[發(fā)明專利]一種超聲振動(dòng)輔助高效銑齒加工的系統(tǒng)及使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810941531.9
• 申請(qǐng)日: 2018-08-17
• 公開（公告）號(hào): CN109079256B
• 公開（公告）日: 2020-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐進(jìn)元;陳雪林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): B23F9/08
• 分類號(hào): B23F9/08;B23F23/12;B23P25/00
• 代理公司: 44205 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 伍傳松

本發(fā)明公開了一種超聲振動(dòng)輔助高效銑齒加工的系統(tǒng)，包括刀具工作臺(tái)、第一連接件、振動(dòng)變幅桿和刀盤；所述第一連接件與刀具工作臺(tái)連接；振動(dòng)變幅桿嵌裝在第一連接件內(nèi)，所述刀具工作臺(tái)通過(guò)第一連接件與振動(dòng)變幅桿連接以驅(qū)動(dòng)振動(dòng)變幅桿運(yùn)動(dòng)，所述振動(dòng)變幅桿一端嵌入第一連接件內(nèi)，另一端安裝有刀盤，刀盤朝外安裝有銑齒刀具，所述振動(dòng)變幅桿安裝有一對(duì)位置相對(duì)的壓電致動(dòng)器，振動(dòng)變幅桿能將壓電致動(dòng)器產(chǎn)生的振動(dòng)位移和速度進(jìn)行放大，并能產(chǎn)生軸向與扭轉(zhuǎn)耦合振動(dòng)，所述壓電致動(dòng)器與超聲波發(fā)生器連接。本系統(tǒng)及本系統(tǒng)的使用方法可以提高材料的切除效率、刀具的壽命和工件的表面質(zhì)量，能夠同步實(shí)現(xiàn)齒輪的粗、精加工，可用于加工各類錐齒輪。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及齒輪加工領(lǐng)域，特別是涉及一種超聲振動(dòng)輔助高效銑齒加工的系統(tǒng)及使用方法。

背景技術(shù)

銑齒作為加工齒輪的一種有效的方法，如圖1所示，銑齒刀具31旋轉(zhuǎn)加工工件齒輪32，使工件齒輪32形成錐齒，銑齒廣泛應(yīng)用于各類錐齒輪加工。但是傳統(tǒng)的銑齒加工，工件表面質(zhì)量較低，銑齒加工后的齒輪需要再經(jīng)過(guò)研齒、磨齒等精加工工藝，導(dǎo)致齒輪加工效率較低，且刀具磨損較快，增加生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問(wèn)題。為此，本發(fā)明提出一種刀具磨損小、工件表面質(zhì)量高且高效率的超聲振動(dòng)輔助高效銑齒加工的系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種超聲振動(dòng)輔助高效銑齒加工的系統(tǒng)，包括刀具工作臺(tái)、第一連接件、振動(dòng)變幅桿和刀盤；所述第一連接件與刀具工作臺(tái)連接；所述振動(dòng)變幅桿嵌裝在第一連接件內(nèi)，所述刀具工作臺(tái)通過(guò)第一連接件與振動(dòng)變幅桿連接以驅(qū)動(dòng)振動(dòng)變幅桿運(yùn)動(dòng)，所述振動(dòng)變幅桿一端嵌入第一連接件內(nèi)，另一端安裝有刀盤，刀盤朝外安裝有銑齒刀具，所述振動(dòng)變幅桿安裝有一對(duì)位置相對(duì)的壓電致動(dòng)器，兩個(gè)所述壓電致動(dòng)器沿垂直于軸線的方向間隔設(shè)置，所述振動(dòng)變幅桿能將壓電致動(dòng)器產(chǎn)生的振動(dòng)位移和速度進(jìn)行放大，并能產(chǎn)生軸向與扭轉(zhuǎn)耦合振動(dòng)，所述壓電致動(dòng)器與超聲波發(fā)生器連接。

進(jìn)一步，所述第一連接件設(shè)置有截面為多邊形的內(nèi)腔；所述振動(dòng)變幅桿插裝在內(nèi)腔中；所述振動(dòng)變幅桿包括按順序依次設(shè)置的配合定位段、第二連接件安裝段、致動(dòng)器安裝段、第三連接件安裝段以及刀盤安裝段；所述配合定位段和刀盤安裝段位于振動(dòng)變幅桿兩端，所述配合定位段與內(nèi)腔底部配合相連，所述刀盤安裝段用于安裝刀盤；所述第二連接件安裝段與內(nèi)腔內(nèi)壁之間安裝有第二連接件以傳遞扭矩；所述壓電致動(dòng)器設(shè)置有兩個(gè)且位置相對(duì)地安裝在致動(dòng)器安裝段；所述第三連接件安裝段設(shè)置有第一凹槽，所述第一凹槽與內(nèi)腔內(nèi)壁之間安裝有第三連接件，所述第三連接件與第一連接件固定連接，所述第三連接件截面的外圈為與內(nèi)腔匹配的多邊形，所述第三連接件截面內(nèi)圈為圓形，所述第三連接件安裝段設(shè)置有繞軸線均勻分布且斜向設(shè)置的凹槽孔。

進(jìn)一步，所述第二連接件截面的外圈為與內(nèi)腔匹配的多邊形，所述第二連接件截面內(nèi)圈和第二連接件安裝段截面為相互匹配的多邊形，所述第二連接件與第一連接件固定連接。

進(jìn)一步，所述內(nèi)腔截面為正六邊形，所述第二連接件截面內(nèi)圈和第二連接件安裝段截面為正八邊形，所述第二連接件與第一連接件設(shè)置有相應(yīng)的螺栓孔以通過(guò)螺栓連接固定并預(yù)緊，所述第二連接件與第二連接件安裝段之間安裝有適配的第一墊圈，所述第二連接件設(shè)置有斷開處，所述斷開處安裝有第二墊片，所述第二墊片一端與第一墊圈接觸，另一端與第一連接件接觸。

進(jìn)一步，所述凹槽孔設(shè)置有兩組，每組凹槽孔設(shè)置有四個(gè)且繞軸線均勻分布，所述第一凹槽和第三連接件對(duì)應(yīng)設(shè)置有兩個(gè)且沿軸線間隔設(shè)置。

進(jìn)一步，所述內(nèi)腔底部設(shè)置有圓形凹槽，圓形凹槽處安裝有第三墊片，所述第三墊片外端設(shè)置有圓錐形凹槽，所述配合定位段與圓錐形凹槽匹配并插入安裝在圓錐形凹槽內(nèi)。

進(jìn)一步，所述第二連接件安裝段和致動(dòng)器安裝段組成一個(gè)階梯軸，第一連接段到致動(dòng)器安裝段直徑依次減小，所述壓電致動(dòng)器外圈設(shè)置有卡簧，所述卡簧靠近第二連接件安裝段的外周設(shè)置有臺(tái)階，所述臺(tái)階與第二連接件安裝段組成能匹配安裝第二連接件的第二凹槽。