[發明專利]復合砂輪粗加工與超聲輔助精加工的成形機床及控制方法

有效

• 申請號: 201811304855.8
• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN109129038B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 冀世軍;雷良艮;趙繼;劉文超;胡志清;賀秋偉
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B24B1/04
• 分類號: B24B1/04;B24B51/00
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

本發明涉及一種復合砂輪粗加工與超聲輔助精加工的成形機床及控制方法，屬于硬脆材料精密加工領域。龍門分別固定連接在底座兩側，Y向導軌縱向固定連接在底座上面的中間位置，X向導軌橫向固定安裝在Y向導軌的溜板上，旋轉擺動雙軸轉臺縱向固定安裝在X向導軌的溜板上，Z向導軌一固定連接在左側龍門右側的中間位置，磨削工具固定連接在Z向導軌一的溜板上，Z向導軌二固定連接在右側龍門左側的中間位置，超聲工具系統固定連接在Z向導軌二的溜板上。優點是旋轉超聲振動輔助磨削加工在減小刀具磨損的同時提高了磨削加工的效率，保證尺寸精度和幾何精度，效率高，經濟效益好。

技術領域

本發明屬于硬脆材料精密加工領域，尤其涉及一種復合砂輪粗加工與超聲輔助精加工的高效成形機床及控制方法。

背景技術

隨著技術突飛猛進的進步，作為技術基石的構成材料在范圍上也變得越來越寬泛，原先難以被利用的石英、陶瓷、金屬化合物以及光學玻璃等硬脆材料也隨著技術的革新得到了廣泛的使用。傳統的車銑刨磨方法難以像加工黑色金屬那樣游刃有余地加工硬脆材料，因而關于硬脆材料精密加工的方法和手段成為研究的焦點熱門。而作為這些逐漸成熟技術中一種，超聲加工能很好地適應于硬脆材料的加工制造。經過大量學者的研究，超聲振動輔助加工在減小磨削用力、提高工件表面光潔度方面有相當突出的作用。但目前大量使用的超聲振動磨料沖擊加工存在加工效率低，刀具磨損嚴重的缺點，所以開發出新型、高效、經濟的硬脆材料精密加工工具系統有重要的理論意義與實用價值。

發明內容

本發明提供一種復合砂輪粗加工與超聲輔助精加工的成形機床及控制方法，以解決現有的基于超聲振動磨料沖擊加工的成形機床加工效率低，刀具磨損嚴重的問題。

本發明采用的技術方案是，包括龍門、Z向導軌一、砂輪磨削工具、超聲工具系統、Z向導軌二、底座、Y向導軌、X向導軌、旋轉擺動雙軸轉臺，其中兩個龍門分別通過螺栓固定連接在底座的左右兩側，Y向導軌通過螺栓縱向固定連接在底座上面的中間位置，X向導軌通過螺栓橫向固定安裝在Y向導軌的溜板上，旋轉擺動雙軸轉臺通過螺栓縱向固定安裝在X向導軌的溜板上，Z向導軌一通過螺栓固定連接在左側龍門右側的中間位置，磨削工具通過螺栓固定連接在Z向導軌一的溜板上，所述的Z向導軌二通過螺栓固定連接在右側龍門左側的中間位置，所述的超聲工具系統通過螺栓固定連接在Z向導軌二的溜板上。

所述砂輪磨削工具包括電動推桿、上軸承座、底座、空心軸電機、空心軸、開口螺紋套、下軸承座、砂輪固定端蓋、砂輪、錐形花鍵軸、下軸承、上軸承，其中上軸承座通過螺釘連接在底座的上端，下軸承座通過螺釘連接在底座的下端，上軸承通過卡圈固定安裝在上軸承座內，下軸承通過卡圈固定安裝在下軸承座內，空心軸電機通過兩端固定連接在底座中間，空心軸通過螺釘固定連接在空心軸電機的轉子，且空心軸的上下兩端穿過下軸承和上軸承，電動推桿通過螺釘連接在上軸承座上端，且電動推桿的推桿與空心軸滑動連接，開口螺紋套與電動推桿的伸縮桿固定連接，錐形花鍵軸和開口螺紋套通過螺紋連接，且和空心軸通過錐花鍵連接，砂輪通過砂輪固定端蓋和錐形花鍵軸的固定連接。

所述的超聲工具系統包括電機、聯軸器、傳動軸、供電滑環、夾心式壓電換能器、在線測量儀、電機支撐座、底座、超聲電源，其中電機支撐座通過螺釘固定連接在底座上，超聲電源通過螺釘固定連接在底座上，所述的在線測量儀固定連接在壓電換能器上側，壓電換能器通過螺釘固定連接在底座上,聯軸器通過鍵連接與電機的主軸固定連接，傳動軸通過鍵連接在聯軸器上，且與工具頭旋轉軸通過螺釘固定連接，供電滑環的內環與傳動軸固定連接，且外環與超聲電源固定連接。

所述的夾心式壓電換能器包括上端蓋、傳動軸套、軸承、底座、螺栓、換能器前蓋板、壓電陶瓷片、銅電極環片、變幅桿、空心轉軸，其中上端蓋通過螺釘固定連接在底座上端，空心轉軸通過軸承采用兩端固定的方式固定在底座內，傳動軸套通過螺釘固定連接在空心轉軸的上端，換能器前蓋板、壓電陶瓷片、銅電極環片通過螺栓固定連接在變幅桿上端，變幅桿通過螺釘與換能器前蓋板下端固定連接，且與空心轉軸下端通過螺釘固定連接。