[發明專利]具有減振和密封功能的超聲鉆磨銑削方法及系統

在審

• 申請號: 201811333011.6
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109261478A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 趙波;高國富;焦鋒;向道輝;崔峰;趙重陽;王毅;常寶琪;李鵬濤;原路生
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: B06B3/02
• 分類號: B06B3/02;B06B1/06;B23B35/00;B23C3/00;B24B1/04
• 代理公司: 鄭州金成知識產權事務所(普通合伙) 41121
• 代理人: 郭增欣

本發明公開了一種具有減振和密封功能的超聲鉆磨銑削方法及系統，其變幅桿法蘭盤上開設環形槽和隔振槽。環形槽內的密封圈用于法蘭盤與刀柄內側配合時起密封減振作用，銷釘固結與法蘭盤的銷孔內與刀柄上的銷孔配合，防止變幅桿的轉動，法蘭兩側面的隔振槽減弱變幅桿的振動向法蘭盤的傳遞。在壓蓋與變幅桿法蘭間添加非金屬材料墊圈，阻止法蘭盤的振動通過連接刀柄的壓蓋螺母向刀柄傳遞；裝配時將壓蓋端面和螺紋涂上密封膠。變幅桿前端通過彈簧夾頭和壓帽將磨頭、鉆頭、銑刀裝夾于前端。本發明根據全諧振理論進行設計，根據不同類型的鉆頭、磨頭、銑刀，設計變幅桿的幾何尺寸，必要時修整刀具，使三種加工方式下的諧振頻率趨于一定范圍、頻率相協調。

技術領域：

本發明涉及一種超聲振動加工設備，特別涉及具有減振和密封功能的，可以方便更換加工工具實現不同加工方式轉換的超聲鉆磨銑削系統。

背景技術：

隨著現代材料科學的快速發展，各種各樣的材料及其復合材料在航空航天、汽車制造、醫療器械等領域的應用越來越廣，同時大部分復合材料和特殊工用的材料的加工問題急劇出現。超聲加工技術在硬脆材料及各種復合材料的加工方面優勢也越來越明顯。超聲振動加工是在普通銑削、磨削、鉆削等加工方法的基礎上對的刀具或工件施以高頻振動而形成的加工技術。其應用越來越廣，輔助加工種類越來越多，實驗表明在超聲輔助加工形式下，被加工表面可以獲得較好的表面微觀結構和抗疲勞性，具有良好的加工效率和加工質量，并延長刀具的使用壽命。

發明內容：

本發明所要解決的技術問題是：克服現有技術的不足提供一種具有減振和密封功能的超聲鉆磨銑削系統，極大減小或消除變幅桿的振動對超聲刀柄的影響，保證機床主軸的精度。

本發明的技術方案是：

一種具有減振和密封功能的超聲鉆磨銑削方法，包括以下步驟：

a、在變幅桿的前端通過壓帽和彈簧夾頭裝夾不同的刀具，加工過程中只需更換刀具即可實現鉆、磨、銑三種加工方式的切換；

b、變幅桿采用縱振錐桿或直桿形式，或采用在直桿和錐桿上設置螺旋槽的縱扭復合桿，振動節點處設置法蘭盤，利用緊固螺栓將后蓋板、壓電陶瓷片、銅電極片及變幅桿連接在一起，使換能器和變幅桿構成一體式振動單元；

c、在法蘭盤與換能器連接側開設環槽，用于放置O型密封圈，同時在法蘭盤另一側開設另一隔振槽，使之與安裝密封圈的環槽形成一對，起到隔振作用，以減弱變幅桿的振動傳向法蘭盤；在法蘭盤與刀柄上開設銷孔，安裝銷釘，從而防止變幅桿的轉動；

d、變幅桿法蘭盤與超聲刀柄內側緊密配合，在壓蓋與法蘭盤之間添加非金屬材料環形墊圈，通過壓蓋將變幅桿固定于刀柄中，以避免變幅桿法蘭盤的振動通過與刀體連接的壓蓋螺紋向刀柄傳遞，裝配時在壓蓋端面和與刀體連接的螺紋之間涂密封膠進行密封，以防止沿壓蓋端面和螺紋部位向刀體內滲水，無線傳輸盤與換能器相連，裝配于刀柄外側；

e、根據全諧振理論進行設計，根據不同類型的鉆頭、磨頭、銑刀，設計變幅桿的幾何尺寸，必要時修整刀具，使三種加工方式下的諧振頻率趨于一定范圍、頻率相協調。

在超聲刀柄內側開設銷孔，通過固定在變幅桿法蘭盤上的銷釘與刀柄上的銷孔配合，以防止壓緊螺母壓緊時變幅桿的轉動。無線傳輸盤與刀柄實行過盈配合，與刀柄結合處打孔，使感應線圈與換能器連接。