[發明專利]一種硬脆導電材料電場輔助超聲振動切削裝置及方法

在審

• 申請號: 202310023151.8
• 申請日: 2023-01-09
• 公開（公告）號: CN116198038A
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 許劍鋒;柯金洋;陳肖;林創挺;張建國;肖峻峰
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B28D5/04
• 分類號: B28D5/04;B28D5/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 許美紅

1.一種硬脆導電材料電場輔助超聲振動切削裝置，其特征在于，包括：

吸盤座,其吸附在機床主軸的吸盤上；

連接柱，固定在吸盤座上；

導電滑環，與連接柱的一端同軸設置，其包括定子接線端子和動子接線端子，其中定子接線端子與電場發生器連接；

鎖緊夾頭，與連接柱的另一端同軸安裝，并通過一壓緊蓋與連接柱連接，該鎖緊夾頭用于夾持工件；

絕緣壓蓋，其上設有用于連接導電滑環的動子接線端子的接線端子，用于將電信號傳導到工件上，當工件進行超聲振動切削時，通電產生熱量加熱工件。

2.根據權利要求1所述的硬脆導電材料電場輔助超聲振動切削裝置，其特征在于，絕緣壓蓋包括依次對偶設置的接線端子、壓線端子、銅螺母、銅螺釘，銅螺釘從兩側對準擠壓工件，將電信號傳導到工件上；導電滑環的動子接線端子沿導電滑環徑向對偶設置，分別與絕緣壓蓋的接線端子電連接。

3.根據權利要求1所述的硬脆導電材料電場輔助超聲振動切削裝置，其特征在于，所述導電滑環通過沿圓周均布的緊固螺釘同軸安裝與所述連接柱上。

4.根據權利要求1所述的硬脆導電材料電場輔助超聲振動切削裝置，其特征在于，所述導電滑環為高轉速滑環，最高轉速為8000RPM。

5.根據權利要求1所述的硬脆導電材料電場輔助超聲振動切削裝置，其特征在于，所述鎖緊夾頭和絕緣壓蓋為絕緣材料聚苯硫醚PPS，所述壓線端子上設置有絕緣帽。

6.根據權利要求1所述的硬脆導電材料電場輔助超聲振動切削裝置，其特征在于，所述銅螺釘為鍍銀或金的銅螺釘。

7.一種硬脆導電材料電場輔助超聲振動切削方法，其基于權利要求1-6中任一項所述的硬脆導電材料電場輔助超聲振動切削裝置，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將電場輔助超聲振動切削裝置的吸盤座通過負壓吸附于機床主軸的吸盤上，將電場發生器與導電滑環的定子接線端子連接，安裝好工件；

S2、通過機床的高度調整墊塊調整超聲振動軌跡產生模塊的高度，使金剛石刀具中心與主軸旋轉中心在同一水平線；

S3、啟動電場發生器，根據工件材料調節加載電場電流的幅值、頻率、波形，實現對工件的電場輔助加熱，將高精度超聲電源連接至超聲振動軌跡產生模塊，并調節電信號的幅值和頻率，驅動金剛石刀具以預設的超聲振動軌跡切削被電場輔助模塊加熱的工件。

8.根據權利要求7所述的硬脆導電材料電場輔助超聲振動切削方法，其特征在于，所述機床主軸是指包含至少一個旋轉軸和兩個直線軸的機床，所述吸盤的主要功能是吸附和固定工件與夾具。

9.根據權利要求7所述的硬脆導電材料電場輔助超聲振動切削方法，其特征在于，所述高度調整墊塊包括由一個或者多個機械連接的墊塊，用于調整刀尖中心與機床主軸旋轉中心在同一水平線。

10.根據權利要求7所述的硬脆導電材料電場輔助超聲振動切削方法，其特征在于，所述超聲振動軌跡產生模塊用于驅動刀具產生高頻高精橢圓振動軌跡。