CN104308628A - 一种多功能超声振动切削机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多功能超声振动切削机构，包括超声信号源、换能器、变幅杆、振动刀架和刀具，超声信号源与换能器之间通过放大电路连接，所述放大电路上还并联一个串接有分压电阻分压电路；振动刀架与安装超声振动切削机构的机床的连接装置之间还设有伸缩运动机构，其由独立运行的动力装置控制，且运动方向与变幅杆的运动方向垂直。本发明通过分压电路的设计，调整了刀具的振幅幅度，改变了刀具切削工件的深度，满足了不同切削深度的要求；通过独立运行的伸缩运动机构的设计，使刀具兼具线性运动及椭圆运动两种切削运动性能，满足了不同切削工艺的需求；本发明功能多，用途广，适用于不同加工工艺的需求，实用性较强。

Description

一种多功能超声振动切削机构
技术领域
本发明涉及机械技术领域，特别是涉及一种多功能超声振动切削机构。
背景技术
金刚石刀具有硬度高、导热性好等特性，可磨制成刃口极其锋利的超精密切削刀具，但其与Fe 原子的高化学亲和性导致切削黑色金属时易发生石墨化，产生严重的化学磨损，难以应用于黑色金属超精密切削中。
超声振动切削是指将一个额外的超声振动引入刀具和工件间的原有相对运动中，使原本连续的切削过程变成有规律的间断切削，这种间断式切削可降低切削力，切削温度，能显著降低刀具磨损、提高工件表面质量，获得良好的工艺效果，使天然金刚石刀具切削黑色金属成为可能。
现有超声振动切削机构的切削轨迹分为直线式和椭圆式两种，且这两种振动机构只能按照相应的运动轨迹切削，功能单一；另外，现有超声振动切削机构的振幅固定，不能满足对不同切削深度的要求。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种多功能超声振动切削机构，能够满足现有超声切削装置存在的上述不足之处。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种多功能超声振动切削机构，包括：超声信号源、换能器、变幅杆、振动刀架和刀具，所述超声信号源与所述换能器之间通过放大电路连接，所述变幅杆与所述换能器连接，安装有所述刀具的振动刀架平行固定在所述变幅杆的一侧，所述放大电路上还并联有一个分压电路，所述分压电路上串接有分压电阻。
在本发明一个较佳实施例中，所述分压电阻为一个电阻值可调节的数字式分压电阻。
在本发明一个较佳实施例中，所述分压电阻为多个并联连接的固定电阻值的电阻。
在本发明一个较佳实施例中，所述振动刀架与安装所述超声振动切削机构的机床的连接装置之间还设有伸缩运动机构，该伸缩运动机构由独立运行的动力装置控制，且其伸缩运动方向与所述变幅杆的运动方向垂直。
在本发明一个较佳实施例中，所述伸缩运动机构为弹簧。
在本发明一个较佳实施例中，所述伸缩运动机构为伸缩杆。
在本发明一个较佳实施例中，所述动力装置为气缸、油缸或电动机。
本发明的有益效果是：本发明本发明一种多功能超声振动切削机构，通过分压电路的设计，调整了刀具的振幅幅度，从而改变了刀具切削工件的深度，满足了对不同切削深度的要求；通过独立运行的伸缩运动机构的设计，使刀具兼具线性运动及椭圆运动两种切削运动性能，满足了不同切削工艺的需求；本发明结构设置巧妙，功能多，用途广，适用于不同加工工艺的需求，实用性较强。
附图说明
图1是本发明一种多功能超声振动切削机构一较佳实施例的立体结构示意图；
图2是本发明一种多功能超声振动切削机构另一较佳实施例的立体结构示意图；
附图中各部件的标记如下：1.超声信号源，2.换能器，3.变幅杆，4.振动刀架，5.刀具，6.分压电阻，7.伸缩运动机构。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1和图2，本发明实施例包括：
实施例1
一种多功能超声振动切削机构，包括：超声信号源1、换能器2、变幅杆3、振动刀架4和刀具5；所述超声信号源1与所述换能器2之间通过放大电路连接，所述变幅杆3与换能器2连接，振动刀架4平行固定在所述变幅杆3的一侧，其底端安装所述刀具5；
上述放大电路上还并联一个串接有分压电阻6的分压电路，分压电阻6为一个电阻值可调节的数字式分压电阻，还可以为多个并联连接的固定电阻值的电阻。通过调节分压电路上的电阻值，改变放大电路附加在换能器2上的电压值，从而调整与换能器连接的变幅杆的振动幅度，最终控制振动刀架4上刀具5切削工件的深度。
实施例2
一种多功能超声振动切削机构，包括：超声信号源1、换能器2、变幅杆3、振动刀架4、刀具5和伸缩运动机构7；所述超声信号源1与所述换能器2之间通过放大电路连接，所述变幅杆3与换能器2连接，振动刀架4平行固定在所述变幅杆3的一侧，其底端安装所述刀具5； 
上述放大电路上还并联一个串接有分压电阻6的分压电路，分压电阻6为一个电阻值可调节的数字式分压电阻，还可以为多个并联连接的固定电阻值的电阻。通过调节分压电路上的电阻值，改变放大电路附加在换能器2上的电压值，从而调整与换能器连接的变幅杆的振动幅度，最终控制振动刀架4上刀具5切削工件的深度。
所述伸缩运动机构7安装在所述振动刀架4与用于安装所述超声振动切削机构的机床的连接装置之间，该伸缩运动机构7为弹簧或伸缩杆，由独立运行的动力装置如气缸、油缸或电动机控制，且伸缩运动机构7的伸缩运动方向与所述变幅杆3的运动方向垂直。该伸缩运动机构7的运行独立于所述振动刀架4切割工件的运动，当伸缩运动机构7不运行时，刀具5在振动刀架4的带动下，随变幅杆做上下简谐振动，实现对工件的间接切削工序；当伸缩运动机构7运行时，刀具5一方面在振动刀架4的带动下，随变幅杆做上下简谐振动，另一方面在垂直于变幅杆运动的方向上做往复运动，即最终刀具5在两种作用力的作用下做椭圆运动，实现对工件的间接切削工序。
本发明一种多功能超声振动切削机构，通过分压电路的设计，调整了刀具的振幅幅度，从而改变了刀具切削工件的深度，满足了对不同切削深度的要求；通过独立运行的伸缩运动机构的设计，使刀具兼具线性运动及椭圆运动两种切削运动性能，满足了不同切削工艺的需求；本发明结构设置巧妙，功能多，用途广，适用于不同加工工艺的需求，实用性较强。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种多功能超声振动切削机构，包括：超声信号源、换能器、变幅杆、振动刀架和刀具，所述超声信号源与所述换能器之间通过放大电路连接，所述变幅杆与所述换能器连接，安装有所述刀具的振动刀架平行固定在所述变幅杆的一侧，其特征在于，所述放大电路上还并联一个分压电路，所述分压电路上串接有分压电阻。
2.根据权利要求1所述的多功能超声振动切削机构，其特征在于，所述分压电阻为一个电阻值可调节的数字式分压电阻。
3.根据权利要求1所述的多功能超声振动切削机构，其特征在于，所述分压电阻为多个并联连接的固定电阻值的电阻。
4.根据权利要求1至3任一项所述的多功能超声振动切削机构，其特征在于，所述振动刀架与安装所述超声振动切削机构的机床的连接装置之间还设有伸缩运动机构，该伸缩运动机构由独立运行的动力装置控制，且其伸缩运动方向与所述变幅杆的运动方向垂直。
5.根据权利要求4所述的多功能超声振动切削机构，其特征在于，所述伸缩运动机构为弹簧。
6.根据权利要求4所述的多功能超声振动切削机构，其特征在于，所述伸缩运动机构为伸缩杆。
7.根据权利要求4所述的多功能超声振动切削机构，其特征在于，所述动力装置为气缸、油缸或电动机。
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