[實用新型]一種工具頭作用空間為二次曲面的多維超聲工具系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820381186.3
• 申請日: 2018-03-20
• 公開（公告）號: CN208147363U
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發(fā)明（設計）人: 冀世軍;張超;趙繼;賀秋偉;代漢達;楊記龍
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B23Q1/44
• 分類號: B23Q1/44;B23Q15/22
• 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

本實用新型涉及一種工具頭作用空間為二次曲面的多維超聲工具系統(tǒng)及方法，屬于機械制造領域。X向移動裝置橫向固定安裝在底座后方的兩凸臺上，X向移動裝置的電機位于X向移動裝置主體的左側，Y向移動裝置縱向固定安裝在底座上，Y向移動裝置的電機位于X向移動裝置下方兩凸臺間的空隙中，夾具固定安裝在Y向移動裝置的溜板上，Z向移動裝置豎向固定安裝在X向移動裝置的溜板上，超聲工具頭固定安裝在Z向移動裝置的溜板上，且超聲工具頭位于夾具的上方。本實用新型優(yōu)點是使工具頭在超聲振子作用下輸出的運動軌跡多樣，提高了加工精度和加工效率，延長了刀具的使用壽命，可以加工更多的傳統(tǒng)機床無法加工的復雜曲面。

技術領域

本實用新型屬于機械制造領域，尤其涉及一種工具頭作用空間為二次曲面的多維超聲工具系統(tǒng)。

背景技術

隨著航空航天、生物醫(yī)學、國防、科學儀器、能源等重大領域的飛速發(fā)展，各個領域對元器件的精度要求，尤其元器件的表面精度要求越來越高。為獲得所需的高精度的光滑表面的元器件，近年來國內(nèi)外的一些學者對超聲振動加工這一技術領域進行了大量的研究，其中包括一維超聲振動加工，二維超聲振動加工，三維超聲振動加工等，盡管眾學者在超聲振動加工機床上得出了很多的研究成果，但目前的超聲振動加工機床仍存在超聲振動工具刀頭運動切削軌跡單一，刀具切削受力方向變化小，使得刀具使用壽命偏短，甚至整個機床的使用壽命短，加工精度相對低等缺點。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型提供一種工具頭作用空間為二次曲面的多維超聲工具系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術中由超聲振子產(chǎn)生的工具刀頭的運動軌跡單一且不能在任意平面內(nèi)產(chǎn)生橢圓運動軌跡的問題，以及現(xiàn)有的超聲切削加工機床刀具，切削點和切削力方向變化小的問題。

本實用新型采取的技術方案是：

包括超聲工具頭、Z向移動裝置、X向移動裝置、底座、Y向移動裝置、夾具，所述X向移動裝置橫向固定安裝在底座后方的兩凸臺上，所述X向移動裝置的電機位于X向移動裝置主體的左側，所述Y向移動裝置縱向固定安裝在底座上，所述Y向移動裝置的電機位于X向移動裝置下方兩凸臺間的空隙中，所述夾具固定安裝在Y向移動裝置的溜板上，所述Z向移動裝置豎向固定安裝在X向移動裝置的溜板上，所述超聲工具頭固定安裝在Z向移動裝置的溜板上，且超聲工具頭位于夾具的上方。

所述超聲工具頭的結構是，包括工具頭支架、周向轉動伺服電機、豎向超聲振子、X向超聲振子、柔性鉸鏈組件、Y向超聲振子、超聲振子支座、軸承蓋、徑向移動伺服電機、徑移小齒輪、內(nèi)轉盤組件、徑移大齒輪、上球鉸組件、內(nèi)齒圈、直線導軌、滾珠絲杠和周轉齒輪，其中內(nèi)轉盤組件固定安裝在工具頭支架的水平安裝板上，軸承蓋通過螺栓固定安裝在工具頭支架上，且將內(nèi)轉盤組件固定在工具頭支架的水平安裝板上，周向轉動伺服電機固定安裝在內(nèi)轉盤組件的內(nèi)轉盤的上側，周向轉動伺服電機的輸出軸穿過內(nèi)轉盤上部孔，周轉齒輪固定安裝在周向轉動伺服電機的輸出軸上，周轉齒輪位于內(nèi)轉盤的下側，內(nèi)齒圈固定安裝在工具頭支架的水平安裝板下側的內(nèi)齒圈安裝槽內(nèi)，所述內(nèi)齒圈與周轉齒輪相嚙合，徑向移動伺服電機水平固定安裝在內(nèi)轉盤的上側，所述徑移小齒輪固定安裝在徑向移動伺服電機的輸出軸上，所述滾珠絲杠通過其兩端的軸承座固定安裝在內(nèi)轉盤的下側的安裝槽內(nèi)，徑移大齒輪連接在滾珠絲杠的靠近內(nèi)轉盤中心的一端，所述徑移大齒輪與徑移小齒輪相嚙合，兩條直線導軌分別固定安裝在滾珠絲杠的兩側，且與滾珠絲杠平行，所述直線導軌上滑動連接有滑塊，滑塊上固定連接有溜板，所述溜板與滾珠絲杠上的滾柱螺母固定連接，上球鉸組件的球鉸座固定安裝在溜板上，豎向超聲振子的一端通過螺栓固定連接在上球鉸組件的球頭裝置的下端的連接板上，另一端通過螺紋連接連接在刀具的上端，工具頭支架的水平安裝板的下端面的前側和左側分別連接有一個超聲振子支座，Y向超聲振子通過螺栓固定安裝在前側的超聲振子支座下端的安裝孔上，X向超聲振子通過螺栓固定安裝在左側的超聲振子支座下端的安裝孔上，X向超聲振子和Y向超聲振子的里端通過螺紋固定連接在柔性鉸鏈組件的柔性鉸鏈的兩個連接孔內(nèi)，X向超聲振子和Y向超聲振子的軸線相交于上球鉸組件的球頭裝置的球心。