換能器外接有電極，所述前匹配塊的后端與所述變幅桿的一端連接，所述變幅桿的另一端設(shè)置有彈性卡爪，所述彈性卡爪上設(shè)置有圓套。鉆夾頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，質(zhì)量較大，容易破壞主軸系統(tǒng)諧振狀態(tài)，導(dǎo)致鉆頭振幅大幅度減小。?所以在變幅桿末端設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的彈性?shī)A頭，彈性?shī)A頭帶有四個(gè)彈性卡爪，用于裝夾鉆頭。?

具體地，所述傳動(dòng)軸上設(shè)置有鍵槽，能夠與鉆床皮帶輪作滑動(dòng)配合，以便帶動(dòng)主軸系統(tǒng)回轉(zhuǎn)。?

進(jìn)一步地，所述換能器為夾芯式壓電陶瓷換能器，換能器功率較小，發(fā)熱量相對(duì)較少，可不設(shè)專門的冷卻系統(tǒng)。?

具體地，所述變幅桿上設(shè)置有集電環(huán)，用于傳送換能器工作所需的電流。?

進(jìn)一步地，所述電極為鋁片電極或銅片電極，為滿足連接導(dǎo)線的需要，其厚度可取3～5mm。?

本實(shí)用新型的有益效果在于：?

本實(shí)用新型能通過(guò)利用超聲振動(dòng)使拉模在冷拔過(guò)程中的超聲波振動(dòng)，加大每個(gè)拉拔道次的減面率，并減少軸體振動(dòng)現(xiàn)象和表面凹點(diǎn)，同時(shí)消除軸體加工后金屬內(nèi)部的應(yīng)力，提高冷拔軸的加工精度和表面光滑度，具有優(yōu)良的工藝效果。?

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖中：1-傳動(dòng)軸，2-后匹配塊，3-換能器，4-變幅桿，5-彈性卡爪，6-鍵槽，7-匹配槽，8-電極，9-前匹配塊，10-集電環(huán)，11-圓套。?

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明：?

如圖1所示，本實(shí)用新型包括傳動(dòng)軸1、換能器3和變幅桿4，傳動(dòng)軸1的一端與后匹配塊2的前端連接，換能器3設(shè)置在前匹配塊9和后匹配塊2之間的形成的匹配槽7內(nèi)，換能器3外接有電極8，前匹配塊9的后端與變幅桿4的?一端連接，變幅桿4的另一端設(shè)置有彈性卡爪5，彈性卡爪5上設(shè)置有圓套11。前匹配塊9與變幅桿4可做成一體。普通鉆夾頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，質(zhì)量較大，容易破壞主軸系統(tǒng)諧振狀態(tài)，導(dǎo)致鉆頭振幅大幅度減小。所以在變幅桿末端設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的彈性?shī)A頭，彈性?shī)A頭帶有四個(gè)彈性卡爪5，用于裝夾鉆頭。?

如圖1所示，傳動(dòng)軸1上設(shè)置有鍵槽6，與鉆床皮帶輪作滑動(dòng)配合，以便帶動(dòng)主軸系統(tǒng)回轉(zhuǎn)，換能器3為夾芯式壓電陶瓷換能器，可用于微小孔加工的超聲波換能器功率較小，發(fā)熱量相對(duì)較少，可不設(shè)專門的冷卻系統(tǒng)。變幅桿4上設(shè)置有集電環(huán)10，電極8為鋁片電極或銅片電極。為滿足連接導(dǎo)線的需要，其厚度可取3～5mm。?

把超聲頻變化的電壓加在換能器3的電極8上，其厚度將隨電壓的變化而變化，于是產(chǎn)生了縱向超聲波振動(dòng)，該縱向振動(dòng)波將向前后兩個(gè)方向傳播。當(dāng)傳播波的介質(zhì)改變時(shí)，在界面上將發(fā)生波的折射和反射，反射量的比率取決于兩種介質(zhì)的密度比，密度比越大，反射量越多。由于鋼與空氣的密度比非常大，可以認(rèn)為傳播到主軸兩端的波全部被反射回來(lái)。反射波因半波損失比入射波晚了半個(gè)周期，它與從換能器3直接發(fā)出的波相疊加，在有的截面上振幅增大，在有的截面上振幅減小，某些截面上振幅則恒為零，形成駐波傳導(dǎo)。若換能器3、變幅桿4等組成的系統(tǒng)恰好是聲波1/2波長(zhǎng)的整數(shù)倍，不考慮介質(zhì)的結(jié)構(gòu)阻尼和表面聲波輻射的話，聲波在等截面彈性介質(zhì)中傳播時(shí)振幅和頻率不變，當(dāng)振動(dòng)波由截面較大的一端向截面較小的一端傳遞時(shí)，振幅將有所增大，所以變幅桿4在諧振或接近于諧振狀態(tài)時(shí)具有變幅功能,為了不破壞主軸系統(tǒng)的諧振狀態(tài)，應(yīng)將固定主軸用的軸承安置在波節(jié)(即振幅恒等于零的駐點(diǎn))處，而將鉆頭安裝在波腹(振幅最大點(diǎn))處，以便使鉆頭獲得較大的振幅。?