[發明專利]一種超聲波切割加工刀具自動更換裝置及方法

有效

• 申請號: 201410111117.7
• 申請日: 2014-03-24
• 公開（公告）號: CN103962583B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 張云電;馬中秋
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: B23B19/02
• 分類號: B23B19/02;B23Q3/00;B23Q3/155
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙)33240
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明涉及一種超聲波切割加工刀具自動更換裝置及方法，其屬于自動裝配領域。

背景技術

現今超聲波切割加工在工業生產中的運用已經越來越普遍。超聲波切割加工有著獨有的優勢，如加工精度高，很好的解決了傳統切削加工的熱變形和振動。

超聲波切割加工系統由超聲波發生器、換能器、變幅桿、刀具、工藝裝置等組成。工具和變幅桿、換能器是固定匹配的。超聲波切割加工過程中需要經常更換刀具，必須更換相匹配的換能器、變幅桿和刀具。目前，超聲波切割加工過程中通常使用的刀具是尖形刀和圓盤刀兩大類，圓盤刀又可以分為直徑?101mm大圓盤刀、直徑?50.8mm中型圓盤刀和直徑?25mm小圓盤刀，尖形切割刀根據其刀具的長度也可以分為長尖形刀、中型尖形刀、短尖形刀。現有技術中，超聲波切割加工刀具自動更換裝置結構復雜，制造難度大，生產成本高，操作維護困難。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提出了一種超聲波切割加工刀具自動更換裝置及方法。

本發明提出了一種超聲波切割加工刀具自動更換裝置，包括可自動更換超聲波聲學系統的超聲波切割主軸和超聲波聲學系統自動更換裝置；

所述的可自動更換超聲波聲學系統的超聲波切割主軸為將現有的超聲波切割主軸中的內套筒下地面設有三個與霍爾元件相配合的觸點，內套筒內側壁的下方開有環形槽，環形槽內均勻分布三個擋塊，形成三個相同的鍵槽；法蘭盤下方固定有氣壓板，氣壓板內開有一個環形槽，氣壓板的外側面開有三個直槽與環形槽相通，三個直槽內分別設有一個氣壓鍵，氣壓鍵底部通過拉伸彈簧與氣壓板中心連接，氣壓板下方開有三個與第三氣管相配合的充氣端口，并與氣壓板內的環形槽相通；

所述的超聲波聲學系統自動更換裝置包括定位盤、上刀盤、導桿、第三氣管、第一氣管固定盤、第二氣管固定盤、推環架、氣缸、分流器、階梯軸、第一軸承套、槽輪蓋、第二軸承套、槽輪、曲柄、伺服電機、槽輪箱、撥銷、軸承蓋、第一氣泵、下刀盤,、第一氣管、霍爾元件、收換刀位、電動閘閥和第二氣管；

上刀盤上有八個收換刀位，每個收換刀位上都固定設置一個定位盤，定位盤上等角度的分布著三個霍爾元件；每個收換刀位在上刀盤位置的下表面有四個等直徑的螺紋孔，且螺紋孔以收換刀位的中心為中心均勻分布；上刀盤下方有一個與之等直徑的大圓盤，稱為下刀盤，下刀盤上安裝有八個和收換刀位相對應的氣缸，下刀盤上以每個氣缸為中心設有與上刀盤相對應的螺紋孔，上刀盤和下刀盤的螺紋孔通過導桿聯接，導桿上從上到下依次設有第一氣管固定環和第二氣管固定環，第一氣管固定環和第二氣管固定環將環形氣管包在其中，組成一個充氣環，充氣環上表面開有多個出氣孔，每個出氣孔分別通過一根第三氣管引出，充氣環的下表面設有一個充氣端口；第一氣管固定環和第二氣管固定環上都有四個均為分布的通孔，這樣充氣環能在導桿上上下滑動。氣缸輸出軸上固定設置有推環架，氣缸通過輸出軸帶動推環架上下移動，從而帶動充氣環沿著導桿向上滑動，并且充氣環在受重力作用下實現沿著導桿自動向下滑動；下刀盤的中心安裝有第一氣泵，第一氣泵的兩個出氣口分別通過一根第一氣管引出，兩根第一氣管分別接一個分流器的一端；兩個分流器分布在下刀盤的上表面，并對稱的安裝在第一氣泵的兩邊；兩個分流器的另一端分別安裝四根大小一樣的第二氣管，第二氣管采用軟管，每根第二氣管通過電動閘閥連接到充氣盤的充氣端口；下刀盤通過階梯軸和槽輪箱相連接，下刀盤和階梯軸的第一軸肩通過第三螺栓固定，階梯軸的第二軸肩安裝深溝球軸承，深溝球軸承通過第一軸承套的上工作面和第二軸肩固定，第一軸承套下工作面同樣安裝一個深溝球軸承，第一軸承套的下端面和槽輪蓋通過第五螺栓連接，第一軸承套上端面使用軸承蓋封閉，通過第二螺栓連接，第一軸承套下工作面的深溝球軸承的下端面通過第二軸承套和槽輪連接，槽輪通過鎖緊螺母固定在階梯軸末端；槽輪和曲柄的鎖止盤相互配合連接，曲柄上固定設置一個撥銷；伺服電機通過四個第一螺栓連接固定在槽輪箱的下表面，曲柄的下表面有一個深孔，伺服電機的輸出軸通過第一緊定螺釘和曲柄的深孔固定；槽輪箱和槽輪蓋通過螺釘相互固定。

一種超聲波切割加工刀具自動更換方法，該方法具體包括以下步驟：

步驟一：數控系統將超聲波切割主軸回歸到收換刀位，并且降低主軸的旋轉速度；