CN101704219B - 一种超声波加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种超声波加工装置。该超声波加工装置包括支架、支撑轮座、支撑轮、移动装置和超声波加工工具，支架上设有导轨，支撑轮座和移动装置安装在支架的导轨上，支撑轮座上安装有支撑轮，超声波加工工具安装在移动装置上。本发明可以对工件精车或磨削后接着进行超声波加工，利用超声波加工工具降低零件的表面粗糙度，一次装夹即可完成精车或磨削和降低表面粗糙度的超声波加工，或者只对要求进行超声波加工的工件单独进行超声波加工，效率高，无污染，降低了工人的劳动强度。

Description

一种超声波加工装置

技术领域

本发明涉及一种金属表面的超声波加工装置，属于机械加工设备技术领域。

背景技术

通常回转体类零件表面粗糙度值要求较低时，一般采用磨床磨削或抛光等方式，但对某些特殊场合使用的零件，对零件的粗糙度值要求更低时，此时，用磨床磨削或抛光等工艺也可以达到此粗糙度要求，但是投资成本高，一台能满足此要求的磨床都需要投入几百万甚至上千万，且效率低，如若采用抛光手段达到此要求，一是效率低，二是操作工人劳动强度大，环境污染较严重。

而通过对工件表面进行超声波加工，可以获得低粗糙度和高加工精度，这一点在车床和镗床加工中都有应用。如中国专利文献CN101502881公开的《数控车床用超声波金属表面加工装置》和中国专利文献CN101480733公开的《用于镗床的超声波金属表面加工装置》。显然，通过磨削后再对工件表面进行超声波加工可以获得更低的粗糙度值，相关文献如中国专利文献CN2264058公开的《超声振动磨削头》，主要由装于套筒中的变幅杆、装于变幅杆上的压电陶瓷换能器以及装于套筒上用于接受振荡电信号的碳刷组成，该装置可将超声振荡电信号转换为高频机械振动。还有中国专利文献CN201020638公开的《超声振动磨削复合加工工具》，包括与数控机床或钻床的刀柄相配合的连接件，连接件上安装有主轴，主轴上安装有换能器，换能器与变幅杆相连，刀具安装在变幅杆上；换能器还通过碳刷与超声波发生器相连。这些超声振动磨削装置与现有超声波金属表面加工装置基本是一样的，是将其装于机床上，由机床驱动变幅杆转动，或者是随机床主轴运转，并不能单独作为一种加工工具独立使用，也不能使工件在精车或磨削后不用改变位置就可进行超声波加工。

发明内容

本发明针对现有的超声波加工装置存在的不足，提供一种结构简单、能够独立使用、加工效率高的超声波加工装置。

本发明的超声波加工装置采用以下技术方案：

该超声波加工装置包括支架、支撑轮座、支撑轮、移动装置和超声波加工工具，支架上设有导轨，支撑轮座和移动装置安装在支架的导轨上，支撑轮座上安装有支撑轮，超声波加工工具安装在移动装置上。

超声波加工工具可采用现有文献中提到的结构，如CN1690231公开的《超声波金属表面加工装置》。

支架下面设有与机床安装的定位台，以使支架定位安装在所应用的机床上。

移动装置可以采用液压缸，液压缸的缸体连接在支架的导轨上，液压缸的活塞杆一端与缸体内的活塞连接，一端与支撑轮座连接，超声波加工装置安装在液压缸的缸体上。当支撑轮座位置固定后，活塞在缸体内是不动的，缸体相对活塞移动，在液压力推动下，缸体沿导轨移动，同时带动超声波加工工具移动。液压缸也可由气缸代替。

移动装置也可以采用螺旋移动机构，包括滑座、螺杆和螺母，滑座安装在支架的导轨上，螺母固定安装在支撑轮座上，螺杆一端与螺母螺纹连接，螺杆的一端与滑座连接，螺杆与滑座之间设有弹簧。螺杆转动并移动。超声波加工装置安装在滑座上，在螺杆的带动下沿导轨移动。

移动装置也可以采用其它结构形式，如电动推杆等。

具体应用时，当工件的外圆通过精车或磨削达到尺寸精度要求时，机床主轴停止运转，将支架安装在机床上，调整支撑轮座上的支撑轮和移动装置，将位置不动的工件夹持在支撑轮和超声波加工工具之间，通过移动装置给工件一个预压力。再开启机床，使机床主轴带动工件运转，使工件纵向进给或是使本发明的超声波加工装置纵向进给，对工件表面进行超声波加工。

上述超声波加工装置也可以不借助于任何机床，只对要求进行超声波加工的工件单独进行超声波加工。

本发明可以对工件精车或磨削后接着进行超声波加工，利用超声波加工工具降低零件的表面粗糙度，一次装夹即可完成精车或磨削和降低表面粗糙度的超声波加工，或者只对要求进行超声波加工的工件单独进行超声波加工，效率高，无污染，降低了工人的劳动强度。

附图说明

图1是本发明在磨床上应用的结构示意图。

图2是本发明中移动装置的另一种结构示意图。

图3是本发明在车床上应用的结构示意图。

图中：1、砂轮箱，2、支架，3、支撑轮，4、限位块，5、支撑轮座，6、外圆磨床，7、铰轴，8、工件，9、活塞杆，10、导轨，11、超声波加工工具，12、活塞，13、液压缸，14、定位台，15、弹簧，16、转轮，17、滑座，18、螺杆，19、螺母。

具体实施方式

实施例1

本实施例是将本发明的超声波加工装置应用于外圆磨床。如图1所示，本发明的超声波加工装置包括支架2、支撑轮座5、支撑轮3、液压缸13和超声波加工装置11。支架2通过铰轴7安装在外圆磨床6的砂轮箱1上，支架2可绕铰轴7向上抬起，支架2放下后，其下面的定位台14顶在箱体1的侧面，使支架2处于水平状态，再通过螺钉将定位台14固定在砂轮箱1上，使整个支架2固定住。支架2的底部设有导轨10。导轨10上安装有支撑轮座5和液压缸13，支撑轮座5和液压缸13都能沿导轨10移动。导轨10的两端都安装有限位块4。支撑轮座5上安装有支撑轮3。液压缸13一方面与导轨10连接，一方面又安装有超声波加工工具11。液压缸13内的活塞杆9一端与活塞12连接，一端与支撑轮座5连接，当支撑轮座5位置固定后，活塞12在液压缸13的缸体内是固定不动的，液压缸13的缸体相对于活塞12移动。在液压力推动下，液压缸13的缸体带动超声波加工工具11沿导轨10移动。超声波加工工具11可采用现有文献中提到的结构，如CN1690231公开的《超声波金属表面加工装置》。

本实施例的工作过程如下：

当工件8的外圆通过磨削达到尺寸精度要求时，将砂轮箱1退出，停止磨床主轴运转，然后将支架2放下，用螺钉将支架2固定于砂轮箱1上。开启磨床，使主轴带动工件8运转，启动液压缸13使超声波加工装置11移动与工件8接触，使工件8处于支撑轮3与超声波加工装置11之间，并通过控制液压压力使超声波加工装置11给工件8一个预压力，启动工作台纵向进给，对工件表面进行超声波加工。

本实施例中的液压缸也可由气缸代替。

实施例2

如图2所示，本实施例的移动装置与实施例1不同，采用螺旋移动机构。包括滑座17、螺杆18和螺母19，滑座17安装在支架2的导轨10上，滑座17内部设有一个阶梯孔。螺母19固定安装在支撑轮座5上，螺杆18与螺母19螺纹连接，螺杆18的一端伸出滑座17内部的一个阶梯孔，并与滑座17的阶梯孔之间设有弹簧15。螺杆18转动并移动。超声波加工装置11安装在滑座17上。通过转轮16转动螺杆18使螺杆18移动，滑座17及其上的超声波加工装置11在螺杆18带动下沿导轨10移动，与工件8接触，使工件8处于支撑轮3与超声波加工工具11之间，并给工件8一个预压力，同时弹簧15被压紧，保证在加工过程中螺杆18不会松动。启动工作台纵向进给，对工件表面进行超声波加工。

实施例3

本实施例是将本发明的超声波加工装置应用于车床。如图3所示，与实施例1不同的是，本实施例中支架2下部的两端所设置的定位台14要与车床的床身导轨面相配合，以使支架2能够带动超声波加工工具在车床的床身上移动。并且导轨10是设置在支架2的上面。在工件精车后，调整支撑轮座上的支撑轮3和超声波加工工具11，将工件夹持在支撑轮3和超声波加工工具11之间，车床主轴带动工件转动，移动支架2即可完成对工件的超声波加工。

实施例4

本实施例是将本发明的超声波加工装置不安装在任何机床上，而是安装在一个具有使本发明的超声波加工装置移动并使工件转动或者是使工件转动并移动的专用工作台上，做成专用机床，对只要求进行超声波加工的工件单独进行超声波加工。

本发明中的移动装置也可以采用其它结构形式，如电动推杆等，只要能够带动超声波加工工具移动的机构均可作为本发明中的移动装置。

Claims (2)

1.一种超声波加工装置，包括支架、支撑轮座、支撑轮、移动装置和超声波加工工具，其特征是：支架上设有导轨，支撑轮座和移动装置安装在支架的导轨上，支撑轮座上安装有支撑轮，超声波加工工具安装在移动装置上；所述移动装置采用以下两种结构之一：

一是采用液压缸，液压缸的缸体连接在支架的导轨上，液压缸的活塞杆一端与缸体内的活塞连接，一端与支撑轮座连接；

另一种是采用螺旋移动机构，包括滑座、螺杆和螺母，滑座安装在支架的导轨上，螺母固定安装在支撑轮座上，螺杆一端与螺母螺纹连接，另一端与滑座连接，螺杆与滑座之间设有弹簧。

2.根据权利要求1所述的超声波加工装置，其特征是：所述液压缸由气缸代替。

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