CN107186283A - 一种高速连续超声径向振动切削方法及其实现装置 - Google Patents
一种高速连续超声径向振动切削方法及其实现装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107186283A CN107186283A CN201710365799.8A CN201710365799A CN107186283A CN 107186283 A CN107186283 A CN 107186283A CN 201710365799 A CN201710365799 A CN 201710365799A CN 107186283 A CN107186283 A CN 107186283A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- speed continuous
- radial vibration
- continuous ultrasonic
- ultrasonic radial
- cutting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 8
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 6
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 3
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 abstract description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23D79/00—Methods, machines, or devices not covered elsewhere, for working metal by removal of material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
- B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
本发明公开了机械加工技术领域的一种高速连续超声径向振动切削方法及其实现装置，该高速连续超声径向振动切削方法包括如下步骤：S1：将高速连续超声径向振动切削刀具安装在相应的机床上刀架上；S2：设置高速连续超声径向振动切削刀具的切削参数和振动参数；S3：开启机床，进行高速连续超声径向振动切削，一种高速连续超声径向振动切削装置，包括壳体，所述壳体的顶部安装有上端盖，所述壳体的内腔均匀设置有导电片，每相邻两组所述导电片之间安装有压电陶瓷片，实现了超声径向振动切削，满足使用需要，大大提高了超声能量的传递效率，降低了能量的损失，使得刀具能够获得最大的振幅，提高了工件的加工效率。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，具体为一种高速连续超声径向振动切削方法及其实现装置。
背景技术
超声加工是利用超声频作小振幅振动的工具，并通过它与工件之间游离于液体中的磨料对被加工表面的捶击作用，使工件材料表面逐步破碎的特种加工，英文简称为USM。超声加工常用于穿孔、切割、焊接、套料和抛光。超声振动加工具有切削力低、加工表面质量高和切削温度低等一系列的优点，现有的超声振动加工技术不能够很好的实现超声能的高效传递，整个切削装置的工作效率低，从而影响振动切削效果，为此，我们提出一种高速连续超声径向振动切削方法及其实现装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高速连续超声径向振动切削方法及其实现装置，以解决上述背景技术中提出的现有的超声振动加工技术不能够很好的实现超声能的高效传递，整个切削装置的工作效率低，从而影响振动切削效果的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高速连续超声径向振动切削方法，该高速连续超声径向振动切削方法包括如下步骤：
S1：将高速连续超声径向振动切削刀具安装在相应的机床上刀架上，将待加工的工件装夹在机床卡盘内，调整高速连续超声径向振动切削刀具和待加工工件之间的相对位置；
S2：设置高速连续超声径向振动切削刀具的切削参数和振动参数，使切削刀具能够产生纵向振动及有纵向分量振动；
S3：开启机床，进行高速连续超声径向振动切削。
优选的，所述步骤S2中的切削参数包括切深、进给量和切削速度，所述振动参数包括振幅和频率。
优选的，一种高速连续超声径向振动切削装置，包括壳体，所述壳体的顶部安装有上端盖，所述壳体的底部安装有下端盖，所述壳体的内腔均匀设置有导电片，每相邻两组所述导电片之间安装有压电陶瓷片，底部所述导电片的底部安装有变幅杆，所述变幅杆的底部安装有刀具，且刀具贯穿下端盖，顶部所述导电片的顶部左右两侧对称安装有压紧片，顶部所述导电片的顶部中央位置安装有连接端口，所述连接端口的顶部通过导线连接有超声波发生装置。
优选的，所述超声波发生装置包括超声波信号发生器，所述超声波信号发生器的输出端电性连接前置放大模块的输入端，所述前置放大模块的输出端电性连接电压放大模块的输入端，所述电压放大模块的输出端电性连接电路匹配模块的输入端。
优选的，所述压紧片采用绝缘材料制成。
优选的，所述下盖板采用特性声阻抗低的铝材质制成，所述上端盖采用特性声阻抗高的钢材质制成，且下盖板的特性声阻抗小于压电陶瓷片的特性声阻抗，所述压电陶瓷片的特性声阻抗小于上盖板的特性声阻抗。
优选的，所述导电片为结构相同的三组，所述压电陶瓷片为结构相同的两组。
优选的，所述变幅杆采用45#钢制成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该发明提出的一种高速连续超声径向振动切削方法及其实现装置，实现了超声径向振动切削，满足使用需要，在超声波发生装置上设置了前置放大模块、电压放大模块和电路匹配模块，大大提高了超声能量的传递效率，降低了能量的损失，使得刀具能够获得最大的振幅，提高了工件的加工效率，该发明结构简单，成本低，工作效率高。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明超声波发生装置原理框图。
图中：1壳体、2上端盖、3下端盖、4导电片、5压电陶瓷片、6变幅杆、7刀具、8压紧片、9连接端口、10超声波发生装置、11超声波信号发生器、12前置放大模块、13电压放大模块、14电路匹配模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种高速连续超声径向振动切削方法，该高速连续超声径向振动切削方法包括如下步骤：
S1：将高速连续超声径向振动切削刀具安装在相应的机床上刀架上，将待加工的工件装夹在机床卡盘内，调整高速连续超声径向振动切削刀具和待加工工件之间的相对位置；
S2：设置高速连续超声径向振动切削刀具的切削参数和振动参数，切削参数包括切深、进给量和切削速度，振动参数包括振幅和频率，使切削刀具能够产生纵向振动及有纵向分量振动；
S3：开启机床，进行高速连续超声径向振动切削。
请参阅图1-2，本发明还提供一种高速连续超声径向振动切削装置，包括壳体1，所述壳体1的顶部安装有上端盖2，所述壳体1的底部安装有下端盖3，所述壳体1的内腔均匀设置有导电片4，每相邻两组所述导电片4之间安装有压电陶瓷片5，底部所述导电片4的底部安装有变幅杆6，所述变幅杆6的底部安装有刀具7，且刀具7贯穿下端盖3，顶部所述导电片4的顶部左右两侧对称安装有压紧片8，顶部所述导电片4的顶部中央位置安装有连接端口9，所述连接端口9的顶部通过导线连接有超声波发生装置10。
其中，所述超声波发生装置10包括超声波信号发生器11，所述超声波信号发生器11的输出端电性连接前置放大模块12的输入端，所述前置放大模块12的输出端电性连接电压放大模块13的输入端，所述电压放大模块13的输出端电性连接电路匹配模块14的输入端，大大提高了超神能的传递效率，降低了能量的损失，所述压紧片8采用绝缘材料制成，起到保持和绝缘的作用，所述下盖板3采用特性声阻抗低的铝材质制成，所述上端盖2采用特性声阻抗高的钢材质制成，且下盖板3的特性声阻抗小于压电陶瓷片5的特性声阻抗，所述压电陶瓷片5的特性声阻抗小于上盖板2的特性声阻抗，使得振动能够单向传递至刀具7，使得刀具7能够获得更大的振幅，所述导电片4为结构相同的三组，所述压电陶瓷片5为结构相同的两组，所述变幅杆6采用45#钢制成。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种高速连续超声径向振动切削方法，其特征在于：该高速连续超声径向振动切削方法包括如下步骤：
S1：将高速连续超声径向振动切削刀具安装在相应的机床上刀架上，将待加工的工件装夹在机床卡盘内，调整高速连续超声径向振动切削刀具和待加工工件之间的相对位置；
S2：设置高速连续超声径向振动切削刀具的切削参数和振动参数，使切削刀具能够产生纵向振动及有纵向分量振动；
S3：开启机床，进行高速连续超声径向振动切削。
2.根据权利要求1所述的一种高速连续超声径向振动切削方法，其特征在于：所述步骤S2中的切削参数包括切深、进给量和切削速度，所述振动参数包括振幅和频率。
3.一种高速连续超声径向振动切削装置，其特征在于：包括壳体(1)，所述壳体(1)的顶部安装有上端盖(2)，所述壳体(1)的底部安装有下端盖(3)，所述壳体(1)的内腔均匀设置有导电片(4)，每相邻两组所述导电片(4)之间安装有压电陶瓷片(5)，底部所述导电片(4)的底部安装有变幅杆(6)，所述变幅杆(6)的底部安装有刀具(7)，且刀具(7)贯穿下端盖(3)，顶部所述导电片(4)的顶部左右两侧对称安装有压紧片(8)，顶部所述导电片(4)的顶部中央位置安装有连接端口(9)，所述连接端口(9)的顶部通过导线连接有超声波发生装置(10)。
4.根据权利要求3所述的一种高速连续超声径向振动切削装置，其特征在于：所述超声波发生装置(10)包括超声波信号发生器(11)，所述超声波信号发生器(11)的输出端电性连接前置放大模块(12)的输入端，所述前置放大模块(12)的输出端电性连接电压放大模块(13)的输入端，所述电压放大模块(13)的输出端电性连接电路匹配模块(14)的输入端。
5.根据权利要求3所述的一种高速连续超声径向振动切削装置，其特征在于：所述压紧片(8)采用绝缘材料制成。
6.根据权利要求3所述的一种高速连续超声径向振动切削装置，其特征在于：所述下盖板(3)采用特性声阻抗低的铝材质制成，所述上端盖(2)采用特性声阻抗高的钢材质制成，且下盖板(3)的特性声阻抗小于压电陶瓷片(5)的特性声阻抗，所述压电陶瓷片(5)的特性声阻抗小于上盖板(2)的特性声阻抗。
7.根据权利要求3所述的一种高速连续超声径向振动切削装置，其特征在于：所述导电片(4)为结构相同的三组，所述压电陶瓷片(5)为结构相同的两组。
8.根据权利要求3所述的一种高速连续超声径向振动切削装置，其特征在于：所述变幅杆(6)采用45#钢制成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710365799.8A CN107186283A (zh) | 2017-05-23 | 2017-05-23 | 一种高速连续超声径向振动切削方法及其实现装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710365799.8A CN107186283A (zh) | 2017-05-23 | 2017-05-23 | 一种高速连续超声径向振动切削方法及其实现装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107186283A true CN107186283A (zh) | 2017-09-22 |
Family
ID=59874751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710365799.8A Pending CN107186283A (zh) | 2017-05-23 | 2017-05-23 | 一种高速连续超声径向振动切削方法及其实现装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107186283A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108436184A (zh) * | 2018-02-24 | 2018-08-24 | 大连理工大学 | 一种蜂窝芯超声切削刀柄 |
| CN109773260A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-05-21 | 天津职业技术师范大学(中国职业培训指导教师进修中心) | 声电协同切削装置和声电协同切削系统 |
| CN110116084A (zh) * | 2019-05-08 | 2019-08-13 | 河南理工大学 | 一种超声手术刀用换能器 |
| CN111859648A (zh) * | 2020-07-10 | 2020-10-30 | 中国建筑土木建设有限公司 | 地下管状结构物径向振动在界面处能量损失的计算方法 |
| CN112847465A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-05-28 | 安徽华晟新能源科技有限公司 | 一种太阳能电池片切割分片的方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030178915A1 (en) * | 2002-03-22 | 2003-09-25 | Yoon Seok Jin | Linear piezoelectric ultrasonic motor |
| CN102049531A (zh) * | 2010-11-04 | 2011-05-11 | 北京航空航天大学 | 一种高速连续超声径向振动切削方法及其实现装置 |
| CN204133931U (zh) * | 2014-09-02 | 2015-02-04 | 深圳普门科技有限公司 | 一种超声换能器 |
| CN105171131A (zh) * | 2015-08-15 | 2015-12-23 | 宇环数控机床股份有限公司 | 一种基于非接触能量传输的旋转超声加工装置 |
| CN106001611A (zh) * | 2016-06-21 | 2016-10-12 | 北京航空航天大学 | 一种精密高速断续超声振动切削方法 |
-
2017
- 2017-05-23 CN CN201710365799.8A patent/CN107186283A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030178915A1 (en) * | 2002-03-22 | 2003-09-25 | Yoon Seok Jin | Linear piezoelectric ultrasonic motor |
| CN102049531A (zh) * | 2010-11-04 | 2011-05-11 | 北京航空航天大学 | 一种高速连续超声径向振动切削方法及其实现装置 |
| CN204133931U (zh) * | 2014-09-02 | 2015-02-04 | 深圳普门科技有限公司 | 一种超声换能器 |
| CN105171131A (zh) * | 2015-08-15 | 2015-12-23 | 宇环数控机床股份有限公司 | 一种基于非接触能量传输的旋转超声加工装置 |
| CN106001611A (zh) * | 2016-06-21 | 2016-10-12 | 北京航空航天大学 | 一种精密高速断续超声振动切削方法 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108436184A (zh) * | 2018-02-24 | 2018-08-24 | 大连理工大学 | 一种蜂窝芯超声切削刀柄 |
| CN108436184B (zh) * | 2018-02-24 | 2019-05-21 | 大连理工大学 | 一种蜂窝芯超声切削刀柄 |
| CN109773260A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-05-21 | 天津职业技术师范大学(中国职业培训指导教师进修中心) | 声电协同切削装置和声电协同切削系统 |
| CN110116084A (zh) * | 2019-05-08 | 2019-08-13 | 河南理工大学 | 一种超声手术刀用换能器 |
| CN111859648A (zh) * | 2020-07-10 | 2020-10-30 | 中国建筑土木建设有限公司 | 地下管状结构物径向振动在界面处能量损失的计算方法 |
| CN111859648B (zh) * | 2020-07-10 | 2023-10-13 | 中国建筑土木建设有限公司 | 地下管状结构物径向振动在界面处能量损失的计算方法 |
| CN112847465A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-05-28 | 安徽华晟新能源科技有限公司 | 一种太阳能电池片切割分片的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107186283A (zh) | 一种高速连续超声径向振动切削方法及其实现装置 | |
| CN103920635B (zh) | 一种纵扭复合超声振动加工装置 | |
| CN105058247B (zh) | 微细磨料水射流加工专用超声扭转振动工作台 | |
| CN109176167A (zh) | 基于局部共振理论的超声平面磨削方法及系统 | |
| CN103962642B (zh) | 一种金属带锯超声锯切加工方法 | |
| CN106425705A (zh) | 一种超声振动磨削装置 | |
| CN113182539B (zh) | 一种具有多级放大功能的三维超声椭圆振动切削装置 | |
| CN105382357A (zh) | 一种超声频振动复合微细放电及电解加工装置 | |
| CN109396871A (zh) | 一种三维超声振动切削加工工作头 | |
| CN104842029A (zh) | 一种用于超声电火花加工的工件附加超声振动装置 | |
| CN113510060B (zh) | 一种纵弯复合振动模式的超声椭圆振动切削装置 | |
| CN109701857A (zh) | 适应频率漂移的微宽频功率超声换能器 | |
| CN108161498A (zh) | 旋转切削机床用超声波换能装置 | |
| CN103128605A (zh) | 一种超声加工刀柄 | |
| CN110976259A (zh) | 一种双激励超声椭圆振动切削装置 | |
| CN210306119U (zh) | 基于椭圆振动的超声辅助线切割微织构成形装置 | |
| CN109773977A (zh) | 一种用于中心冷却钻孔的超声波内冷刀柄 | |
| CN105033373A (zh) | SiC单晶片的超声电复合切割装置及切割方法 | |
| CN209022261U (zh) | 一种用于中心冷却钻孔的超声波内冷刀柄 | |
| CN108326927A (zh) | 全面屏切割的超声波裂片装置及其方法 | |
| CN208313487U (zh) | 夹心式纵振换能器装配在线监测及施加预紧力装置 | |
| CN206241334U (zh) | 一种基于超声波机床的圆弧插铣刀具 | |
| CN108746685A (zh) | 适用于难加工材料的一体式超声纵扭复合车刀 | |
| CN206286938U (zh) | 一种超声振动磨削装置 | |
| CN112170150A (zh) | 一种用于钛及钛合金丝拉拔的超声波振子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170922 |