[發明專利]一種帶有可調夾具的單向超聲振動平臺及其操作方法

有效

• 申請號: 202110395361.0
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113182946B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 丁文鋒;曹洋;邱雨桐;黃強;徐九華;傅玉燦;蘇宏華
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B24B1/04
• 分類號: B24B1/04;B24B41/06;B24B27/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 曹翠珍

本發明公開了一種帶有可調夾具的單向超聲振動平臺及其操作方法，二維多孔振動平臺上下表面分別固定一組可調夾具，超聲波換能器連接在二維多孔超聲振動平臺的一個側面中心位置?？烧{夾具限制零件5個自由度，夾緊力與超聲振動方向平行；二維多孔超聲振動平臺上存在對稱均布的螺紋孔和通孔，用于隔絕橫向振動和增大縱振振幅，側面存在均布通孔，用于控制振動模態并減小裝置體積；超聲波換能器驅動二維多孔超聲振動平臺形成縱向全波和橫向半波的耦合振動模式，且耦合振動在平臺中心形成單一縱向振動，通過耦合振動擴大中心縱振區域面積。本發明通過可調夾具實現了超聲加工多種尺寸零件的可靠定位與夾緊?？梢詫崿F超聲輔助加工一族相似零件。

技術領域

本發明涉及一種超聲振動輔助加工裝備，用于在被加工零件上施加單向超聲振動，特別涉及適用于夾緊同族工件。

背景技術

超聲加工是指在工具或工件上沿一定方向施加高頻微幅振動進行加工，其加工過程中切削力小、切削熱低、刀具壽命高、加工穩定，能很好地解決各類難加工材料的高效精密加工問題，在制造業領域取得了顯著的成果，是機械加工中一個重要的發展方向。當前，在工件上施加超聲振動的輔助加工裝備也存在一些問題。由于零件形狀、大小的復雜性，想要實現工件的超聲振動，需要對不同形狀、尺寸的零件設計專用夾具，這將會造成研發周期長、生產成本高、生產效率低等問題。例如：申請號為CN201410039067.6的專利申請文件公開了一種超聲振動平臺，包括承載板，所述承載板上設置有振動平臺基體，所述振動平臺基體的內部設置有振動板，振動板的上表面設置有用于安裝夾具的安裝孔點陣，將固定有工件的夾具安裝于預設定的所述安裝孔點陣上以使得工件定位方向與超聲振動方向成預設定角度。能夠實現夾具和工件能夠以15°等間隔沿安裝孔點陣的幾何中心旋轉安裝。申請號為CN201721149327.0的專利申請文件公開了一種用于精密超聲加工的振動臺，包括超聲振動臺，在振動臺的頂面均勻間隔固裝多個夾具，振動臺通過振動臺平移機構實現橫向移動。該振動臺平移機構為振動臺橫向振動減小了摩擦阻力，同時為振動臺提供縱向約束。申請號為CN201811292351.9的專利申請文件公開一種用于精密超聲加工的二維振動臺，在振動臺的頂面兩超聲振動裝置發出的超聲波縱橫相交的波節面上固裝夾具，夾具采用一組并且尺寸不能夠太大。振動臺在兩個超聲振動裝置的激勵下實現橢圓運動。上述夾具或者具有不可調性，或者夾持力度不夠。

發明內容

本發明為了解決現有超聲振動平臺夾具存在的問題，提出了一種帶有可調夾具的單向超聲振動平臺及其操作方法，利用可調夾具將工件固定于二維多孔超聲振動平臺上，夾具夾持工件沿超聲振動方向移動，可覆蓋整個平臺縱振區進而實現一族相似零件的超聲加工。

為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案是：

一種帶有可調夾具的單向超聲振動平臺，該平臺包括帶有可調夾具的二維多孔超聲振動平臺、固定支腳、超聲波換能器；

其中二維多孔超聲振動平臺一個側面中心位置與超聲換能器使用雙頭螺柱連接，用于驅動二維多孔超聲振動平臺。接觸面需要經過打磨處理，接觸面保持緊密接觸，提高能量的傳遞效率。

二維多孔超聲振動平臺水平放置，其正反兩面分別固定一組可調夾具，四個固定支腳安裝在二維多孔超聲振動平臺上相同波節點位置。

定義二維多孔超聲振動平臺上的縱向為平行于超聲換能器縱向振動的方向，橫向為垂直于縱向，平行于二維多孔超聲振動平臺開孔平面的方向。在工作狀態下，可調夾具將待加工零件固定于平臺中心縱振區域內，使用超聲波換能器驅動平臺以實現零件的超聲振動。