[發(fā)明專利]一種工件附加超聲振動的拉削加工裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410166611.3
• 申請日: 2014-04-23
• 公開（公告）號: CN103962629A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 倪敬;劉曉晨;蒙臻
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: B23D41/00
• 分類號: B23D41/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種超聲輔助拉削加工工藝的方法及裝置，特別涉及一種工件附加超聲振動的拉削加工裝置。

背景技術(shù)

超聲加工是利用超聲頻作小振幅振動的工具，并通過它與工件之間游離于液體中的磨料對被加工表面的捶擊作用，使工件材料表面逐步破碎的特種加工。拉削能獲得較高的尺寸精度和較小的表面粗糙度，生產(chǎn)率高，適用于成批大量生產(chǎn)。在實際拉削加工生產(chǎn)中，拉刀拉削負載會隨著加工生產(chǎn)的進行而改變，切削阻力大，加工表面質(zhì)量異常且加工尺寸易波動，這對后續(xù)工藝的加工精度、加工效率、加工質(zhì)量有著較大的影響。因此，需要研制一種大負載拉刀拉削裝置，對研究大負載拉床的高精度化、高效率化具有非常重要的意義。

目前，在相關(guān)領(lǐng)域并沒有拉刀附加超聲振動的拉削加工工藝及裝置，如專利號為CN201220634288.4(授權(quán)公告號CN203018770U，授權(quán)公告日2013年06月26日)公開了一種旋轉(zhuǎn)機床用超聲波鉆銑具, 其特征在于：安裝柄與超聲波換能體機械固定連接,超聲換能器和變幅桿通過螺紋連接,變幅桿和刀具固定連接,且安裝柄、超聲波換能體、變幅桿和刀具保持同軸連接；超聲波發(fā)射環(huán)和超聲波發(fā)生器實現(xiàn)電連接,超聲波發(fā)射環(huán)以無線方式發(fā)射電磁波,超聲波換能體接收超聲波發(fā)射環(huán)發(fā)射的電磁波并將電信號轉(zhuǎn)換為機械振動,經(jīng)由變幅桿放大后傳遞給刀具；所述安裝柄的柄部與機床主軸孔結(jié)構(gòu)相匹配。但是整個系統(tǒng)過于復(fù)雜，而且只適用于切削力較小的情況下。因此，并不適用于拉床加工裝置要求。專利號為CN200720032813.4(授權(quán)公告號CN201082507，授權(quán)公告日2008年07月09日)公開了一種通用機床超聲波鉆銑頭,包含安裝柄、超聲換能體和專用刃具,還包含一超聲波發(fā)射環(huán)；安裝柄與超聲換能體連為一體,安裝柄 安裝在機床主軸孔中；超聲波發(fā)射環(huán)固定在機床法蘭盤上,以無線方式發(fā)射電磁波；在超聲換能體內(nèi)裝有電磁波接收電路和超聲換能器；變幅桿和刀具固定 連接形成專用刃具,變幅桿與超聲換能器機械連接；超聲波的機械振動經(jīng)變幅 桿放大后傳給刀具,使刀具以一定的能量與工件作用進行加工。但整個裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有拉削加工存在刀具壽命和表面光潔度還有優(yōu)化空間的問題，提供了一種工件附加超聲振動的拉削加工裝置。該裝置是一種將超聲振動和拉刀相結(jié)合的拉削方法；是一種應(yīng)用超聲減小拉削過程振動，提高拉刀壽命的裝置；是一種應(yīng)用超聲提高拉削表面光潔度的裝置；是一種應(yīng)用超聲減小拉刀積屑瘤的裝置。

一種工件附加超聲振動的拉削加工裝置，包括超聲波發(fā)生器，超聲波換能器，工作臺、電渦流傳感器、傳感器支架及超聲波變幅桿、前置放大器、轉(zhuǎn)換板、數(shù)據(jù)采集卡和工控機。

所述的超聲波換能器固定在超聲波變幅桿的大端面上，且超聲波換能器與超聲波變幅桿同軸設(shè)置，超聲波變幅桿的小端面通過螺紋連接的方式固定在拉床的工作臺臺面上，超聲波變幅桿與工作臺臺面垂直，超聲波換能器線圈與超聲波發(fā)生器的信號接收端口連接，電渦流傳感器通過傳感器支架固定在拉床上，電渦流傳感器接收端面正對工作臺的一個側(cè)面，電渦流傳感的信號輸出端口與前置放大器的模擬量輸入端口連接，前置放大器以單端連接的信號轉(zhuǎn)換模式連接到轉(zhuǎn)換板的模擬量輸入端口，轉(zhuǎn)換板通過外接電纜傳輸至數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)采集卡通過PCI接口傳輸至工控機。

本發(fā)明利用了超聲波發(fā)生器將產(chǎn)生的電信號，通過超聲換能器轉(zhuǎn)換為同一頻率的機械振動，然后通過變幅桿，使變幅桿產(chǎn)生共振放大機械振動的振幅，將變幅桿與工作臺通過帶有螺紋的夾具相連。從而使變幅桿帶動工件以一定的頻率振幅振動，當拉削加工時，刀具和工件高頻率周期性的接觸和分離，這與普通拉削過程中刀具和工件持續(xù)接觸有很大區(qū)別。超聲波振動拉削就是通過刀具和工件的這種分離特性，達到提高工件加工質(zhì)量、提高拉刀壽命、提高拉削表面光潔度及減小拉刀積屑瘤的作用。

附圖說明

圖1為拉床以及超聲波裝置總圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步描述。

如圖1所示，一種工件附加超聲振動的拉削加工裝置。主要包括超聲波發(fā)生器1，超聲波換能器2，工作臺3、電渦流傳感器4、傳感器支架5及超聲波變幅桿10、前置放大器6、轉(zhuǎn)換板7、數(shù)據(jù)采集卡9和工控機8。