[發明專利]一種超聲剃齒裝置及其應用

有效

• 申請號: 201610067748.2
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN105478922B
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 秦慧斌;付俊帆;錢廣標;梁國星;侯志利;王波;張瀟爽
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: B23F19/06
• 分類號: B23F19/06;B23F23/12
• 代理公司: 山西五維專利事務所(有限公司)14105
• 代理人: 郭海燕

1.一種超聲剃齒裝置，其特征是：由升降及旋轉主軸系統、剃齒刀回轉及超聲振動復合主軸系統、外支撐固定系統和超聲波電源換向系統四個部分組成；

所述升降及旋轉主軸系統由主軸右支架(1)、超聲波發生器(3)、升降主軸(4)、轉盤(5)和主軸左支架(6)組成，升降主軸(4)的上表面安裝有超聲波發生器(3)，升降主軸(4)的下方安裝有轉盤(5)，主軸左支架(6)與主軸右支架(1)都安裝在轉盤(5)上；

所述剃齒刀回轉及超聲振動復合主軸系統由剃齒刀(7)、換能器(8)、傳振桿(9)、剃齒裝置動力回轉主軸(10)、平鍵(11)和變幅桿(12)組成，剃齒裝置動力回轉主軸(10)的右端以花鍵(1001)與變幅桿(12)的花鍵槽(1201)連接，剃齒裝置動力回轉主軸(10)的左端連接在主軸左支架(6)上，變幅桿(12)的平鍵槽(1202)上安裝平鍵(11)且平鍵(11)與剃齒刀(7)相連接，變幅桿(12)大端以精密細牙螺紋與傳振桿(9)連接，傳振桿(9)和換能器(8)以精密細牙螺紋連接；

外支撐固定系統由主軸右支架(1)、膠木絕緣端蓋(13)、螺釘緊固件(15)、圓筒形回轉軸(17)、螺栓緊固件(18)、氈圈油封(21)、前軸承端蓋(22)、軸承端蓋螺栓(23)、后軸承端蓋(24)、右列圓錐滾子軸承(25)、配磨墊圈(26)和左列圓錐滾子軸承(31)組成，圓筒形回轉軸(17)左端面與傳振桿(9)的法蘭(901)通過螺栓緊固件(18)連接，圓筒形回轉軸(17)右端面與膠木絕緣端蓋(13)通過螺釘緊固件(15)連接，圓筒形回轉軸(17)中部設有左軸承定位臺階(1701)和右定位臺階(1702)，左列圓錐滾子軸承(31)的內圈外端面通過與左軸承定位臺階(1701)的臺階面重合來實現定位，右列圓錐滾子軸承(25)的內圈外端面通過與右定位臺階(1702)的臺階面重合來實現定位，左列圓錐滾子軸承(31)和右列圓錐滾子軸承(25)的外圈外圓柱面都與主軸右支架(1)的主軸安裝孔配合安裝，前軸承端蓋(22)的壓環面緊壓左列圓錐滾子軸承(31)的外圈大端面，配磨墊圈(26)的左端面緊壓右列圓錐滾子軸承(25)的外圈大端面，后軸承端蓋(24)的壓環面緊壓配磨墊圈(26)的右端面，氈圈油封(21)安裝在前軸承端蓋(22)的內環孔內并通過軸承端蓋螺栓(23)將前軸承端蓋(22)和后軸承端蓋(24)分別固定在主軸右支架(1)的左右各側；

超聲波電源換向系統由外絕緣導線(2)、超聲波發生器(3)、換能器(8)、膠木絕緣端蓋(13)、石墨電刷(14)、內絕緣導線(16)、導電銅片(19)、導電銅環(20)和后軸承端蓋(24)組成，超聲波發生器(3)通過外絕緣導線(2)與石墨電刷(14)相連，石墨電刷(14)擰進后軸承端蓋(24)的螺紋孔內，導電銅片(19)安裝在膠木絕緣端蓋(13)上的圓形凹槽(1301)，導電銅環(20)安裝在膠木絕緣端蓋(13)上的環形凹槽(1302)，石墨電刷(14)的接觸面與導電銅片(19)和導電銅環(20)表面有力均勻接觸，內絕緣導線(16)將導電銅片(19)和導電銅環(20)與換能器(8)的兩個接線柱分別相連。

2.根據權利要求1所述的一種超聲剃齒裝置，其特征是：所述剃齒刀(7)是中厚圓盤剃齒刀或短粗圓柱剃齒刀。

3.權利要求1所述超聲剃齒裝置的應用，其特征是：將升降主軸(4)通過垂直導軌(2801)安裝在立柱(28)上，在控制面板(31)上輸入指令，控制升降主軸(4)沿立柱(28)的垂直導軌(2801)方向的進給運動、轉盤(5)的轉動、工作臺(30)沿燕尾形導軌(2701)方向的進給運動、剃齒裝置動力回轉主軸(10)的轉速、超聲波發生器(3)輸出的超聲波信號振幅及頻率，剃齒裝置動力回轉主軸(10)將扭矩傳遞給剃齒刀(7)，驅動剃齒刀(7)做回轉運動，并與齒輪工件(29)按照嚙合齒輪原理進行嚙合切削運動，超聲波發生器(3)輸出的超聲波信號經外絕緣導線(2)、石墨電刷(14)、導電銅片(19)、導電銅環(20)和內絕緣導線(16)傳遞至換能器(8)，換能器(8)將超聲波電信號轉換為機械波，機械波通過傳振桿(9)和變幅桿(12)的傳導、放大作用，使剃齒刀(7)在回轉運動的基礎上產生一個高頻高能量的沿主軸軸向方向的機械振動，實現齒輪超聲精密剃齒加工。

4.權利要求1所述超聲剃齒裝置的應用，其特征是：所述剃齒刀(7)的超聲振動方式和具體進給方法如下：若剃齒刀(7)為中厚圓盤剃齒刀，進行超聲剃齒加工時，剃齒刀(7)在完成旋轉的同時做20kHz頻率的節圓型橫向彎曲超聲振動，此外，剃齒刀(7)還可做徑向進給運動，齒輪工件(29)做軸向往復運動；若剃齒刀(7)為短粗圓柱剃齒刀，進行超聲剃齒加工時，剃齒刀(7)在完成旋轉的同時做20kHz頻率的縱向超聲振動，此外，剃齒刀(7)還可做徑向進給運動，齒輪工件(29)做軸向往復運動。