[發明專利]一種超聲振動輔助高效銑齒加工的系統及使用方法

有效

• 申請號: 201810941531.9
• 申請日: 2018-08-17
• 公開（公告）號: CN109079256B
• 公開（公告）日: 2020-02-04
• 發明（設計）人: 唐進元;陳雪林
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B23F9/08
• 分類號: B23F9/08;B23F23/12;B23P25/00
• 代理公司: 44205 廣州嘉權專利商標事務所有限公司
• 代理人: 伍傳松

1.一種超聲振動輔助高效銑齒加工的系統，其特征在于：包括刀具工作臺、第一連接件(1)、振動變幅桿(2)和刀盤(3)；

所述第一連接件(1)與刀具工作臺連接；

所述振動變幅桿(2)嵌裝在第一連接件(1)內，所述刀具工作臺通過第一連接件(1)與振動變幅桿(2)連接以驅動振動變幅桿(2)運動，所述振動變幅桿(2)一端嵌入第一連接件(1)內，另一端安裝有刀盤(3)，刀盤(3)朝外安裝有銑齒刀具，所述振動變幅桿(2)安裝有一對位置相對的壓電致動器(6)，兩個所述壓電致動器(6)沿垂直于軸線的方向間隔設置，所述振動變幅桿(2)能將壓電致動器(6)產生的振動位移和速度進行放大，并能產生軸向與扭轉耦合振動，所述壓電致動器(6)與超聲波發生器連接；

所述第一連接件(1)設置有截面為多邊形的內腔(11)；所述振動變幅桿(2)插裝在內腔(11)中；所述振動變幅桿(2)包括按順序依次設置的配合定位段(21)、第二連接件安裝段(23)、致動器安裝段(24)、第三連接件安裝段(25)以及刀盤安裝段(26)；

所述配合定位段(21)和刀盤安裝段(26)位于振動變幅桿(2)兩端，所述配合定位段(21)與內腔(11)底部配合相連，所述刀盤安裝段(26)用于安裝刀盤(3)；

所述第二連接件安裝段(23)與內腔(11)內壁之間安裝有第二連接件(5)以傳遞扭矩；

所述壓電致動器(6)設置有兩個且位置相對地安裝在致動器安裝段(24)；

所述第三連接件安裝段(25)設置有第一凹槽(251)，所述第一凹槽(251)與內腔(11)內壁之間安裝有第三連接件(7)，所述第三連接件(7)與第一連接件(1)固定連接，所述第三連接件(7)截面的外圈為與內腔(11)匹配的多邊形，所述第三連接件(7)截面內圈為圓形，所述第三連接件安裝段(25)設置有繞軸線均勻分布且斜向設置的凹槽孔(252)。

2.根據權利要求1所述的超聲振動輔助高效銑齒加工的系統，其特征在于：所述第二連接件(5)截面的外圈為與內腔(11)匹配的多邊形，所述第二連接件(5)截面內圈和第二連接件安裝段(23)截面為相互匹配的多邊形，所述第二連接件(5)與第一連接件(1)固定連接。

3.根據權利要求2所述的超聲振動輔助高效銑齒加工的系統，其特征在于：所述內腔(11)截面為正六邊形，所述第二連接件(5)截面內圈和第二連接件安裝段(23)截面為正八邊形，所述第二連接件(5)與第一連接件(1)設置有相應的螺栓孔以通過螺栓連接固定并預緊，所述第二連接件(5)與第二連接件安裝段(23)之間安裝有適配的第一墊圈(8)，所述第二連接件(5)設置有斷開處，所述斷開處安裝有第二墊片(9)，所述第二墊片(9)一端與第一墊圈(8)接觸，另一端與第一連接件(1)接觸。

4.根據權利要求1所述的超聲振動輔助高效銑齒加工的系統，其特征在于：所述凹槽孔(252)設置有兩組，每組凹槽孔(252)設置有四個且繞軸線均勻分布，所述第一凹槽(251)和第三連接件(7)對應設置有兩個且沿軸線間隔設置。

5.根據權利要求1所述的超聲振動輔助高效銑齒加工的系統，其特征在于：所述內腔(11)底部設置有圓形凹槽，圓形凹槽處安裝有第三墊片(12)，所述第三墊片(12)外端設置有圓錐形凹槽，所述配合定位段(21)與圓錐形凹槽匹配并插入安裝在圓錐形凹槽內。

6.根據權利要求1所述的超聲振動輔助高效銑齒加工的系統，其特征在于：所述第二連接件安裝段(23)和致動器安裝段(24)組成一個階梯軸，第一連接段(22)到致動器安裝段(24)直徑依次減小，所述壓電致動器(6)外圈設置有卡簧(4)，所述卡簧(4)靠近第二連接件安裝段(23)的外周設置有臺階，所述臺階與第二連接件安裝段(23)組成能匹配安裝第二連接件(5)的第二凹槽。

7.根據權利要求4所述的超聲振動輔助高效銑齒加工的系統，其特征在于：所述振動變幅桿(2)的振型節點與第二連接件(5)和兩個第三連接件(7)的位置重合。