CN106112385A - 一种新型超声加工装置及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型超声加工装置及其应用，包括外壳、内套、压盖、换能器、变幅杆和伸缩装置，内套设置于外壳内，换能器设置在内套里并通过压盖固定，换能器连接变幅杆且变幅杆的前端伸出压盖外，伸缩装置设置在外壳一侧并连接内套和压盖，可带动内套在外壳内移动。变幅杆伸出压盖外的部分呈弯曲结构，可实现变幅杆弯曲状态下仍能在输出端获得理想的输出振幅，很好地解决了传统变幅杆的输出端与其轴线呈垂直状态无法对狭小空间内部部位进行表面加工或应力消除的问题；本发明新型超声加工装置可以对诸如航空零件的机匣类零件进行应力消除，或对一些狭小空间的金属工件表面进行超声波加工，其结构设计巧妙，效果显著，作用明显。

Description

一种新型超声加工装置及其应用

技术领域

本发明涉及一种新型超声加工装置及其应用，属于超声波加工设备技术领域。

背景技术

近年来，应用超声波技术对金属表面进行纳米化加工或消除金属工件表面的残余应力在不断发展，对金属表面进行超声波加工能够获得低粗糙度值和高加工精度，并且具有效率高、成本低、无污染的特点；对金属工件表面进行残余应力消除，能够有效提升金属工件的整体性能。现在利用超声波技术进行纳米化加工或消除残余应力的设备主要有超声波加工刀具及应力消除设备，超声波加工刀具及应力消除设备的主要组成部分包括换能器、变幅杆和刀具头，其中不同的超声波加工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或应力消除。

然而，现有的超声波加工刀具及应力消除设备在加工一些狭小空间部位的表面时，由于受现有的超声波加工刀具及应力消除设备的结构设计而无能为力，具体地讲，无法使超声波加工刀具或应力消除设备的工作端伸入到狭小的空间部位而进行作业。因此，有必要设计一款能够针对狭小空间部位进行超声波加工的设备。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种新型超声加工装置。

本发明还提供上述一种新型超声加工装置的使用方法。

本发明的技术方案如下：

一种新型超声加工装置，包括外壳、压盖、换能器和变幅杆，所述换能器设置在外壳内并通过压盖固定，换能器连接变幅杆且变幅杆的前端伸出压盖外，所述变幅杆伸出压盖外的部分呈弯曲结构。

优选的，所述换能器通过一内套置于外壳内，压盖与内套连接，所述外壳的一侧设置有伸缩装置，伸缩装置的一端连接内套或压盖，可带动内套在外壳内移动。

优选的，所述弯曲结构的弯曲角度为0-90°。

优选的，所述伸缩装置直接固定在外壳外壁上，或通过连接块固定在外壳外壁上。

优选的，所述伸缩装置包括气缸、液压缸、弹簧或气弹簧。

优选的，所述外壳上还设置有限位装置，限位装置用于限制内套在外壳内的移动。

优选的，所述限位装置包括螺钉或销轴。

优选的，所述内套与外壳之间还通过转轴连接。

优选的，所述压盖的前端设置有固定变幅杆的加强套。

优选的，所述外壳的末端还连接有锥柄或手柄。

优选的，所述变幅杆包括杆体、滚珠、头套和销，所述滚珠通过头套嵌入式设置在杆体的头部，头套通过销与杆体连接。

一种新型超声加工装置的使用方法，包括以下步骤，

人工手持手柄，将变幅杆的前端与待加工表面接触，通过伸缩装置调整变幅杆前端与待加工表面的压力，然后启动换能器，带动变幅杆振动并人工移动变幅杆的运行轨迹，完成对待加工表面的应力消除；

或者，

把锥柄与机床主轴或机械手连接，将变幅杆的前端与待加工表面接触，通过伸缩装置调整变幅杆前端与待加工表面的压力，然后启动换能器，通过编程使变幅杆按照设定的运行轨迹完成对待加工表面的超声加工。

本发明的有益效果在于：

本发明新型超声加工装置实现了变幅杆弯曲状态下仍能在输出端获得理想的输出振幅，很好地解决了传统变幅杆的输出端与其轴线呈垂直状态无法对狭小空间内部部位进行表面加工或应力消除的问题；本发明可以对诸如航空零件的机匣类零件进行应力消除，或对一些狭小空间的金属工件表面进行超声波加工。本发明新型超声加工装置结构设计巧妙，效果显著，作用明显，具有良好的经济效益和市场价值。

附图说明

图1为本发明新型超声加工装置的结构示意图；

图2为本发明新型超声加工装置中变幅杆的结构示意图；

其中：1、锥柄；2、外壳；3、连接块；4、内套；5、气缸；6、气缸杆；7、变幅杆；701、连接端；702、杆体；703、头套；704、滚珠；705、销；8、加强套；9、压盖；10、螺钉；11、换能器；12、转轴。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例1：

如图1和图2所示，一种新型超声加工装置，包括外壳2、内套4、压盖9、换能器11、变幅杆7和伸缩装置，内套4设置于外壳2内，换能器11设置在内套4里并通过压盖9固定，压盖9与内套4连接，换能器11连接变幅杆7且变幅杆7的前端伸出压盖9外，伸缩装置设置在外壳2一侧并连接内套4和压盖9，可带动内套4在外壳内移动。

其中变幅杆7伸出压盖外的部分呈弯曲结构，弯曲角度为45°。

伸缩装置选用气缸5，气缸5通过连接块3固定安装在外壳2外壁上，气缸杆6一端伸入外壳2内同时连接内套4和压盖9。

外壳2上还设置有限位装置，限位装置与气缸5相对，限位装置用于限制内套在外壳内的移动。本实施例中，限位装置选用螺钉10。

内套4与外壳2之间还通过转轴12连接，便于控制内套4在外壳2内的移动，保证内套4移动过程中的稳定性。

外壳2的末端连接有锥柄1，锥柄1可用于连接在机床主轴或机械手上。

变幅杆7包括杆体702、滚珠704、头套703和销705，滚珠704通过头套703嵌入式设置在杆体702的头部，头套703通过销705与杆体702连接。

本实施例的技术方案，改变了传统变幅杆无法对狭小空间部位进行作业的难题，该新型超声加工装置结构设计合理，变幅杆弯曲后还能保证变幅杆前端的振幅输出，可有效对狭小空间内部位进行加工。

实施例2：

一种新型超声加工装置，结构如实施例1所述，其不同之处在于：伸缩装置选用液压缸。限位装置选用销轴。变幅杆7伸出压盖外的部分呈弯曲结构，弯曲角度(图1中角度B的值)为90°，弯曲杆体的长度(图1中长度A的值)根据应用场景，可选择不同弯曲杆体长度的变幅杆，以便使变幅杆前端能够接触到狭小空间部位的待加工表面。

实施例3：

一种新型超声加工装置，结构如实施例1所述，其不同之处在于：伸缩装置选用弹簧。压盖9的前端设置有固定变幅杆的加强套8，加强套8可加强变幅杆7的刚性，提升变幅杆加工过程中的可靠性。

实施例4：

一种新型超声加工装置，结构如实施例1所述，其不同之处在于：伸缩装置选用气弹簧。外壳2的末端连接有手柄，将锥柄替换成手柄，可用于人工操作，工人可手持手柄对狭小空间的金属工件表面进行应力消除。

变幅杆7伸出压盖外的弯曲结构的弯曲角度为0°时，即变幅杆为普通变幅杆的情况下，可完成对传统金属工件的作业。

实施例5：

一种如实施例1所述的新型超声加工装置的使用方法，具体步骤如下：

人工手持手柄，将变幅杆7的前端与待加工表面接触，通过气缸5调整变幅杆7前端与待加工表面的压力，然后启动换能器11，带动变幅杆7振动并人工移动变幅杆7的运行轨迹，完成对待加工表面的应力消除；

或者，

把锥柄1与机床主轴或机械手连接，将变幅杆7的前端与待加工表面接触，通过气缸5调整变幅杆7前端与待加工表面的压力，然后启动换能器11，通过编程使变幅杆7按照设定的运行轨迹完成对待加工表面的超声加工。

Claims (10)

1.一种新型超声加工装置，包括外壳、压盖、换能器和变幅杆，其特征在于，所述换能器设置在外壳内并通过压盖固定，换能器连接变幅杆且变幅杆的前端伸出压盖外，所述变幅杆伸出压盖外的部分呈弯曲结构。

2.如权利要求1所述的新型超声加工装置，其特征在于，所述换能器通过一内套置于外壳内，压盖与内套连接，所述外壳的一侧设置有伸缩装置，伸缩装置的一端连接内套或压盖，可带动内套在外壳内移动。

3.如权利要求1或2所述的新型超声加工装置，其特征在于，所述弯曲结构的弯曲角度为0-90°。

4.如权利要求2所述的新型超声加工装置，其特征在于，所述伸缩装置直接固定在外壳外壁上，或通过连接块固定在外壳外壁上。

5.如权利要求2所述的新型超声加工装置，其特征在于，所述伸缩装置包括气缸、液压缸、弹簧或气弹簧。

6.如权利要求2所述的新型超声加工装置，其特征在于，所述外壳上还设置有限位装置，限位装置用于限制内套在外壳内的移动；

所述限位装置包括螺钉或销轴。

7.如权利要求2所述的新型超声加工装置，其特征在于，所述内套与外壳之间还通过转轴连接。

8.如权利要求1或2所述的新型超声加工装置，其特征在于，所述压盖的前端设置有固定变幅杆的加强套。

9.如权利要求1或2所述的新型超声加工装置，其特征在于，所述外壳的末端还连接有锥柄或手柄；

所述变幅杆包括杆体、滚珠、头套和销，所述滚珠通过头套嵌入式设置在杆体的头部，头套通过销与杆体连接。

10.一种如权利要求2-9任一项所述的新型超声加工装置的使用方法，包括以下步骤，

人工手持手柄，将变幅杆的前端与待加工表面接触，通过伸缩装置调整变幅杆前端与待加工表面的压力，然后启动换能器，带动变幅杆振动并人工移动变幅杆的运行轨迹，完成对待加工表面的应力消除；

或者，

把锥柄与机床主轴或机械手连接，将变幅杆的前端与待加工表面接触，通过伸缩装置调整变幅杆前端与待加工表面的压力，然后启动换能器，通过编程使变幅杆按照设定的运行轨迹完成对待加工表面的超声加工。