CN102259271A - 一种超声波刀具在机床上的安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种超声波刀具在机床上的连接方法，该方法是在超声波刀具上设置一个电源接头，而在机床的安装超声波刀具的部件上设置一个对应的电源接头，超声波刀具安装在机床的相应部件上的同时，超声波刀具上的电源接头与机床相应部件上的电源接头对接在一起。将超声波发生器与机床相应部件上的电源接头通过电缆线连接，可以将电缆线固定在机床床身上。本发明避免了电缆线的拖曳，避免了超声波刀具与电缆线的直接接触，更换时不需要插拔电源线，不影响操作，保护了电缆线，实现了超声波加工刀具与机床的自由连接，不但可以实现快速换刀，更为实现超声波加工刀具在机床上的自动更换提供了技术支持。

Description

一种超声波刀具在机床上的安装方法

技术领域

本发明涉及一种超声波刀具在机床上的安装方法，属于超声波加工技术领域。

背景技术

通过对金属工件表面进行超声波加工是获得低粗糙度值和高加工精度的技术手段之一。对金属工件表面的超声波加工通常由安装在机床上的超声波加工装置完成，超声波加工装置要与超声波发生器通过电线连接。如中国专利文献CN 1690231公开的《超声波金属表面加工装置》，该装置包括超声波发生器和超声波加工装置，两者之间通过电缆线相接，超声波发生器为现有技术；超声波加工装置则包括外壳、压电陶瓷换能器、半波长复合变幅杆和工具头，压电陶瓷换能器设置在外壳之中，并与半波长复合变幅杆的一端连接，半波长复合变幅杆的输出端与工具头连接，工具头也称作刀头，其结构可以根据应用场合和工件的形状而又有多种形式。超声波发生器和超声波加工装置之间通过电缆线连接实际上就是压电陶瓷换能器通过电缆线与超声波发生器电连接。

目前超声波加工装置在车床、镗床和铣床上均有应用，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》、CN101480733公开的《用于镗床的超声波金属表面加工装置》、 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）、以及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）。超声波加工装置相当于一把刀具，也称作超声波刀具，通常要安装在机床上，通过机床的运动部件带动完成超声波加工。由于超声波刀具与超声波发生器通过电缆线连接，电缆线就会随着超声波刀具的运动而动，不但影响操作，也使电缆线在地上拖曳，容易造成电缆线的破损，造成安全隐患。有时在机床上需要更换各种类型的刀具，由于超声波刀具连接电缆线，装卸时需要插拔电源线，非常不方便，并且不能实现自动安装。

发明内容

本发明针对现有金属表面的超声波加工技术存在的问题，提供一种连接方便可靠、易于实现自动安装的超声波刀具在机床上的连接方法。

本发明的超声波刀具在机床上的安装方法是：

在超声波刀具上设置一个电源接头 (插座或插头)，而在机床的安装超声波刀具的部件上设置一个对应的电源接头（插头或插座），超声波刀具安装在机床的相应部件上的同时，超声波刀具上的电源接头与机床相应部件上的电源接头对接在一起。超声波刀具与电缆线不再直接接触。将超声波发生器与机床相应部件上的电源接头通过电缆线连接，可以将电缆线固定在机床床身上。

本发明避免了电缆线的拖曳，避免了超声波刀具与电缆线的直接接触，更换时不需要插拔电源线，不影响操作，保护了电缆线，实现了超声波加工刀具与机床的自由连接，不但可以实现快速换刀，更为实现超声波加工刀具在机床上的自动更换提供了技术支持。

具体实施方式

     实施例1

     该实施例是本发明在车床上的具体实现。将超声波刀具作为一把车刀，将超声波刀具外壳的后部做成刀杆形式。在超声波刀具的外壳上设置一个电源接头（插座或插头），该电源接头可以设置在所述外壳的底部或侧面，该电源接头与超声波刀具内部的压电陶瓷换能器通过电线连接。而在车床的刀架上设置一个对应的电源接头（插头或插座），该电源接头的位置与超声波刀具安装在刀架上时的超声波刀具外壳上的电源接头所处的位置相一致。刀架上的电源接头通过电缆线与超声波发生器连接，并将该电缆线固定在车床床身上，电缆线与该电源接头连接的前段是可以活动的，以便能适应刀架的移动。超声波刀具放置夹紧在车床的刀架上的同时，超声波刀具上的电源接头插入刀架上的电源接头。这样超声波刀具就会像车刀一样对旋转的工件进行超声波加工。

实施例2

该实施例是本发明在立式加工中心上的具体实现。将超声波刀具作为一把加工中心上所用的刀具，将超声波刀具的外壳后部做成与加工中心上所用刀具的结构一样，可以将超声波刀具放置在加工中心的刀库中，通过加工中心的机械手将超声波刀具在加工中心的主轴与刀库之间转换。在超声波刀具的外壳上设置一个电源接头(插座或插头)，该电源接头可以设置在外壳的后端或侧面，该电源接头与超声波刀具内部的压电陶瓷换能器通过电线连接。而在加工中心的主轴中设置一个与超声波刀具外壳上的电源接头位置相对应的电源接头，该电源接头可以设置在主轴内孔底部或主轴端面。连接超声波发生器的电缆线与加工中心主轴中的电源接头连接，该电缆线可以固定在加工中心床身上。当超声波刀具通过加工中心的机械手安装在加工中心主轴上时，超声波刀具外壳上的电源接头与加工中心的主轴中的电源接头自动对接在一起。加工中心主轴不转动，只带动超声波刀具移动，结合工作台带动工件运动，从而完成对安装在加工中心工作台上的工件的超声波加工，加工完毕，超声波刀具脱离与工件的接触。

当加工中心的主轴带动超声波刀具转动时，将加工中心主轴中的电源接头与碳刷连接，该电源接头通过碳刷与连接超声波发生器的电缆线连接，其形式可以采用CN2264058公开的《超声振动磨削头》或CN201020638公开的《超声振动磨削复合加工工具》上的换能器与超声波发生器连接方式。将电缆线固定在加工中心床身上。当超声波刀具安装在加工中心主轴上时，超声波刀具外壳上的电源接头与加工中心主轴中的电源接头自动对接在一起。加工中心主轴带动超声波刀具转动并使超声波刀具与安装在加工中心工作台上的工件接触，对工件进行超声波加工。

实施例3

该实施例是本发明在立式铣床上的具体实现。将超声波刀具作为一把铣刀，将超声波刀具的外壳后部做成铣刀刀柄结构。在超声波刀具的外壳上设置一个电源接头(插座或插头)，该电源接头可以设置在外壳的侧面，该电源接头与超声波刀具内部的压电陶瓷换能器通过电线连接。而在铣床的主轴中设置一个与超声波刀具外壳上的电源接头位置相对应的电源接头，该电源接头可以设置在主轴内孔或端面。连接超声波发生器的电缆线与立式铣床主轴中的电源接头连接，该电缆线可以固定在立式铣床床身上。当超声波刀具安装在立式铣床主轴上时，超声波刀具外壳上的电源接头与立式铣床主轴中的电源接头自动对接在一起。立式铣床主轴不转动，只带动超声波刀具向下移动或通过工作台上升，使超声波刀具接触工件，对安装在立式铣床工作台上的工件进行超声波加工，工作台带动工件移动。加工完毕，立式铣床主轴带动超声波刀具向上移动或工作台下降，超声波刀具脱离与工件的接触。

当立式铣床的主轴带动超声波刀具转动时，将立式铣床主轴中的电源接头与碳刷连接，该电源接头通过碳刷与连接超声波发生器的电缆线连接，其形式可以采用CN2264058公开的《超声振动磨削头》或CN201020638公开的《超声振动磨削复合加工工具》上的换能器与超声波发生器连接方式。将电缆线固定在立式铣床床身上。当超声波刀具安装在立式铣床主轴上时，超声波刀具外壳上的电源接头与立式铣床的主轴中的电源接头自动对接在一起。立式铣床主轴带动超声波刀具转动并使超声波刀具与安装在立式铣床工作台上的工件接触，对工件进行超声波加工。

Claims (1)

1.一种超声波刀具在机床上的安装方法，其特征是：

在超声波刀具上设置一个电源接头，而在机床的安装超声波刀具的部件上设置一个对应的电源接头，超声波刀具安装在机床的相应部件上的同时，超声波刀具上的电源接头与机床相应部件上的电源接头对接在一起。