[發(fā)明專(zhuān)利]一種超聲振動(dòng)輔助加工齒輪綜合誤差實(shí)時(shí)補(bǔ)償系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810941343.6
• 申請(qǐng)日: 2018-08-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108970954B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐進(jìn)元;陳雪林
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B06B1/06
• 分類(lèi)號(hào): B06B1/06;B23F23/00
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 伍傳松

1.一種超聲振動(dòng)輔助加工齒輪綜合誤差實(shí)時(shí)補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于：包括第一連接件(1)、振動(dòng)變幅桿(2)、第二連接件(3)、工件固定軸(9)以及控制系統(tǒng)；

所述第一連接件(1)設(shè)置有截面為多邊形的內(nèi)腔(11)，所述第一連接件(1)與第二連接件(3)固定連接；

所述振動(dòng)變幅桿(2)插裝在內(nèi)腔(11)中并可將扭矩傳遞給第一連接件(1)，所述振動(dòng)變幅桿(2)遠(yuǎn)離內(nèi)腔(11)的末端用于安裝刀具齒輪(261)，所述振動(dòng)變幅桿(2)安裝有多個(gè)壓電致動(dòng)器，所述振動(dòng)變幅桿(2)能將壓電致動(dòng)器產(chǎn)生的振動(dòng)位移和速度進(jìn)行放大，將超聲能量聚集在刀具齒輪(261)上，并能產(chǎn)生軸向-彎曲-扭轉(zhuǎn)耦合振動(dòng)，所述壓電致動(dòng)器均與超聲波發(fā)生器連接，所述振動(dòng)變幅桿(2)與刀具齒輪(261)接觸的末端安裝有四個(gè)呈十字交叉設(shè)置的第一壓電傳感器；

所述第二連接件(3)內(nèi)嵌裝有相互垂直設(shè)置的三組壓電疊層致動(dòng)器；所述工件固定軸(9)與振動(dòng)變幅桿(2)位置相對(duì)，用于安裝工件齒輪(91)，所述工件固定軸(9)上安裝有對(duì)應(yīng)第一壓電傳感器的四個(gè)第二壓電傳感器；

所述控制系統(tǒng)與超聲波發(fā)生器、第一壓電傳感器、第二壓電傳感器以及壓電疊層致動(dòng)器連接以控制整個(gè)系統(tǒng)工作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲振動(dòng)輔助加工齒輪綜合誤差實(shí)時(shí)補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于：所述振動(dòng)變幅桿(2)包括按順序依次設(shè)置的配合定位段(21)、第一致動(dòng)器安裝段(22)、第三連接件安裝段(23)、第二致動(dòng)器安裝段(24)、第四連接件安裝段(25)以及刀具齒輪安裝段(26)；所述壓電致動(dòng)器包括第一壓電致動(dòng)器(4)和第二壓電致動(dòng)器(6)；

所述配合定位段(21)和刀具齒輪安裝段(26)位于振動(dòng)變幅桿(2)兩端，所述配合定位段(21)與內(nèi)腔(11)底部配合相連，所述刀具齒輪安裝段(26)用于安裝刀具齒輪(261)，所述第一壓電傳感器則安裝在刀具齒輪安裝段(26)；

所述第一致動(dòng)器安裝段(22)安裝有一對(duì)位置相對(duì)的第一壓電致動(dòng)器(4)，所述第三連接件安裝段(23)與內(nèi)腔(11)內(nèi)壁之間安裝有第三連接件(5)，所述第三連接件(5)截面的外圈為與內(nèi)腔(11)匹配的多邊形，所述第三連接件(5)截面內(nèi)圈和第三連接件安裝段(23)截面為相互匹配的多邊形，所述第三連接件(5)與第一連接件(1)固定連接；

所述第二致動(dòng)器安裝段(24)安裝有一對(duì)第二壓電致動(dòng)器(6)，兩個(gè)所述第一壓電致動(dòng)器(4)與兩個(gè)第二壓電致動(dòng)器(6)十字交叉設(shè)置；所述第四連接件安裝段(25)設(shè)置有第一凹槽(251)，所述第一凹槽(251)與內(nèi)腔(11)外壁之間安裝有第四連接件(7)，所述第四連接件(7)與第一連接件(1)固定連接，所述第四連接件(7)截面的外圈為與內(nèi)腔(11)匹配的多邊形，所述第四連接件(7)截面內(nèi)圈為圓形，所述第四連接件安裝段(25)設(shè)置有繞軸線均勻分布且斜向設(shè)置的凹槽孔(252)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲振動(dòng)輔助加工齒輪綜合誤差實(shí)時(shí)補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于：所述內(nèi)腔(11)截面為正六邊形，所述第三連接件(5)截面內(nèi)圈和第三連接件安裝段(23)截面為正八邊形，所述第三連接件(5)與第一連接件(1)設(shè)置有相應(yīng)的螺栓孔以通過(guò)螺栓連接固定并預(yù)緊，所述第三連接件(5)與第三連接件安裝段(23)之間安裝有適配的第一墊圈(8)，所述第三連接件(5)設(shè)置有斷開(kāi)處，所述斷開(kāi)處安裝有第二墊片(51)，所述第二墊片(51)一端與第一墊圈(8)接觸，另一端與第一連接件(1)接觸。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲振動(dòng)輔助加工齒輪綜合誤差實(shí)時(shí)補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于：所述凹槽孔(252)設(shè)置有兩組，每組凹槽孔(252)設(shè)置有四個(gè)且繞軸線均勻分布，所述第一凹槽(251)和第四連接件(7)對(duì)應(yīng)設(shè)置有兩個(gè)且沿軸線間隔設(shè)置。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲振動(dòng)輔助加工齒輪綜合誤差實(shí)時(shí)補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于：所述振動(dòng)變幅桿(2)的振型節(jié)點(diǎn)與第三連接件(5)和兩個(gè)第四連接件(7)的位置重合。