CN104526256A - 一种圆盘式超声波加工刀具工具头 - Google Patents

一种圆盘式超声波加工刀具工具头 Download PDF

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娄大庆
赵辉
王爱福
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SHANDONG HUAYUN ELECTRO-MECHANIC SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
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SHANDONG HUAYUN ELECTRO-MECHANIC SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P9/00—Treating or finishing surfaces mechanically, with or without calibrating, primarily to resist wear or impact, e.g. smoothing or roughening turbine blades or bearings; Features of such surfaces not otherwise provided for, their treatment being unspecified
    • B23P9/04—Treating or finishing by hammering or applying repeated pressure

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Abstract

一种圆盘式超声波加工刀具工具头，该工具头为一圆盘，该圆盘的两端面为互相平行的平面，圆盘的外圆面为加工部。圆盘的外径和厚度的比值为2.5-10。圆盘的外圆面的截面轮廓为直线形、圆弧形、圆弧过渡的两段斜线、由两侧斜线和中间直线连接而成或由圆弧和一段斜线连接而成。应用时，将工具头安装在刀具座中，并通过定位块定位。该工具头不带有支撑轴，结构简单，操作方便，通过另外的定位块安装在刀具座中，保证了能够加工到工件的根部。

Description

一种圆盘式超声波加工刀具工具头
技术领域
本发明涉及一种用于对金属工件表面进行超声波加工的刀具上的工具头，属于超声波金属表面加工刀具技术领域。
背景技术
对金属表面的超声波加工是通过超声波刀具完成的，不同的超声波刀具可以加工不同形状的表面，超声波刀具可以直接安装在相应机床的主轴或刀架上，或者是安装在超声波加工装置上，在机床超声波加工装置的带动下完成对金属工件表面的超声波加工。超声波加工过程中超声波刀具与工件表面紧密接触，需要对工件施加一定的压力。
工具头（刀头）是超声波加工刀具的重要部件，工具头连接在刀具座上，工具头与工件接触，变幅杆伸入刀具座内与工具头接触，变幅杆在换能器的作用下产生高频振动并作用在工具头上，工具头对工件表面进行超声波加工。
目前有各种结构形式的超声波工具头，如中国专利文献CN200946158公开的《滚珠式刀头》、CN201357237公开的《圆柱式超声波加工刀头》、CN201357303公开的《圆珠式超声波加工刀头》。这些工具头虽然比较简单，但是具有一定局限性。
对金属工件上密封槽等沟槽的加工也出现了专门的超声波工具头，如CN 203448691 U公开的《一种槽侧面超声波加工刀具头》、CN202079291U公开了一种《加工沟槽侧面的超声波刀头》以及CN103406714A公开的《一种槽侧面超声波加工方法及装置》专用于沟槽的侧面超声波加工。CN202129462U公开的《沟槽底面的超声波加工工具头》专用于沟槽底面的超声波加工，包括刀具座和工具头，刀具座的前端加工有一个凸块，凸块中设有工具头安装孔，工具头呈圆柱状，工具头装入工具头安装孔中，工具头安装孔的中心与凸块前端面的距离小于该工具头安装孔的半径。但是工具头装入工具头安装孔中，没有任何限位，容易从刀具座中掉出。
因此，现有超声波加工刀具的工具头都是在加工部1的一端或两端带支撑轴2，结构复杂，加工困难，如图1和图2所示，无法加工到工件的根部。
发明内容
本发明针对现有超声波加工工具头存在的不足，提供一种结构简单、实用性强的圆盘式超声波加工刀具工具头。
本发明的圆盘式超声波加工刀具工具头，采用以下技术方案：
该工具头，为一圆盘，该圆盘的两端面为互相平行的平面，圆盘的外圆面为加工部。
圆盘的外径和厚度的比值为2.5-10。
圆盘的中间还可以带孔。
圆盘的外圆面的截面轮廓可以有多种形式，以适应加工工件的不同部位：
①为直线形（外圆面为圆柱状）。
②为圆弧形（外圆面为轮胎状）。
③为圆弧过渡的两段斜线（外圆面由两侧斜面通过圆弧过渡而成）。
④由两侧斜线和中间直线连接而成（外圆面由两侧斜面通过中间柱面过渡而成）。
⑤由圆弧和一段斜线（或曲率半径不同的圆弧）连接而成（外圆面由一侧斜面和圆盘的一个端面圆弧过渡而成，或两个不同曲率半径的圆弧光滑过渡而成）。
应用时，将工具头安装在刀具座中，并通过定位块定位。将刀具座安装在超声波金属表面加工装置上，将工具头与工件接触，启动超声波金属表面加工装置，超声波金属表面加工装置上的变幅杆对工具头高频振动，进行超声波加工。
本发明不带有支撑轴，结构简单，操作方便，通过另外的定位块安装在刀具座中，保证了能够加工到工件的根部。
附图说明
图1是现有两端带支撑轴的超声波加工刀具工具头的结构示意图。
图2是现有一端带支撑轴的超声波加工刀具工具头的结构示意图。
图3是本发明圆盘式超声波加工刀具工具头的结构示意图。
图4是图3的左视图。
图5是本发明的第二种结构示意图。
图6是本发明的第三种结构示意图。
图7是图6的左视图。
图8是本发明的第四种结构示意图。
图9是本发明的第五种结构示意图。
图中：1、加工部，2、支撑轴，3、圆盘，4、圆弧，5、斜面。
具体实施方式
如图3和图4所示，本发明的圆盘式超声波加工刀具工具头结构简单，呈圆盘形，就是一个圆盘3，该圆盘的两端面为互相平行的平面，圆盘的外圆面为加工部（与被加工工件的接触部分）。圆盘的外径和厚度的比值为2.5-10。圆盘3的中间还可以带孔。
圆盘3的外圆面可以有多种形式：
图4给出的外圆面的截面轮廓为直线形（外圆面为圆柱状）。
图5给出的外圆面的截面轮廓为圆弧4（外圆面为轮胎状）。
图6和图7给出的外圆面的截面轮廓为圆弧过渡的两段斜线（外圆面由两侧斜面5通过圆弧过渡而成），圆弧过渡处为加工部，主要用于加工类似于锯齿形螺纹的底部。
图8给出的外圆面的截面轮廓由两侧斜线和中间直线连接而成（外圆面由两侧斜面通过小圆柱面过渡而成），两侧斜面为加工部，主要用于加工类似于锯齿形螺纹的两侧面，工具头的工作面制作成与被加工面相同的外形。
图9给出的外圆面的截面轮廓由圆弧和一段斜线（或曲率半径不同的圆弧）连接而成（外圆面由一侧斜面和圆盘的一个端面圆弧过渡而成，或两个不同曲率半径的圆弧光滑过渡而成），圆弧过渡处为加工部，主要用于加工带台阶的轴，且能加工到台阶轴的根部。
应用时，将上述工具头安装在刀具座中，并通过定位块定位。将刀具座安装在超声波金属表面加工装置上，将工具头与工件接触，启动超声波金属表面加工装置，超声波金属表面加工装置上的变幅杆对工具头高频振动，进行超声波加工。

Claims (9)

1.一种圆盘式超声波加工刀具工具头，其特征是：该工具头为一圆盘，该圆盘的两端面为互相平行的平面，圆盘的外圆面为加工部。
2.根据权利要求1所述的圆盘式超声波加工刀具工具头，其特征是：所述圆盘的外径和厚度的比值为2.5-10。
3.根据权利要求1所述的圆盘式超声波加工刀具工具头，其特征是：所述圆盘的中间带孔。
4.根据权利要求1所述的圆盘式超声波加工刀具工具头，其特征是：所述圆盘的外圆面的截面轮廓为直线形。
5.根据权利要求1所述的圆盘式超声波加工刀具工具头，其特征是：所述圆盘的外圆面的截面轮廓为圆弧形。
6.根据权利要求1所述的圆盘式超声波加工刀具工具头，其特征是：所述圆盘的外圆面的截面轮廓为圆弧过渡的两段斜线。
7.根据权利要求1所述的圆盘式超声波加工刀具工具头，其特征是：所述圆盘的外圆面的截面轮廓由两侧斜线和中间直线连接而成。
8.根据权利要求1所述的圆盘式超声波加工刀具工具头，其特征是：所述圆盘的外圆面的截面轮廓由圆弧和一段斜线连接而成。
9.根据权利要求1所述的圆盘式超声波加工刀具工具头，其特征是：所述圆盘的外圆面的截面轮廓由曲率半径不同的圆弧连接而成。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105171334A (zh) * 2015-08-11 2015-12-23 邯郸市海拓机械科技有限公司 一种超声波表面加工设备
CN105234625A (zh) * 2015-11-17 2016-01-13 山东华云机电科技有限公司 一种超声波加工刀具头及其应用
CN105834671A (zh) * 2016-05-30 2016-08-10 山东华云机电科技有限公司 一种加工环形槽的超声强化方法及超声加工刀具头

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