[發明專利]一種齒輪齒條與四桿機構相復合的低頻扭轉振動裝置

有效

• 申請號: 201810003434.5
• 申請日: 2018-01-03
• 公開（公告）號: CN108176575B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 馮勇;朱子豪;張敏;楊征宇;王曉宇;韋文東
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: B06B1/16
• 分類號: B06B1/16
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

本發明是一種齒輪齒條與四桿機構相復合的低頻扭轉振動裝置，包括扭振機構和調頻調幅機構，伺服電機帶動主動輪，主動輪帶動兩側的桿，桿的另一端帶動兩個從動輪轉動，桿帶動連在桿上的兩根齒條，兩根齒條分別通過與齒輪嚙合帶動齒輪實現扭振；調頻調幅機構通過調節桿在主動輪端和從動輪端在槽中離輪心的距離來調節振幅，通過伺服驅動器控制伺服電機轉速調節扭振頻率，從而實現扭振振幅與頻率的分別調節。

技術領域

本發明涉及一種低頻扭轉振動裝置，具體的說是一種涉及頻率和振幅可調的扭振機構，尤其是一種齒輪齒條與四桿機構相復合的低頻扭轉振動裝置。

背景技術

在纖維等復合材料板材的鉆孔和擴孔傳統過程中，由于其內部的纖維材料在加工過程中容易產生層間分層、撕裂、纖維抽絲和拉毛、表面擦傷等缺陷，鉆孔時尤其嚴重，加工質量難以保證。振動鉆削是一種新穎的鉆削加工工藝，通過給鉆頭或者工件疊加可控的相對振動，使鉆削過程變為瞬時、脈沖的動態切削過程，從而改變普通鉆削的機理，具有異乎尋常的工藝效果，是解決高質量孔、小直徑深孔以及難加工材料鉆削加工問題的一種有效方法。

對刀具或被加工工件施加一定頻率與振幅的軸向振動或扭振，有利于降低切削力、減少粘刀、崩刀、減小切削熱量，提升加工進度，提升刀具壽命，根據疊加振動的頻率，可以分為超聲振動輔助加工與非超聲振動輔助加工。對于扭轉振動加工，市場上通常是在刀柄上疊加超聲扭轉設備，但這種超聲刀柄設計、制作、安裝、維護、造價都很高。

申請號CN2015100737370的專利公開了一種扭振發生裝置，該裝置可使輸出軸在扭轉方向上振動，拆組簡便，但是存在結構復雜、并且穩定性差的缺陷；申請號為CN2017200888286的專利公開了一種由偏心電機激發的扭振加載裝置，通過兩個偏心電機產生的周期性切向力在圓心處造成周期性力矩,使得轉軸受到扭振激勵,實現對轉軸施加扭振激勵的功能，但是振幅和扭振振率并不能分開調節。

如果利用機械式頻扭振臺裝置固定工件，將扭振疊加在工件上，同樣可以在使切削力周期性變化，促進纖維材料的加工，降低其撕裂、拉毛等缺陷，提升加工效果，同時具有結構簡單，成本低廉，振幅與頻率容易調節的優點。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種基于齒輪齒條和平行四邊形機構相復合的機械式扭轉振動裝置，可以實現鉆孔與擴孔過程中對工件疊加可調振幅與低頻率的扭振，結構簡單，可很好適應于振動輔助鉆削加工技術。

為了達到上述目的，本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明是一種齒輪齒條與四桿機構相復合的低頻扭轉振動裝置，包括扭振機構和調頻調幅機構，扭振機構包括通過螺栓連接固定在機床上的扭振臺支架，在扭振臺支架上焊接設置固定架，在固定架上固定軸承的外圈，一軸與軸承的內圈過盈配合，扭振平臺和齒輪與軸通過鍵連接在一起，扭振平臺與齒輪的運動同步，在齒輪的兩側與齒輪嚙合設置兩根齒條，兩根齒條分別在第一導軌和第二導軌中滑動，兩根齒條的一端分別連接在桿上，調頻調幅機構包括通過電機和減速器帶動的主動輪，在主動輪上設置第一槽和第二槽，在主動輪的兩側等距設置第一從動輪和第二從動輪，在第一從動輪和第二從動輪上也分別設置有第三槽（20）和第四槽（21），主動輪、第一從動輪、第二從動輪分別固定在等距的軸上，第一從動輪上的第三槽與第一槽平行，第二從動輪上的第四槽與第二槽平行，其中一根桿的兩端通過短軸鉸接在第一從動輪的槽與主動輪的第一槽內固定在距圓心相同距離的位置，另一根桿的兩端通過短軸鉸接在第二從動輪的槽與主動輪的第二槽內固定在距圓心相同距離的位置。