CN109290816B - 适用于超声波振动切削加工可调装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

适用于超声波振动切削加工可调装置，包括刀具和底座，底座的上表面安装有竖向设置的门字型板，门字型板与底座构成前后面均开口的刀具升降箱体，刀具位于刀具升降箱体的前方，门字型板的顶板与底座之间安装有升降机构，门字型板左右两侧板内侧面前部分别设有竖直燕尾槽导轨，竖直燕尾槽导轨中滑动安装有升降移动座，升降移动座的后端伸入刀具升降箱体内并与升降机构连接，升降移动座的前端伸出刀具升降箱体并连接有刀具旋转定位机构，刀具的刀柄端安装在刀具旋转定位机构上。本发明设计科学，操作简单，能及时方便对刀具的高度调节及不同角度的加工刀位调节，提高切削加工效率和加工精度。本发明还公开了一种适用于超声波振动切削加工可调装置的使用方法。

Description

适用于超声波振动切削加工可调装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及超声波振动切削加工技术领域，具体的说，涉及一种适用于超声波振动切削加工可调装置及其使用方法，用于满足刀具的高度调节和不同角度的加工刀位调节要求。

背景技术

现在航空、电子、汽车、军工等领域使用脆硬材料、复合材料和高性能合金日益增多，然而这些材料具有脆性大、硬度高、耐磨性好、切削加工性差等特点，使用传统的加工方法进行加工很困难，特别在加工效率、表面质量、精度和寿命等方面具有一定的局限性。采用超声波振动切削加工改变了材料的去除机理，降低了工件与刀具的摩擦力，减少了刀具和工件的接触时间，有效的提高了材料的去除率，可以有效降低切削力、提高加工效率、提高表面质量。超声波振动切削加工已经成为机械加工技术的重要发展方向之一。

而且随着现代工业的高速发展，核能、大规模集成电路、船舶、激光和航空航天等越来越多的领域需要应用超声波振动切削加工技术。更有许多加工场合要求刀具能够调节至不同高度，或者不同角度的加工刀位。在此种场合下，只能在进给方向进行移动的传统切削加工方式越来越难以满足加工要求。如若重新设计机床，则成本过大，设计和制造的周期也比较长，不易及时实现。

发明内容

本发明的目的是提供一种设计科学，操作简单，能及时方便对刀具的高度调节及不同角度的加工刀位调节，提高切削加工效率和加工精度的适用于超声波振动切削加工可调装置及其使用方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

适用于超声波振动切削加工可调装置，包括刀具和底座，底座的上表面安装有竖向设置的门字型板，门字型板与底座构成前后面均开口的刀具升降箱体，刀具位于刀具升降箱体的前方，门字型板的顶板与底座之间安装有升降机构，门字型板左右两侧板内侧面前部分别设有竖直燕尾槽导轨，竖直燕尾槽导轨中滑动安装有升降移动座，升降移动座的后端伸入刀具升降箱体内并与升降机构连接，升降移动座的前端伸出刀具升降箱体并连接有刀具旋转定位机构，刀具的刀柄端安装在刀具旋转定位机构上。

升降机构包括安装在门字型板顶板上的上轴承、安装在底座上的下轴承和装配在上轴承与下轴承上的竖直丝杠，上轴承与下轴承的中心线在同一竖直直线上，竖直丝杠的上端部和下端部分别与上轴承和下轴承的内圈过盈配合，竖直丝杠的上端伸出刀具升降箱体顶面并安装有转动手柄，升降移动座的后端一体成型有U型槽板，U型槽板的后侧、左侧和右侧均敞口，U型槽板的上侧板和下侧板上下对应开设有上下通透的丝杠通孔，U型槽板的上侧板下表面和下侧板上表面均开设有与丝杠通孔同中心线的六角方槽，下部的六角方槽内装配并焊接有下六角螺母，上部的六角方槽内间隙装配有上六角螺母，下六角螺母和上六角螺母之间设置有压缩弹簧，竖直丝杠依次穿过下六角螺母的螺纹孔、压缩弹簧的中心孔、上六角螺母的螺纹孔和丝杠通孔，竖直丝杠分别与下六角螺母和上六角螺母螺纹连接，升降移动座的前端一体成型有竖直方板，U型槽板与竖直方板连接端部左右两侧面分别一体成型有竖向的燕尾凸起导块，燕尾凸起导块滑动安装在竖直燕尾槽导轨中，下六角螺母的螺纹孔、压缩弹簧的中心孔、上六角螺母的螺纹孔、丝杠通孔和竖直丝杠的中心线重合。

刀具旋转定位机构包括安装在竖直方板前表面上的三爪卡盘，三爪卡盘的前端连接有刀具旋转托盘，刀具旋转托盘的前端一体成型有水平设置的方形承载盘，刀具旋转托盘的后端一体成型有固定连接轴，固定连接轴的前部沿周向设有环形卡槽，三爪卡盘的爪部伸入到环形卡槽内与固定连接轴卡接，方形承载盘的中心设有台阶状的法兰通孔，法兰通孔内安装位于方形承载盘下方的变幅杆，变幅杆上端连接有位于方形承载盘上方的换能器，刀具的刀柄端通过螺钉安装在变幅杆的下端部。

三爪卡盘包括桶形的壳体，壳体后端部敞口，壳体的后端边沿一体成型有两个连接脚座，两个连接脚座沿壳体径向相对呈180°设置，壳体的两个连接脚座通过螺栓连接在竖直方板的前表面上，壳体前端内表面与竖直方板的前表面之间固定连接有阶梯轴，阶梯轴从后往前分三节并依次转动装配有手柄转盘、锁紧圆盘和压紧凸盘，手柄转盘上连接有手柄直杆，壳体后端在两个连接脚座之间的上部设置有缺口，手柄直杆伸出缺口，手柄转盘的前端面、锁紧圆盘的后端面、锁紧圆盘的前端面和压紧凸盘的后端面上均设有两个结构相同且对称的凸块，手柄转盘的前端面与锁紧圆盘的后端面通过凸块交错匹配卡接，锁紧圆盘的前端面与压紧凸盘的后端面通过凸块交错匹配卡接，锁紧圆盘的中心孔设有内螺纹，阶梯轴的中部一节设有与内螺纹匹配的外螺纹，压紧凸盘的周向均匀设有三个凸起顶压弧面，三个凸起顶压弧面结构相同且间距相同，每个凸起顶压弧面在径向方向与压紧凸盘中心的距离从弧面一端到另一端逐渐增大。

壳体的前部外表面沿壳体周向等角度设有三个销接支座，对应三个销接支座的后方壳体上分别设有径向的圆孔，三个圆孔中分别插接有弹性圆柱销，三个弹性圆柱销的内端伸入壳体内分别与压紧凸盘的三个凸起顶压弧面顶压接触，三个销接支座上分别通过插销插接有卡爪，三个卡爪的前端均设有卡勾，三个卡勾伸入到环形卡槽内与固定连接轴卡接，三个卡爪的后端下表面分别与三个弹性圆柱销的外端顶压接触，卡爪与销接支座的销接部位于卡爪的前端和后端之间，卡爪与销接支座销接构成杠杆机构。

适用于超声波振动切削加工可调装置的使用方法，包括以下步骤：

（1）将门字型板、升降机构、升降移动座、刀具旋转定位机构、刀具和底座对应装配好后，使用螺栓把底座固定连接在车床工作台上；

（2）调节刀具加工作业的高度；

（3）调节刀具加工作业的角度；

（4）根据切削加工要求，重复步骤（2）和步骤（3），完成刀具的高度调节和不同角度的加工刀位调节。

步骤（2）的具体调节过程为：操作转动手柄，转动竖直丝杠，竖直丝杠与下六角螺母和上六角螺母螺纹连接，从而驱动下六角螺母和上六角螺母上下移动，下六角螺母焊接在升降移动座的后端U型槽板上，下六角螺母带动升降移动板在刀具升降箱体内的竖直燕尾槽导轨上滑动，则刀具旋转定位机构随升降移动座上下移动，根据切削加工要求，调节刀具旋转定位机构的高度，使刀具处在合适的高度。

步骤（3）的具体调节过程为：摆动手柄直杆，转动手柄转盘，手柄转盘驱动锁紧圆盘转动，进一步的，锁紧圆盘驱动压紧凸盘转动，压紧凸盘的三个凸起顶压弧面分别顶压三个弹性圆柱销的底部，将三个弹性圆柱销沿壳体径向分别从三个圆孔中向外顶出，三个弹性圆柱销的顶部分别顶压三个卡爪的后端下表面，使三个卡爪的后端分别绕三个销接支座向上摆动，由于卡爪与销接支座销接构成杠杆机构，则三个卡爪的前端卡勾分别绕三个销接支座向下摆动合拢，三个卡勾朝壳体中心咬合从而卡住固定连接轴上的环形卡槽，三个卡勾便夹紧固定连接轴，使刀具旋转托盘固定，锁紧圆盘与阶梯轴的第二节螺纹连接，起到自锁锁定功能，防止压紧凸盘反向转动，如需调节刀具的角度，只需反向摆动手柄直杆，进而使压紧凸盘反向转动，三个凸起顶压弧面与三个弹性圆柱销的紧接面朝向压紧凸盘的中心移动，三个弹性圆柱销分别穿过三个圆孔向壳体内部滑动，三个卡爪的后端分别绕三个销接支座向下摆动，则三个卡爪的前端卡勾分别绕三个销接支座向上摆动，三个卡勾背离壳体中心移动，松开脱离固定连接轴的环形卡槽，此时，便手动将刀具旋转托盘转动调节至合适角度，然后，摆动手柄直杆，使三爪卡盘的三个卡爪卡接刀具旋转托盘后端的固定连接轴。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体地说，本发明的门字型板与底座构成刀具升降箱体，门字型板左右两侧板内侧面前部对应设有竖直燕尾槽导轨，升降移动座伸入刀具升降箱体内的两侧对应设有与竖直燕尾槽导轨匹配滑动连接的燕尾凸起导块，保证升降移动座在刀具升降箱体上沿竖直方向滑动，刀具升降箱体内安装竖直丝杠，升降移动座的U型槽板下侧板上表面的六角方槽内装配并焊接下六角螺母， U型槽板上侧板下表面的六角方槽中间隙装配上六角螺母，上六角螺母与下六角螺母之间设置压缩弹簧连接，竖直丝杠依次穿过下六角螺母的螺纹孔、压缩弹簧的中心孔、上六角螺母的螺纹孔和丝杠通孔，竖直丝杠分别与下六角螺母和上六角螺母螺纹连接，如此，转动安装在竖直丝杠上端的转动手柄，使竖直丝杠转动，进而驱动下六角螺母和上六角螺母上下移动，下六角螺母和上六角螺母便带动升降移动座在刀具升降箱体中上下移动，进一步的，升降移动座带动刀具旋转定位机构上下移动，刀具安装在刀具旋转定位机构上，刀具便随刀具旋转定位机构上下移动，操作简单，能及时方便上下调节刀具高度，提高切削加工效率，上六角螺母与下六角螺母之间通过压缩弹簧进行调节，上下移动过程中可以依靠压缩弹簧的弹力使下六角螺母和上六角螺母均与竖直丝杠紧密接触，有效的解决了长时间使用产生的螺纹连接松动问题，有效的减小加工误差，竖直燕尾槽导轨与燕尾凸起导块的配合提高升降移动盘上下移动过程的精确定位；三爪卡盘的壳体前端内表面与升降移动座的竖直方板之间固定连接阶梯轴，阶梯轴分三节，从后至前依次转动连接手柄转盘、锁紧圆盘和压紧凸盘，手柄转盘的前端面与锁紧圆盘的后端面通过凸块卡接，锁紧圆盘的前端面与压紧凸盘的后端面通过凸块卡接，摆动手柄直杆，使手柄转盘转动，进而依次驱动锁紧圆盘和压紧凸盘转动，压紧凸盘的三个凸起顶压弧面顶压壳体上三个圆孔中的弹性圆柱销，将三个弹性圆柱销向外顶出，三个弹性圆柱销的外端分别与三个卡爪的后端下表面顶压接触，使三个卡爪的后端绕销接支座向上摆动，卡爪与对应的销接支座销接构成杠杆机构，则三个卡爪的前端卡勾向下摆动，三个卡勾伸入到环形卡槽内与固定连接轴卡接，实现对刀具旋转托盘的卡接固定，如需不同角度的加工刀位，反向转动手柄转盘，从而使锁紧圆盘和压紧凸盘均反向转动，则三个弹性圆柱销向壳体内滑动，三个卡勾松开脱离固定连接轴的环形卡槽，刀具旋转托盘便能活动，手动将刀具旋转托盘转动调节至合适角度，然后，摆动手柄直杆，使三爪卡盘的三个卡爪卡接刀具旋转托盘后端的固定连接轴，如此，刀具旋转托盘能够实现360°调节，满足切削加工对不同角度的加工刀位调节要求，结构简单，调节方便，锁紧圆盘与阶梯轴的中部一节之间螺纹连接，具有自锁固定功能，确保加工过程稳定，提高加工精度；变幅杆和换能器利用超声波产生振动，使刀具沿椭圆方向进行切削加工。

本发明的适用于超声波振动切削加工可调装置及其使用方法设计科学，操作简单，能及时方便对刀具的高度调节及不同角度的加工刀位调节，提高切削加工效率和加工精度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中三爪卡盘的结构爆炸图。

图3是本发明中三爪卡盘的俯视图。

图4是本发明中三爪卡盘的轴向剖视图。

图5是本发明中三爪卡盘的壳体和阶梯轴结构示意图。

图6是本发明中三爪卡盘的手柄转盘结构示意图。

图7是本发明中三爪卡盘的锁紧圆盘结构示意图。

图8是本发明中三爪卡盘的压紧凸盘结构示意图。

图9是本发明中刀具旋转托盘、三爪卡盘和升降移动座之间连接的分解示意图。

图10是本发明中刀具升降箱体的结构示意图。

图11是本发明中升降移动座的俯视图。

图12是本发明中刀具旋转托盘、变幅杆、换能器和刀具的装配结构示意图。

图中：1.刀具；2.底座；3.门字型板；4.竖直燕尾槽导轨；5.上轴承；6.下轴承；7.转动手柄；8.U型槽板；9.丝杠通孔；10.六角方槽；11.下六角螺母；12.压缩弹簧；13.上六角螺母；14.竖直方板；15.燕尾凸起导块；16.方形承载盘；17.固定连接轴；18.环形卡槽；19.法兰通孔；20.变幅杆；21.换能器；22.壳体；23.连接脚座；24.阶梯轴；25.手柄转盘；26.锁紧圆盘；27.压紧凸盘；28.凸起顶压弧面；29.销接支座；30.弹性圆柱销；31.卡爪；32.手柄直杆；33.竖直丝杠；34.缺口；35.凸块。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明的实施例。

如图1-图12所示，适用于超声波振动切削加工可调装置，包括刀具1和底座2，底座2的上表面安装有竖向设置的门字型板3，门字型板3与底座2构成前后面均开口的刀具升降箱体，刀具1位于刀具升降箱体的前方，门字型板3的顶板与底座2之间安装有升降机构，门字型板3左右两侧板内侧面前部对应设有竖直燕尾槽导轨4，竖直燕尾槽导轨4中滑动安装有升降移动座，升降移动座的后端伸入刀具升降箱体内并与升降机构连接，升降移动座的前端伸出刀具升降箱体并连接有刀具旋转定位机构，刀具1的刀柄端安装在刀具旋转定位机构上。

升降机构包括安装在门字型板3顶板上的上轴承5、安装在底座2上的下轴承6和装配在上轴承5与下轴承6上的竖直丝杠33，上轴承5与下轴承6的中心线在同一竖直直线上，竖直丝杠33的上端部和下端部分别与上轴承5和下轴承6的内圈过盈配合，竖直丝杠33的上端伸出刀具升降箱体顶面并安装有转动手柄7，升降移动座的后端一体成型有U型槽板8，U型槽板8的后侧、左侧和右侧均敞口，U型槽板8的上侧板和下侧板上下对应开设有上下通透的丝杠通孔9，U型槽板8的上侧板下表面和下侧板上表面均开设有与丝杠通孔9同中心线的六角方槽10，下部的六角方槽10内装配并焊接有下六角螺母11，上部的六角方槽10内间隙装配有上六角螺母13，下六角螺母11和上六角螺母13之间设置压缩弹簧12，竖直丝杠33依次穿过下六角螺母11的螺纹孔、压缩弹簧12的中心孔、上六角螺母13的螺纹孔和丝杠通孔9，竖直丝杠33分别与下六角螺母11和上六角螺母13螺纹连接，升降移动座的前端一体成型有竖直方板14，U型槽板8与竖直方板14连接端部左右两侧面分别一体成型有竖向的燕尾凸起导块15，燕尾凸起导块15滑动安装在竖直燕尾槽导轨4中，下六角螺母11的螺纹孔、压缩弹簧12的中心孔、上六角螺母13的螺纹孔、丝杠通孔9和竖直丝杠33的中心线重合。

刀具旋转定位机构包括安装在竖直方板14前表面上的三爪卡盘，三爪卡盘的前端连接有刀具旋转托盘，刀具旋转托盘的前端一体成型有水平设置的方形承载盘16，刀具旋转托盘的后端一体成型有固定连接轴17，固定连接轴17的前部沿周向设有环形卡槽18，三爪卡盘的爪部伸入到环形卡槽18内与固定连接轴17卡接，方形承载盘16的中心设有台阶状的法兰通孔19，法兰通孔19内安装位于方形承载盘16下方的变幅杆20，变幅杆20上端连接有位于方形承载盘16上方的换能器21，刀具1的刀柄端通过螺钉安装在变幅杆20的下端部。

三爪卡盘包括桶形的壳体22，壳体22后端部敞口，壳体22的后端边沿一体成型有两个连接脚座23，两个连接脚座23沿壳体22径向相对呈180°设置，壳体22的两个连接脚座23通过螺栓连接在竖直方板14的前表面上，壳体22前端内表面与竖直方板14的前表面之间固定连接有阶梯轴24，阶梯轴24从后往前分三节并依次转动装配有手柄转盘25、锁紧圆盘26和压紧凸盘27，手柄转盘25上连接有手柄直杆32，壳体22后端在两个连接脚座23之间的上部设置有缺口34，手柄直杆32伸出缺口34，手柄转盘25的前端面、锁紧圆盘26的后端面、锁紧圆盘26的前端面和压紧凸盘27的后端面上均设有两个结构相同且对称的凸块35，手柄转盘25的前端面与锁紧圆盘26的后端面通过凸块35交错匹配卡接，锁紧圆盘26的前端面与压紧凸盘27的后端面通过凸块35交错匹配卡接，锁紧圆盘26的中心孔设有内螺纹，阶梯轴24的中部一节设有与内螺纹匹配的外螺纹，压紧凸盘27的周向均匀设有三个凸起顶压弧面28，三个凸起顶压弧面28结构相同，每个凸起顶压弧面28在径向方向与压紧凸盘27中心的距离从弧面一端到另一端逐渐增大。

壳体22的前部外表面沿壳体22周向等角度设有三个销接支座29，对应三个销接支座29的后方壳体22上分别设有径向的圆孔，三个圆孔中分别插接有弹性圆柱销30，三个弹性圆柱销30的内端伸入壳体22内分别与压紧凸盘27的三个凸起顶压弧面28顶压接触，三个销接支座29上分别通过插销插接有卡爪31，三个卡爪31的前端均设有卡勾，三个卡勾伸入到环形卡槽18内与固定连接轴17卡接，三个卡爪31的后端下表面分别与三个弹性圆柱销30的外端顶压接触，卡爪31与销接支座29的销接部位于卡爪31的前端和后端之间，卡爪31与销接支座29销接构成杠杆机构。

螺栓、螺钉和插销均为常规部件，图中未示。

适用于超声波振动切削加工可调装置的使用方法，包括以下步骤：

（1）将门字型板3、升降机构、升降移动座、刀具旋转定位机构、刀具1和底座2对应装配好后，使用螺栓把底座2固定连接在车床工作台上；

（2）调节刀具加工作业的高度；

（3）调节刀具加工作业的角度；

（4）根据切削加工要求，重复步骤（2）和步骤（3），完成刀具1的高度调节和不同角度的加工刀位调节。

步骤（2）的具体调节过程为：操作转动手柄7，转动竖直丝杠，竖直丝杠与下六角螺母11和上六角螺母13螺纹连接，从而驱动下六角螺母11和上六角螺母13上下移动，下六角螺母11焊接在升降移动座的后端U型槽板8上，下六角螺母11带动升降移动板在刀具升降箱体内的竖直燕尾槽导轨4上滑动，则刀具旋转定位机构随升降移动座上下移动，根据切削加工要求，调节刀具旋转定位机构的高度，使刀具1处在合适的高度。

步骤（3）的具体调节过程为：摆动手柄直杆32，转动手柄7转盘，手柄转盘25驱动锁紧圆盘26转动，进一步的，锁紧圆盘26驱动压紧凸盘27转动，压紧凸盘27的三个凸起顶压弧面28分别顶压三个弹性圆柱销30的底部，将三个弹性圆柱销30沿壳体22径向分别从三个圆孔中向外顶出，三个弹性圆柱销30的顶部分别顶压三个卡爪31的后端下表面，使三个卡爪31的后端分别绕三个销接支座29向上摆动，由于卡爪31与销接支座29销接构成杠杆机构，则三个卡爪31的前端卡勾分别绕三个销接支座29向下摆动合拢，三个卡勾朝壳体22中心咬合从而伸入到环形卡槽18内与固定连接轴17卡接，三个卡勾便夹紧固定连接轴17，使刀具旋转托盘固定，锁紧圆盘26与阶梯轴24的第二节螺纹连接，起到自锁锁定功能，防止压紧凸盘27反向转动，如需调节刀具1的角度，只需反向摆动手柄直杆32，进而使压紧凸盘27反向转动，三个凸起顶压弧面28与三个弹性圆柱销30的紧接面朝向压紧凸盘27的中心移动，三个弹性圆柱销30分别穿过三个圆孔向壳体22内部滑动，三个卡爪31的后端分别绕三个销接支座29向下摆动，则三个卡爪31的前端卡勾分别绕三个销接支座29向上摆动，三个卡勾背离壳体22中心移动，松开脱离固定连接轴17的环形卡槽18，此时，便手动将刀具旋转托盘转动调节至合适角度，然后，摆动手柄直杆32，使三爪卡盘的三个卡爪31卡接刀具旋转托盘后端的固定连接轴17。

本发明的门字型板3与底座2构成刀具升降箱体，门字型板3左右两侧板内侧面前部对应设有竖直燕尾槽导轨4，升降移动座伸入刀具升降箱体内的两侧对应设有与竖直燕尾槽导轨4匹配滑动连接的燕尾凸起导块15，保证升降移动座在刀具升降箱体上沿竖直方向滑动，刀具升降箱体内安装竖直丝杠33，升降移动座的U型槽板8下侧板上表面的六角方槽10内装配并焊接下六角螺母11， U型槽板8上侧板下表面的六角方槽中间隙装配上六角螺母13，上六角螺母13与下六角螺母11之间设置压缩弹簧12连接，竖直丝杠33依次穿过下六角螺母11的螺纹孔、压缩弹簧12的中心孔、上六角螺母13的螺纹孔和丝杠通孔9，竖直丝杠33分别与下六角螺母11和上六角螺母13螺纹连接，如此，转动安装在竖直丝杠33上端的转动手柄7，使竖直丝杠33转动，进而驱动下六角螺母11和上六角螺母13上下移动，下六角螺母11和上六角螺母13便带动升降移动座在刀具升降箱体中上下移动，进一步的，升降移动座带动刀具旋转定位机构上下移动，刀具1安装在刀具旋转定位机构上，刀具1便随刀具旋转定位机构上下移动，操作简单，能及时方便上下调节刀具1高度，提高切削加工效率，上六角螺母13与下六角螺母11之间通过压缩弹簧12进行调节，上下移动过程中可以依靠压缩弹簧12的弹力使下六角螺母11和上六角螺母13均与竖直丝杠33紧密接触，有效的解决了长时间使用产生的螺纹连接松动问题，有效的减小加工误差，竖直燕尾槽导轨4与燕尾凸起导块15的配合提高升降移动盘上下移动过程的精确定位；三爪卡盘的壳体22前端内表面与升降移动座的竖直方板14之间固定连接阶梯轴24，阶梯轴24分三节，从后至前依次转动连接手柄转盘25、锁紧圆盘26和压紧凸盘27，手柄转盘25的前端面与锁紧圆盘26的后端面通过凸块35卡接，锁紧圆盘26的前端面与压紧凸盘27的后端面通过凸块35卡接，摆动手柄直杆32，使手柄转盘25转动，进而依次驱动锁紧圆盘26和压紧凸盘27转动，压紧凸盘27的三个凸起顶压弧面28顶压壳体22上三个圆孔中的弹性圆柱销30，将三个弹性圆柱销30向外顶出，三个弹性圆柱销30的外端分别与三个卡爪31的后端下表面顶压接触，使三个卡爪31的后端绕销接支座向上摆动，卡爪31与对应的销接支座29销接构成杠杆机构，则三个卡爪31的前端卡勾向下摆动，三个卡勾伸入到环形卡槽18内与固定连接轴17卡接，实现对刀具旋转托盘的卡接固定，如需不同角度的加工刀位，反向转动手柄7转盘，从而使锁紧圆盘26和压紧凸盘27均反向转动，则三个弹性圆柱销30向壳体22内滑动，三个卡勾松开脱离固定连接轴17的环形卡槽18，刀具旋转托盘便能活动，手动将刀具旋转托盘转动调节至合适角度，然后，摆动手柄直杆32，使三爪卡盘的三个卡爪31卡接刀具旋转托盘后端的固定连接轴17，如此，刀具旋转托盘能够实现360°调节，满足切削加工对不同角度的加工刀位调节要求，结构简单，调节方便，锁紧圆盘26与阶梯轴24的中部一节之间螺纹连接，具有自锁固定功能，确保加工过程稳定，提高加工精度；变幅杆20和换能器21利用超声波产生振动，使刀具1沿椭圆方向进行切削加工。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解；依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.适用于超声波振动切削加工可调装置，包括刀具和底座，其特征在于：底座的上表面安装有竖向设置的门字型板，门字型板与底座构成前后面均开口的刀具升降箱体，刀具位于刀具升降箱体的前方，门字型板的顶板与底座之间安装有升降机构，门字型板左右两侧板内侧面前部分别设有竖直燕尾槽导轨，竖直燕尾槽导轨中滑动安装有升降移动座，升降移动座的后端伸入刀具升降箱体内并与升降机构连接，升降移动座的前端伸出刀具升降箱体并连接有刀具旋转定位机构，刀具的刀柄端安装在刀具旋转定位机构上；

升降机构包括安装在门字型板顶板上的上轴承、安装在底座上的下轴承和装配在上轴承与下轴承上的竖直丝杠，上轴承与下轴承的中心线在同一竖直直线上，竖直丝杠的上端部和下端部分别与上轴承和下轴承的内圈过盈配合，竖直丝杠的上端伸出刀具升降箱体顶面并安装有转动手柄，升降移动座的后端一体成型有U型槽板，U型槽板的后侧、左侧和右侧均敞口，U型槽板的上侧板和下侧板上下对应开设有上下通透的丝杠通孔，U型槽板的上侧板下表面和下侧板上表面均开设有与丝杠通孔同中心线的六角方槽，下部的六角方槽内装配并焊接有下六角螺母，上部的六角方槽内间隙装配有上六角螺母，下六角螺母和上六角螺母之间设置有压缩弹簧，竖直丝杠依次穿过下六角螺母的螺纹孔、压缩弹簧的中心孔、上六角螺母的螺纹孔和丝杠通孔，竖直丝杠分别与下六角螺母和上六角螺母螺纹连接，升降移动座的前端一体成型有竖直方板，U型槽板与竖直方板连接端部左右两侧面分别一体成型有竖向的燕尾凸起导块，燕尾凸起导块滑动安装在竖直燕尾槽导轨中，下六角螺母的螺纹孔、压缩弹簧的中心孔、上六角螺母的螺纹孔、丝杠通孔和竖直丝杠的中心线重合；

刀具旋转定位机构包括安装在竖直方板前表面上的三爪卡盘，三爪卡盘的前端连接有刀具旋转托盘，刀具旋转托盘的前端一体成型有水平设置的方形承载盘，刀具旋转托盘的后端一体成型有固定连接轴，固定连接轴的前部沿周向设有环形卡槽，三爪卡盘的爪部伸入到环形卡槽内与固定连接轴卡接，方形承载盘的中心设有台阶状的法兰通孔，法兰通孔内安装位于方形承载盘下方的变幅杆，变幅杆上端连接有位于方形承载盘上方的换能器，刀具的刀柄端通过螺钉安装在变幅杆的下端部；

三爪卡盘包括桶形的壳体，壳体后端部敞口，壳体的后端边沿一体成型有两个连接脚座，两个连接脚座沿壳体径向相对呈180°设置，壳体的两个连接脚座通过螺栓连接在竖直方板的前表面上，壳体前端内表面与竖直方板的前表面之间固定连接有阶梯轴，阶梯轴从后往前分三节并依次转动装配有手柄转盘、锁紧圆盘和压紧凸盘，手柄转盘上连接有手柄直杆，壳体后端在两个连接脚座之间的上部设置有缺口，手柄直杆伸出缺口，手柄转盘的前端面、锁紧圆盘的后端面、锁紧圆盘的前端面和压紧凸盘的后端面上均设有两个结构相同且对称的凸块，手柄转盘的前端面与锁紧圆盘的后端面通过凸块交错匹配卡接，锁紧圆盘的前端面与压紧凸盘的后端面通过凸块交错匹配卡接，锁紧圆盘的中心孔设有内螺纹，阶梯轴的中部一节设有与内螺纹匹配的外螺纹，压紧凸盘的周向均匀设有三个凸起顶压弧面，三个凸起顶压弧面结构相同且间距相同，每个凸起顶压弧面在径向方向与压紧凸盘中心的距离从弧面一端到另一端逐渐增大；

壳体的前部外表面沿壳体周向等角度设有三个销接支座，对应三个销接支座的后方壳体上分别设有径向的圆孔，三个圆孔中分别插接有弹性圆柱销，三个弹性圆柱销的内端伸入壳体内分别与压紧凸盘的三个凸起顶压弧面顶压接触，三个销接支座上分别通过插销插接有卡爪，三个卡爪的前端均设有卡勾，三个卡勾伸入到环形卡槽内与固定连接轴卡接，三个卡爪的后端下表面分别与三个弹性圆柱销的外端顶压接触，卡爪与销接支座的销接部位于卡爪的前端和后端之间，卡爪与销接支座销接构成杠杆机构。

2.如权利要求1中所述的适用于超声波振动切削加工可调装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）将门字型板、升降机构、升降移动座、刀具旋转定位机构、刀具和底座对应装配好后，使用螺栓把底座固定连接在车床工作台上；

（2）调节刀具加工作业的高度；

（3）调节刀具加工作业的角度；

（4）根据切削加工要求，重复步骤（2）和步骤（3），完成刀具的高度调节和不同角度的加工刀位调节；

步骤（2）的具体调节过程为：操作转动手柄，转动竖直丝杠，竖直丝杠与下六角螺母和上六角螺母螺纹连接，从而驱动下六角螺母和上六角螺母上下移动，下六角螺母焊接在升降移动座的后端U型槽板上，下六角螺母带动升降移动板在刀具升降箱体内的竖直燕尾槽导轨上滑动，则刀具旋转定位机构随升降移动座上下移动，根据切削加工要求，调节刀具旋转定位机构的高度，使刀具处在合适的高度；

步骤（3）的具体调节过程为：摆动手柄直杆，转动手柄转盘，手柄转盘驱动锁紧圆盘转动，进一步的，锁紧圆盘驱动压紧凸盘转动，压紧凸盘的三个凸起顶压弧面分别顶压三个弹性圆柱销的底部，将三个弹性圆柱销沿壳体径向分别从三个圆孔中向外顶出，三个弹性圆柱销的顶部分别顶压三个卡爪的后端下表面，使三个卡爪的后端分别绕三个销接支座向上摆动，由于卡爪与销接支座销接构成杠杆机构，则三个卡爪的前端卡勾分别绕三个销接支座向下摆动合拢，三个卡勾朝壳体中心咬合从而卡住固定连接轴上的环形卡槽，三个卡勾便夹紧固定连接轴，使刀具旋转托盘固定，锁紧圆盘与阶梯轴的第二节螺纹连接，起到自锁锁定功能，防止压紧凸盘反向转动，如需调节刀具的角度，只需反向摆动手柄直杆，进而使压紧凸盘反向转动，三个凸起顶压弧面与三个弹性圆柱销的紧接面朝向压紧凸盘的中心移动，三个弹性圆柱销分别穿过三个圆孔向壳体内部滑动，三个卡爪的后端分别绕三个销接支座向下摆动，则三个卡爪的前端卡勾分别绕三个销接支座向上摆动，三个卡勾背离壳体中心移动，松开脱离固定连接轴的环形卡槽，此时，便手动将刀具旋转托盘转动调节至合适角度，然后，摆动手柄直杆，使三爪卡盘的三个卡爪卡接刀具旋转托盘后端的固定连接轴。