[發明專利]一種高速連續超聲徑向振動切削方法及其實現裝置

在審

• 申請號: 201710365799.8
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107186283A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 楊志波;李凱強;王靜;胡軍臣;趙波;崔沛;李濤濤;劉石安;明平美;劉愛菊
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: B23D79/00
• 分類號: B23D79/00;B06B1/06
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙)61223
• 代理人: 俞曉明

技術領域

本發明涉及機械加工技術領域，具體為一種高速連續超聲徑向振動切削方法及其實現裝置。

背景技術

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，英文簡稱為USM。超聲加工常用于穿孔、切割、焊接、套料和拋光。超聲振動加工具有切削力低、加工表面質量高和切削溫度低等一系列的優點，現有的超聲振動加工技術不能夠很好的實現超聲能的高效傳遞，整個切削裝置的工作效率低，從而影響振動切削效果，為此，我們提出一種高速連續超聲徑向振動切削方法及其實現裝置。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高速連續超聲徑向振動切削方法及其實現裝置，以解決上述背景技術中提出的現有的超聲振動加工技術不能夠很好的實現超聲能的高效傳遞，整個切削裝置的工作效率低，從而影響振動切削效果的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種高速連續超聲徑向振動切削方法，該高速連續超聲徑向振動切削方法包括如下步驟：

S1：將高速連續超聲徑向振動切削刀具安裝在相應的機床上刀架上，將待加工的工件裝夾在機床卡盤內，調整高速連續超聲徑向振動切削刀具和待加工工件之間的相對位置；

S2：設置高速連續超聲徑向振動切削刀具的切削參數和振動參數，使切削刀具能夠產生縱向振動及有縱向分量振動；

S3：開啟機床，進行高速連續超聲徑向振動切削。

優選的，所述步驟S2中的切削參數包括切深、進給量和切削速度，所述振動參數包括振幅和頻率。

優選的，一種高速連續超聲徑向振動切削裝置，包括殼體，所述殼體的頂部安裝有上端蓋，所述殼體的底部安裝有下端蓋，所述殼體的內腔均勻設置有導電片，每相鄰兩組所述導電片之間安裝有壓電陶瓷片，底部所述導電片的底部安裝有變幅桿，所述變幅桿的底部安裝有刀具，且刀具貫穿下端蓋，頂部所述導電片的頂部左右兩側對稱安裝有壓緊片，頂部所述導電片的頂部中央位置安裝有連接端口，所述連接端口的頂部通過導線連接有超聲波發生裝置。

優選的，所述超聲波發生裝置包括超聲波信號發生器，所述超聲波信號發生器的輸出端電性連接前置放大模塊的輸入端，所述前置放大模塊的輸出端電性連接電壓放大模塊的輸入端，所述電壓放大模塊的輸出端電性連接電路匹配模塊的輸入端。

優選的，所述壓緊片采用絕緣材料制成。

優選的，所述下蓋板采用特性聲阻抗低的鋁材質制成，所述上端蓋采用特性聲阻抗高的鋼材質制成，且下蓋板的特性聲阻抗小于壓電陶瓷片的特性聲阻抗，所述壓電陶瓷片的特性聲阻抗小于上蓋板的特性聲阻抗。

優選的，所述導電片為結構相同的三組，所述壓電陶瓷片為結構相同的兩組。

優選的，所述變幅桿采用45#鋼制成。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：該發明提出的一種高速連續超聲徑向振動切削方法及其實現裝置，實現了超聲徑向振動切削，滿足使用需要，在超聲波發生裝置上設置了前置放大模塊、電壓放大模塊和電路匹配模塊，大大提高了超聲能量的傳遞效率，降低了能量的損失，使得刀具能夠獲得最大的振幅，提高了工件的加工效率，該發明結構簡單，成本低，工作效率高。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖；

圖2為本發明超聲波發生裝置原理框圖。

圖中：1殼體、2上端蓋、3下端蓋、4導電片、5壓電陶瓷片、6變幅桿、7刀具、8壓緊片、9連接端口、10超聲波發生裝置、11超聲波信號發生器、12前置放大模塊、13電壓放大模塊、14電路匹配模塊。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

本發明提供一種高速連續超聲徑向振動切削方法，該高速連續超聲徑向振動切削方法包括如下步驟：

S1：將高速連續超聲徑向振動切削刀具安裝在相應的機床上刀架上，將待加工的工件裝夾在機床卡盤內，調整高速連續超聲徑向振動切削刀具和待加工工件之間的相對位置；

S2：設置高速連續超聲徑向振動切削刀具的切削參數和振動參數，切削參數包括切深、進給量和切削速度，振動參數包括振幅和頻率，使切削刀具能夠產生縱向振動及有縱向分量振動；

S3：開啟機床，進行高速連續超聲徑向振動切削。