[發明專利]一種旋轉超聲輔助加工裝置

有效

• 申請號: 201711313802.8
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN108080240B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 唐德祥
• 申請（專利權）人: 唐德祥
• 主分類號: B06B1/00
• 分類號: B06B1/00;B23C9/00;B23Q5/54
• 代理公司: 鄭州多邦專利代理事務所(普通合伙) 41141
• 代理人: 武順營

一種旋轉超聲輔助加工裝置，其特征在于：包括刀具,變幅桿，刀具安裝座，插座，初邊感應盤基座，次邊感應盤基座，外殼連接套筒，鎖緊元件，拉釘，換能器，連接桿，初邊感應盤，次邊感應盤，次邊繞組，初邊繞組；所述的刀具安裝在變幅桿上；所述的變幅桿安裝在刀具和刀具安裝座之間；所述的刀具安裝座安裝在加工機床上；所述的插座安裝在初邊感應盤基座外側；所述的初邊感應盤基座安裝在初級感應盤外側；所述的次邊感應盤基座安裝在刀具安裝座上；具有能夠實現能量無線傳輸，克服傳統加工方式在加工陶瓷等材料時產生的缺陷。

技術領域

本發明屬于機械加工領域，特別涉及一種旋轉超聲輔助加工裝置。

背景技術

在工業生產中，隨著工業產品的升級陶瓷、碳纖維復合材料、高硬度鋼材以及光學玻璃得到廣泛應用，這使得針對此類材料的加工需求不斷增加；而這些材料屬于典型的難加工材料，采用傳統機械加工方法例如銑削、鉆削、磨削以及鏜削等進行加工時，工件表面常出現崩邊、凹坑以及微裂紋等缺陷，造成無法滿足使用要求；而旋轉超聲輔助加工是在傳統加工方法的基礎上對刀具施加高頻振動，利用高頻振動的沖擊效應和瞬時切削效應來實現刀具對工件材料的延性去除；目前工程應用中實現旋轉超聲輔助加工的供電方式主要有：電刷供電和無線輸電；其中電刷供電由于存在電刷磨損快、易積碳打火等缺陷，使其無法適應高速、超高速旋轉切削；而無線輸電由于利用電磁感應原理實現電能非接觸式傳輸，因此應用范圍更為廣泛；目前應用于超聲輔助加工的無線電能傳輸系統主要有旋轉部分和靜止部分組成；由于旋轉部分與靜止部分均為整體環狀結構，在使用過程存在加工中心機械手無法夾持實現自動換刀的缺陷；因此人們發明了利用原邊2/5圓周圓環柱狀結構與副邊整體圓環柱狀結構構成“U”型外圓環槽實現超聲波電能傳輸，而這種結構感應面積小，電能傳輸效率低，而且結構較為復雜。

發明內容

為了解決現有超聲波電能傳輸存在的缺陷，本發明提出一種旋轉超聲輔助加工裝置，其特征在于：包括刀具,變幅桿，刀具安裝座，插座，初邊感應盤基座，次邊感應盤基座，外殼連接套筒，鎖緊元件，拉釘，換能器，連接桿，初邊感應盤，次邊感應盤，次邊繞組，初邊繞組；所述的刀具安裝在變幅桿上，通過鎖緊裝置和變幅桿連接，變幅桿與刀具安裝座連接；所述的變幅桿安裝在刀具和刀具安裝座之間，下端與刀具連接，上端與刀具安裝座連接；所述的刀具安裝座安裝在加工機床上，下端通過鎖緊裝置安裝有變幅桿，為中空結構；所述的插座安裝在初邊感應盤基座外側，與初邊感應盤基座連接，通過插頭與超聲波發生器連接；所述的初邊感應盤基座安裝在初級感應盤外側，與外殼連接套筒連接；所述的次邊感應盤基座安裝在刀具安裝座上，與刀具安裝座連接；所述的外殼連接套筒安裝在刀具安裝座和加工機床之間，分別與加工機床和刀具安裝座連接；所述的鎖緊裝置安裝在外殼連接套筒上端外側，與外殼連接套筒連接，能夠將外殼連接套筒與加工機床鎖緊；所述的拉釘安裝在刀具安裝座的上端，并套裝在刀具安裝座上端內孔中，與刀具安裝座連接；所述的換能器安裝在刀具安裝座內部；所述的連接桿安裝在刀具安裝座內部，下端與變幅桿連接，上端與換能器連接；所述的初邊感應盤安裝在初邊感應盤基座內側，與初邊感應盤基座連接；所述的次邊感應盤安裝在次邊感應盤基座外圓外側，與次邊感應盤基座連接；所述的次邊繞組安裝在次邊感應盤上，與次邊感應盤連接；所述的初邊繞組安裝在初邊感應盤上，與初邊感應盤連接。

進一步的，所述刀具為直圓柱形的銑刀或鉆頭或砂輪。

進一步的，所述變幅桿為高聲速材料，例如鋁合金或鈦合金或鎂鋁合金或鋼等；變幅桿的兩側為直徑不等的直圓柱段，中間部分為曲線過渡段；更進一步的，變幅桿的曲線過渡段曲線為指數或懸鏈或圓錐或拋物線或等應力曲線或多階樣條曲線或貝茲曲線；變幅桿的大直徑圓柱段端部設有連接內螺紋；變幅桿的大直徑圓柱段外側設有連接法蘭，通過螺釘與刀柄基體相連；變幅桿的小直徑圓柱段的端部設有上小下大的錐形孔，外側設有外螺紋。

進一步的，變幅桿通過鎖緊裝置與刀具連接，所述的鎖緊裝置是彈簧卡頭，所述的彈簧卡頭放置在變幅桿的錐形孔內，刀具安裝在彈簧卡頭內，彈簧卡頭的鎖緊螺母與變幅桿小直徑圓柱段外側的外螺紋相連，鎖緊螺母使彈簧卡頭在錐形孔內產生彈性變形將刀具抱緊。