CN107671336A - 一种铣削专用超声振动辅助装置及其使用方法 - Google Patents

一种铣削专用超声振动辅助装置及其使用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107671336A
CN107671336A CN201710873838.5A CN201710873838A CN107671336A CN 107671336 A CN107671336 A CN 107671336A CN 201710873838 A CN201710873838 A CN 201710873838A CN 107671336 A CN107671336 A CN 107671336A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ultrasonic vibration
milling
output board
transducer
ultrasonic
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
Application number
CN201710873838.5A
Other languages
English (en)
Inventor
王明海
郑耀辉
王奔
李晓鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenyang Aerospace University
Original Assignee
Shenyang Aerospace University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenyang Aerospace University filed Critical Shenyang Aerospace University
Priority to CN201710873838.5A priority Critical patent/CN107671336A/zh
Publication of CN107671336A publication Critical patent/CN107671336A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C3/00—Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
    • 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
    • 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
    • B06B3/00—Methods or apparatus specially adapted for transmitting mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B3/02—Methods or apparatus specially adapted for transmitting mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency involving a change of amplitude
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C9/00—Details or accessories so far as specially adapted to milling machines or cutter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C2270/00—Details of milling machines, milling processes or milling tools not otherwise provided for
    • B23C2270/10—Use of ultrasound

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Milling Processes (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Abstract

一种铣削专用超声振动辅助装置及其使用方法，导向板固装在铣床工作台上，导向板上设有导向槽；输出板上设有导向轨，输出板位于导向板上方，导向轨位于导向槽内，输出板与导向板滑动配合；换能器固装在铣床工作台上，变幅杆水平固连在换能器与输出板之间；超声波发生器通过导线与换能器相连。使用方法步骤为：分别将超声振动导向板、超声振动输出板、换能器及零件安装到铣床工作台上；将变幅杆固连在换能器与超声振动输出板之间；将换能器与超声波发生器相连；将铣削刀具安装到铣床主轴上；启动铣床和超声波发生器；通过变幅杆向超声振动输出板输出超声振动，零件随铣床工作台进给；按照铣削参数完成零件加工，关闭铣床和超声波发生器，卸下零件。

Description

一种铣削专用超声振动辅助装置及其使用方法
技术领域
本发明属于铣削加工技术领域，特别是涉及一种铣削专用超声振动辅助装置及其使用方法。
背景技术
目前，在通过铣削方式加工零件时，铣削刀具将不可避免的因过度磨损而报废，当零件完成铣削工序后，通常会消耗掉大量的铣削刀具，而铣削刀具作为耗材成本也将计入零件的加工成本中，这也无形中提高了零件的制造成本。
诸多加工企业都在想方设法的降低零件的加工成本，而最为迫切想要降低的就是铣削刀具的消耗量，从而可以使零件在制造成本上获得优势，但实际效果并不理想，铣削刀具的消耗量始终居高不下。
想要降低铣削刀具的消耗量，必须从延长铣削刀具使用寿命着手，而铣削刀具的使用寿命又直接由刀具刃口的磨损速度决定。在理论上，只有降低了刀具刃口在切削时的温度，同时避免切削力长时间作用在刀具刃口上，才有可能真正降低刀具刃口的磨损速度。
而实际情况是，在铣削过程中，零件的已加工表面往往会出现振纹，造成这种振纹产生的原因主要是切削参数不合理，而振纹的出现也说明零件表面的加工质量已经下降，随着铣削的继续，刀具刃口的温度也会越来越高，且作用在刀具刃口的切削力也会越来越大，直接后果就是使刀具的使用寿命降低。
因此，如果能够在铣削过程中减少振纹的产生，就可以有效降低刀具刃口的温度和作用在刀具刃口的切削力，从而使零件表面加工质量和刀具的使用寿命得到显著提升，进而使刀具的消耗量进一步降低，最终才能实现零件制造成本的下降。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种铣削专用超声振动辅助装置及其使用方法，能够在铣削过程中减少振纹的产生，可有效降低刀具刃口的温度和作用在刀具刃口的切削力，可使零件表面加工质量和刀具的使用寿命得到显著提升，并且进一步降低刀具的消耗量，从而降低了零件的制造成本。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种铣削专用超声振动辅助装置，包括超声波发生器、换能器、变幅杆、超声振动输出板及超声振动导向板；所述超声振动导向板通过螺栓固定安装在铣床工作台上，在超声振动导向板上表面开设有导向槽；所述超声振动输出板下表面设置有导向轨，超声振动输出板位于超声振动导向板上方，且导向轨位于导向槽内，超声振动输出板与超声振动导向板滑动配合；所述换能器通过支座固定安装在铣床工作台上，所述变幅杆水平固连在换能器与超声振动输出板之间，且变幅杆的振动方向与导向槽及导向轨相平行；所述超声波发生器通过导线与换能器相连。
所述导向槽和导向轨均采用燕尾结构。
所述的铣削专用超声振动辅助装置的使用方法，包括如下步骤：
步骤一：将超声振动导向板通过螺栓固定安装在铣床工作台上；
步骤二：将待加工零件通过螺栓固定连接到超声振动输出板；
步骤三：将超声振动输出板下表面的导向轨从侧向插入导向槽中，以完成超声振动输出板在超声振动导向板上的安装；
步骤四：将换能器通过支座固定安装在铣床工作台上；
步骤五：将变幅杆固定连接在换能器与超声振动输出板之间；
步骤六：将换能器通过导线与超声波发生器相连；
步骤七：根据零件的实际加工要求选择铣削刀具，并将选中的铣削刀具安装到铣床主轴上；
步骤八：启动铣床和超声波发生器，超声波发生器输出的高频电信号通过换能器转化为同频机械振动，再借助变幅杆将振动放大，最后通过变幅杆向超声振动输出板输出超声振动，且零件随铣床工作台进给；
步骤九：按照铣削参数直至完成零件的铣削加工，然后关闭铣床和超声波发生器，将加工好的零件卸下；如有需要，更换新零件后，继续对新零件进行超声振动铣削加工。
所述变幅杆向超声振动输出板输出的超声振动的扭振频率为20kHz，振幅为10微米。
本发明的有益效果：
本发明与现有技术相比，能够在铣削过程中减少振纹的产生，可有效降低刀具刃口的温度和作用在刀具刃口的切削力，可使零件表面加工质量和刀具的使用寿命得到显著提升，并且进一步降低刀具的消耗量，从而降低了零件的制造成本。
附图说明
图1为本发明的一种铣削专用超声振动辅助装置结构示意图；
图2为本发明的超声振动输出板结构示意图；
图3为本发明的超声振动导向板结构示意图；
图中，1—超声波发生器，2—换能器，3—变幅杆，4—超声振动输出板，5—超声振动导向板，6—铣床工作台，7—导向槽，8—导向轨，9—支座，10—导线，11—零件，12—铣削刀具。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1～3所示，一种铣削专用超声振动辅助装置，包括超声波发生器1、换能器2、变幅杆3、超声振动输出板4及超声振动导向板5；所述超声振动导向板5通过螺栓固定安装在铣床工作台6上，在超声振动导向板5上表面开设有导向槽7；所述超声振动输出板4下表面设置有导向轨8，超声振动输出板4位于超声振动导向板5上方，且导向轨8位于导向槽7内，超声振动输出板4与超声振动导向板5滑动配合；所述换能器2通过支座9固定安装在铣床工作台6上，所述变幅杆3水平固连在换能器2与超声振动输出板4之间，且变幅杆3的振动方向与导向槽7及导向轨8相平行；所述超声波发生器1通过导线10与换能器2相连；所述导向槽7和导向轨8均采用燕尾结构。
所述的铣削专用超声振动辅助装置的使用方法，包括如下步骤：
步骤一：将超声振动导向板5通过螺栓固定安装在铣床工作台6上；
步骤二：将待加工零件11通过螺栓固定连接到超声振动输出板4；
步骤三：将超声振动输出板4下表面的导向轨8从侧向插入导向槽7中，以完成超声振动输出板4在超声振动导向板5上的安装；
步骤四：将换能器2通过支座9固定安装在铣床工作台6上；
步骤五：将变幅杆3固定连接在换能器2与超声振动输出板4之间；
步骤六：将换能器2通过导线10与超声波发生器1相连；
步骤七：根据零件11的实际加工要求选择铣削刀具12，并将选中的铣削刀具12安装到铣床主轴上；
步骤八：启动铣床和超声波发生器1，超声波发生器1输出的高频电信号通过换能器2转化为同频机械振动，再借助变幅杆3将振动放大，最后通过变幅杆3向超声振动输出板4输出超声振动，超声振动的扭振频率为20kHz，振幅为10微米；零件11随铣床工作台6进给；本实施例中，进给切削速度为40m/min，轴向切深为3mm，径向切宽为0.3mm，
步骤九：按照铣削参数直至完成零件11的铣削加工，然后关闭铣床和超声波发生器1，将加工好的零件11卸下；如有需要，更换新零件后，继续对新零件进行超声振动铣削加工。
实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (4)

1.一种铣削专用超声振动辅助装置，其特征在于：包括超声波发生器、换能器、变幅杆、超声振动输出板及超声振动导向板；所述超声振动导向板通过螺栓固定安装在铣床工作台上，在超声振动导向板上表面开设有导向槽；所述超声振动输出板下表面设置有导向轨，超声振动输出板位于超声振动导向板上方，且导向轨位于导向槽内，超声振动输出板与超声振动导向板滑动配合；所述换能器通过支座固定安装在铣床工作台上，所述变幅杆水平固连在换能器与超声振动输出板之间，且变幅杆的振动方向与导向槽及导向轨相平行；所述超声波发生器通过导线与换能器相连。
2.根据权利要求1所述的一种铣削专用超声振动辅助装置，其特征在于：所述导向槽和导向轨均采用燕尾结构。
3.权利要求1所述的铣削专用超声振动辅助装置的使用方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一：将超声振动导向板通过螺栓固定安装在铣床工作台上；
步骤二：将待加工零件通过螺栓固定连接到超声振动输出板；
步骤三：将超声振动输出板下表面的导向轨从侧向插入导向槽中，以完成超声振动输出板在超声振动导向板上的安装；
步骤四：将换能器通过支座固定安装在铣床工作台上；
步骤五：将变幅杆固定连接在换能器与超声振动输出板之间；
步骤六：将换能器通过导线与超声波发生器相连；
步骤七：根据零件的实际加工要求选择铣削刀具，并将选中的铣削刀具安装到铣床主轴上；
步骤八：启动铣床和超声波发生器，超声波发生器输出的高频电信号通过换能器转化为同频机械振动，再借助变幅杆将振动放大，最后通过变幅杆向超声振动输出板输出超声振动，且零件随铣床工作台进给；
步骤九：按照铣削参数直至完成零件的铣削加工，然后关闭铣床和超声波发生器，将加工好的零件卸下；如有需要，更换新零件后，继续对新零件进行超声振动铣削加工。
4.根据权利要求3所述的铣削专用超声振动辅助装置的使用方法，其特征在于：所述变幅杆向超声振动输出板输出的超声振动的扭振频率为20kHz，振幅为10微米。
CN201710873838.5A 2017-09-25 2017-09-25 一种铣削专用超声振动辅助装置及其使用方法 Pending CN107671336A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710873838.5A CN107671336A (zh) 2017-09-25 2017-09-25 一种铣削专用超声振动辅助装置及其使用方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710873838.5A CN107671336A (zh) 2017-09-25 2017-09-25 一种铣削专用超声振动辅助装置及其使用方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107671336A true CN107671336A (zh) 2018-02-09

Family

ID=61137313

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710873838.5A Pending CN107671336A (zh) 2017-09-25 2017-09-25 一种铣削专用超声振动辅助装置及其使用方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107671336A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109308047A (zh) * 2018-12-12 2019-02-05 蓝思科技（长沙）有限公司 利用数控机床调控超声波辅助加工的系统及方法
CN109807403A (zh) * 2019-04-15 2019-05-28 湖南工学院 一种高效加工齿轮的滚齿刀具及加工方法
CN109834337A (zh) * 2019-04-15 2019-06-04 湖南工学院 一种高效精密加工齿轮的铣齿刀具及加工方法
CN112453303A (zh) * 2020-10-28 2021-03-09 华中科技大学 微槽道振动辅助犁挤-锻造复合成形装置及方法
CN113199259A (zh) * 2021-05-19 2021-08-03 沈阳航空航天大学 一种超声铣削与超声滚压一体化加工装置
CN113579316A (zh) * 2021-07-23 2021-11-02 江苏集萃精凯高端装备技术有限公司 超声辅助振动加工方法
CN113977299A (zh) * 2021-12-27 2022-01-28 中机智能装备创新研究院(宁波)有限公司 一种直线滑动装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000246501A (ja) * 1999-03-03 2000-09-12 Masao Murakawa 超音波振動切削工具および超音波振動切削方法
CN202428012U (zh) * 2012-01-09 2012-09-12 山东大学 沿进给方向施加超声振动辅助铣削表面微造型装置
CN205466783U (zh) * 2016-03-31 2016-08-17 湖南科技大学 一种铣削加工系统
CN106917086A (zh) * 2017-05-10 2017-07-04 江苏理工学院 超声振动辅助激光熔覆的方法和装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000246501A (ja) * 1999-03-03 2000-09-12 Masao Murakawa 超音波振動切削工具および超音波振動切削方法
CN202428012U (zh) * 2012-01-09 2012-09-12 山东大学 沿进给方向施加超声振动辅助铣削表面微造型装置
CN205466783U (zh) * 2016-03-31 2016-08-17 湖南科技大学 一种铣削加工系统
CN106917086A (zh) * 2017-05-10 2017-07-04 江苏理工学院 超声振动辅助激光熔覆的方法和装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109308047A (zh) * 2018-12-12 2019-02-05 蓝思科技（长沙）有限公司 利用数控机床调控超声波辅助加工的系统及方法
CN109807403A (zh) * 2019-04-15 2019-05-28 湖南工学院 一种高效加工齿轮的滚齿刀具及加工方法
CN109834337A (zh) * 2019-04-15 2019-06-04 湖南工学院 一种高效精密加工齿轮的铣齿刀具及加工方法
CN112453303A (zh) * 2020-10-28 2021-03-09 华中科技大学 微槽道振动辅助犁挤-锻造复合成形装置及方法
CN113199259A (zh) * 2021-05-19 2021-08-03 沈阳航空航天大学 一种超声铣削与超声滚压一体化加工装置
CN113579316A (zh) * 2021-07-23 2021-11-02 江苏集萃精凯高端装备技术有限公司 超声辅助振动加工方法
CN113977299A (zh) * 2021-12-27 2022-01-28 中机智能装备创新研究院(宁波)有限公司 一种直线滑动装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107671336A (zh) 一种铣削专用超声振动辅助装置及其使用方法
CN103921356B (zh) 一种硬脆材料端面精密加工的方法
CN106425705A (zh) 一种超声振动磨削装置
CN105499626A (zh) 一种复合振动钻削装置
CN103962642B (zh) 一种金属带锯超声锯切加工方法
CN105058247B (zh) 微细磨料水射流加工专用超声扭转振动工作台
CN105246623A (zh) 刀具、机床和工件加工方法
CN201211566Y (zh) 一种数控机床刀具在线修磨装置
CN107552812A (zh) 一种车削专用超声振动辅助装置及其使用方法
CN108628249A (zh) 一种基于辅助叠加振动的铣削加工颤振控制方法及系统
CN105458427A (zh) 一种超声振动辅助放电磨削加工装置及方法
CN203944866U (zh) 数控振动钻床
CN110682166A (zh) 一种用于超声振动磨床的超声发生装置
CN107175467B (zh) 一种微深槽超声空化辅助铣削抛光复合加工方法及装置
Balamuth Ultrasonic assistance to conventional metal removal
TW201127550A (en) Tool holder with ultrasonic vibrator
CN107956102A (zh) 一种基于超声波的裁布装置
CN206982489U (zh) 一种薄片切割砂轮回收再利用外圆加工装置
CN205324917U (zh) 一种超声振动辅助放电磨削加工装置
Nomura et al. Investigation of internal ultrasonically assisted grinding of small holes: effect of ultrasonic vibration in truing and dressing of small CBN grinding wheel
CN204672963U (zh) 加工航空铝合金的超声振动车削装置
CN106181659B (zh) 一种去毛刺机及其平磨机构的固定装置
CN206373778U (zh) 一种基于磨削力的进给速度自适应控制系统
CN210255316U (zh) 一种28KHz双激励超声椭圆振动切削装置
CN209565715U (zh) 一种超声波加工刀具

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: 20180209