CN102554754B - 径向振动超声珩磨装置 - Google Patents

Abstract

本发明径向振动超声珩磨装置，属于超声珩磨技术领域；所要解决的技术问题是提供一种能使油石沿被加工孔径向振动超声珩磨装置；为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：主轴为中间粗两端细的空心阶梯轴，顶杆、换能器、变幅杆和胀芯轴均位于主轴的内部，换能器上设置有轴向通孔，顶杆位于所述的通孔中，换能器的底部和变幅杆的顶部固定在一起，变幅杆上设置有凸缘，所述凸缘的底部与弹簧的一端固定，弹簧的另一端固定在主轴内部孔的台阶上，变幅杆的下端通过螺纹与胀芯轴的上端连接，多个油石座通过顶脚安装在所述的槽孔中，每个油石座上均固定有一个油石；本发明广泛应用于各种形状的孔的光整加工或精加工。

Description

径向振动超声珩磨装置

技术领域

本发明径向振动超声珩磨装置，属于超声珩磨技术领域。

背景技术

珩磨广泛应用于各种形状的孔的光整加工或精加工，还可以对表面有特殊要求的工件进行加工，如发运机缸套孔、连杆孔，油泵油嘴与液压阀体孔等，其表面要求有交叉沟槽网纹进行储油以便润滑。另外，因为工作状况不同，零件对沟槽的分布与深度有不同的要求。超声珩磨加工是在传统珩磨头上添加了超声振动，除具有普通珩磨的优点外还具有独特的优点。超声珩磨装置主要是能使珩磨头上的油石磨粒产生超声振动，实现磨粒对工件的断续切削，具有珩磨力小，油石不容易被掉下的磨粒与切削堵塞，珩磨温度较低的特点，因而珩磨后工件表面质量较好。

现在文献公开以及实际应用的超声珩磨装置，其结构大致有两种情况，一种是如申请号为201020672721.4、200620031811.9和99108124.2的专利公开的结构，由集流环和碳刷、换能器、变幅杆、振动圆盘、油石、油石座、珩磨头本体组成。其工作过程都是将换能器产生的高频振动通过变幅杆传到振动圆盘，然后又通过挠性杆传到油石座，最终使粘结在油石座上的油石产生沿被加工孔轴向的超声振动。

另一种是如申请号为201110202887.9的专利公开的结构，是在油石座上开槽后嵌入换能器，使油石产生沿被加工孔轴向的超声振动。

可见，在超声珩磨装置的现有技术中，都是迫使油石产生沿被加工孔轴向的超声振动，而不是径向的振动。根据超声珩磨加工原理知道：轴向振动较径向振动而言，使得磨粒在工件径向切深方向上的运动会变得困难，也就是磨粒在工件表面加工出的沟槽网纹深度会变浅，这不利于储存润滑油。国家缸套的标准或大型发动机企业缸套的标准中对于单位长度的沟槽深度及数目都有相应的强制规定。另外，在超声珩磨装置的现有技术中，珩磨装置的结构复杂，更换油石困难，且超声能量传动链长，传递过程中能量损失较大。

发明内容

本发明克服现有技术的不足，所要解决的技术问题是提供一种能使油石沿被加工孔径向振动超声珩磨装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：径向振动超声珩磨装置，包括：集流环、浮动机构、换能器、主轴、顶杆、变幅杆、胀芯轴、油石座和油石，主轴的上端连接有浮动机构，集流环套装在主轴的外部，所述的主轴为中间粗两端细的空心阶梯轴，顶杆、换能器、变幅杆和胀芯轴均位于主轴的内部，换能器上设置有轴向通孔，顶杆位于所述的通孔中，顶杆的上端连接在浮动机构上，顶杆的下端插入变幅杆端面上所开的盲孔中，换能器的底部和变幅杆的顶部固定在一起，变幅杆上设置有凸缘，所述凸缘的底部与弹簧的一端固定，弹簧的另一端固定在主轴内部孔的台阶上，变幅杆的下端通过螺纹与胀芯轴的上端连接，胀芯轴上设置有两个倒锥形的棱台，主轴的下部均布设置有槽孔，多个油石座通过顶脚安装在所述的槽孔中，每个油石座顶脚的端面均为与棱台侧面相适应的斜面且所述顶脚的端面与棱台的侧面相接触，每个油石座上均固定有一个油石。

所述变幅杆的外部套装有裙套，且裙套的底部通过螺栓固定在变幅杆的凸缘上，所述的裙套与主轴的内壁之间安装有直线轴承。

所述变幅杆上的凸缘与变幅杆端面上所开盲孔的孔底在同一平面上。

所述胀芯轴上的棱台为正三棱台，且棱台的侧面与主轴的轴线成45°角。

所述油石座的顶脚端面与棱台侧面的接合处涂有耦合剂。

所述的变幅杆为倒圆锥形。

本发明与现有技术相比具有的有益效果为：本发明通过胀芯轴上倒锥形棱台与油石座顶脚之间的配合，将把变幅杆带给胀心轴的沿主轴轴向的超声振动变为油石座沿主轴径向的超声振动，并带动油石座上的油石径向超声振动，使得油石磨粒加工的沟槽深度变深有利于储油。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中A-A截面的放大图。

图中：1为集流环，2为换能器，3为槽孔，4为油石座，5为环形弹簧，6为变幅杆，7为胀芯轴，8为顶杆，9为裙套，10为直线轴承，11为主轴，12为浮动机构，13为弹簧，14为棱台。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明径向振动超声珩磨装置，包括：集流环1、浮动机构12、换能器2、主轴11、顶杆8、变幅杆6、胀芯轴7、油石座4和油石，主轴11的上端连接有浮动机构12，集流环1套装在主轴11的外部，所述的主轴11为中间粗两端细的空心阶梯轴，顶杆8、换能器2、变幅杆6和胀芯轴7均位于主轴11的内部，换能器2上设置有轴向通孔，顶杆8位于所述的通孔中，顶杆8的上端连接在浮动机构12上，顶杆8的下端插入变幅杆6端面上所开的盲孔中，换能器2的底部和变幅杆6的顶部固定在一起，变幅杆6上设置有凸缘，所述凸缘的底部与弹簧13的一端固定，弹簧13的另一端固定在主轴11内部孔的台阶上，变幅杆6的下端通过螺纹与胀芯轴7的上端连接，胀芯轴7上设置有两个倒锥形的棱台14，主轴11的下部均布设置有槽孔3，多个油石座4通过顶脚安装在所述的槽孔3中，每个油石座4顶脚的端面均为与棱台14侧面相适应的斜面且所述顶脚的端面与棱台14的侧面相接触，每个油石座4上均固定有一个油石。

所述变幅杆6的外部套装有裙套9，且裙套9的底部通过螺栓固定在变幅杆6的凸缘上，所述的裙套9与主轴11的内壁之间安装有直线轴承10。

所述变幅杆6上的凸缘与变幅杆6端面上所开盲孔的孔底在同一平面上。

所述胀芯轴7上的棱台14为正三棱台，且棱台14的侧面与主轴11的轴线成45°角。

所述油石座4的顶脚端面与棱台14侧面的接合处涂有耦合剂。

所述的变幅杆6为倒圆锥形。

本发明中的浮动机构12为现有技术。

本发明中，变幅杆6的凸缘下面设有弹簧13，油石座4上设有环形弹簧5，可以保证顶杆8不受力时油石座4径向处于收缩状态。变幅杆6凸缘上方固定的裙套9以及裙套9与主轴11内壁之间安装的直线轴承10，保证了变幅杆6和胀芯轴7轴向移动的稳定性。

本发明将变幅杆6和胀芯轴7直接连接，胀芯轴7上设置有两个倒锥形的棱台14，油石座4的顶脚与棱台14的侧面相配合，可以把变幅杆6带给胀心轴7的沿主轴11轴向的超声振动变为油石座4的沿主轴11径向的超声振动，并带动油石座4上的油石径向超声振动，这样油石磨粒以每秒20000次以上撞击工件表面，用以实现超声珩磨。

另外，在油石座4的顶脚端面与棱台14侧面的接合处涂有耦合剂，可以保证超声能量的顺利传递。

Claims (5)

1.径向振动超声珩磨装置，包括：集流环（1）、浮动机构（12）、换能器（2）、主轴（11）、顶杆（8）、变幅杆（6）、胀芯轴（7）、油石座（4）和油石，主轴（11）的上端连接有浮动机构（12），集流环（1）套装在主轴（11）的外部，其特征在于：所述的主轴（11）为中间粗两端细的空心阶梯轴，顶杆（8）、换能器（2）、变幅杆（6）和胀芯轴（7）均位于主轴（11）的内部，换能器（2）上设置有轴向通孔，顶杆（8）位于所述的通孔中，顶杆（8）的上端连接在浮动机构（12）上，顶杆（8）的下端插入变幅杆（6）端面上所开的盲孔中，换能器（2）的底部和变幅杆（6）的顶部固定在一起，变幅杆（6）上设置有凸缘，所述凸缘的底部与弹簧（13）的一端固定，弹簧（13）的另一端固定在主轴（11）内部孔的台阶上，变幅杆（6）的下端通过螺纹与胀芯轴（7）的上端连接，胀芯轴（7）上设置有两个倒锥形的棱台（14），主轴（11）的下部均布设置有槽孔（3），多个油石座（4）通过顶脚安装在所述的槽孔（3）中，每个油石座（4）顶脚的端面均为与棱台（14）侧面相适应的斜面且所述顶脚的端面与棱台（14）的侧面相接触，每个油石座（4）上均固定有一个油石；

所述胀芯轴（7）上的棱台（14）为正三棱台，且棱台（14）的侧面与主轴（11）的轴线成45°角。

2.根据权利要求1所述的径向振动超声珩磨装置，其特征在于：所述变幅杆（6）的外部套装有裙套（9），且裙套（9）的底部通过螺栓固定在变幅杆（6）的凸缘上，所述的裙套（9）与主轴（11）的内壁之间安装有直线轴承（10）。

3.根据权利要求1或2所述的径向振动超声珩磨装置，其特征在于：所述变幅杆（6）上的凸缘与变幅杆（6）端面上所开盲孔的孔底在同一平面上。

4.根据权利要求1或2所述的径向振动超声珩磨装置，其特征在于：所述油石座（4）的顶脚端面与棱台（14）侧面的接合处涂有耦合剂。

5.根据权利要求3所述的径向振动超声珩磨装置，其特征在于：所述的变幅杆（6）为倒圆锥形。

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