[發(fā)明專利]一種精密或超精密車削加工用彎曲模式超聲振動輔助切削裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410075821.1
• 申請日: 2014-03-04
• 公開（公告）號: CN103817355A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周明;韓建超;胡林華;董國軍
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B23B25/00
• 分類號: B23B25/00;B06B1/06
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1.一種精密或超精密切削加工用彎曲模式超聲振動輔助切削裝置，其特征在于，該切削裝置包括超聲振動單元(2)、套于超聲振動單元(2)外表面的外殼(1)、和安裝在超聲振動單元(2)的輸出端上的刀具(3)；

超聲振動單元(2)包括通過緊固螺釘(24)依次連接的法蘭式前蓋板(21)、激勵源(22)和后蓋板(23)，法蘭式前蓋板(21)為一體加工成型的階梯軸結(jié)構(gòu)，其一端設(shè)有變幅桿(211)，變幅桿(211)的前端設(shè)有用于安裝刀具(3)的刀槽(215)，法蘭式前蓋板(21)的另一端設(shè)有用于連接緊固螺釘(24)的螺紋段的第一螺紋孔(213)，法蘭式前蓋板(21)的波節(jié)位置上設(shè)計(jì)有法蘭盤(214)，法蘭盤(214)上設(shè)有第二螺紋孔(212)；

激勵源(22)包括第一銅片電極(2201)、第二銅片電極(2202)、第三銅片電極(2203)、第四銅片電極(2204)、第五銅片電極(2205)和第一半圓環(huán)形壓電陶瓷片(2206)、第二半圓環(huán)形壓電陶瓷片(2207)、第三半圓環(huán)形壓電陶瓷片(2208)、第四半圓環(huán)形壓電陶瓷片(2209)、第五半圓環(huán)形壓電陶瓷片(2210)、第六半圓環(huán)形壓電陶瓷片(2211)、第七半圓環(huán)形壓電陶瓷片(2212)和第八半圓環(huán)形壓電陶瓷片(2213)，兩兩半圓環(huán)形壓電陶瓷片形成一個圓環(huán)形壓電陶瓷片，并且將該圓環(huán)形壓電陶瓷片置于兩個銅片電極之間，所述銅片電極中心設(shè)有孔，半圓環(huán)形壓電陶瓷片組合在一起時中間也形成孔，以使緊固螺釘(24)可以從中穿過；

外殼(1)中部設(shè)有用于放置超聲振動單元(2)的空腔(13)，外殼(1)的上端面(14)上設(shè)有多個第三螺紋孔(12)，該螺紋孔(12)與超聲振動單元(2)的法蘭盤(214)上的第二螺紋孔(212)配合。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于精密或超精密車削加工用彎曲模式超聲振動輔助切削裝置，其特征在于，外殼(1)還包括從空腔(13)向外延伸的上卡盤(18)和下卡盤(11)，上卡盤(18)上設(shè)有多個沉頭螺紋孔(16)，下卡盤(11)上設(shè)有多個第四螺紋孔(19)，空腔(13)內(nèi)設(shè)有環(huán)形凸臺(17)，通過沉頭螺栓實(shí)現(xiàn)外殼(1)內(nèi)部的環(huán)形凸臺(17)與超聲振動單元(2)的后蓋板(23)的緊縮配合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的適用于精密或超精密車削加工用彎曲模式超聲振動輔助切削裝置，其特征在于，刀具(3)通過變幅桿(211)前端的刀槽(215)和頂絲螺紋孔(216)安裝在超聲振動單元(2)的輸出端上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的適用于精密或超精密車削加工用彎曲模式超聲振動輔助切削裝置，其特征在于，所述激勵源(22)的工作頻率為38±0.5KHz。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的適用于精密或超精密車削加工用彎曲模式超聲振動輔助切削裝置，其特征在于，所述激勵源(22)的結(jié)構(gòu)為8片半圓環(huán)形壓電陶瓷片組成的4片結(jié)構(gòu)的圓環(huán)形壓電陶瓷堆，第一銅片電極(2201)與第二銅片電極(2202)之間放置第一半圓環(huán)形壓電陶瓷片(2206)與第八半圓環(huán)形壓電陶瓷片(2213)形成的圓環(huán)壓電陶瓷片；第二銅片電極(2202)與第三銅片電極(2203)之間放置第二半圓環(huán)形壓電陶瓷片(2207)與第七半圓環(huán)形壓電陶瓷片(2212)形成的圓環(huán)壓電陶瓷片；第三銅片電極(2203)與第四銅片電極(2204)之間放置第三半圓環(huán)形壓電陶瓷片(2208)與第六半圓環(huán)形壓電陶瓷片(2211)形成的圓環(huán)壓電陶瓷片；第四銅片電極(2204)與第五銅片電極(2205)之間放置第四半圓環(huán)形壓電陶瓷片(2209)與第五半圓環(huán)形壓電陶瓷片(2210)形成的圓環(huán)壓電陶瓷片。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的適用于精密或超精密車削加工用彎曲模式超聲振動輔助切削裝置，其特征在于，所述變幅桿(211)上安裝刀具(3)的刀槽(215)為對稱結(jié)構(gòu)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的適用于精密或超精密車削加工用彎曲模式超聲振動輔助切削裝置，其特征在于，刀具(3)可根據(jù)加工需要采用天然單晶金剛石刀具、聚晶金剛石刀具、CBN刀具或硬質(zhì)合金刀具。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的適用于精密或超精密車削加工用彎曲模式超聲振動輔助切削裝置，其特征在于，所述外殼(1)是一個縮緊環(huán)結(jié)構(gòu)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的適用于精密或超精密車削加工用彎曲模式超聲振動輔助切削裝置，其特征在于，所述外殼(1)內(nèi)部的環(huán)形凸臺(17)處于超聲振動單元(2)的波節(jié)位置。