CN110508671B - 一种板件表面微沟槽的超声辅助柔性滚压成形装置及方法 - Google Patents

一种板件表面微沟槽的超声辅助柔性滚压成形装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种板件表面微沟槽的超声辅助柔性滚压成形装置及方法，该装置包括工作台、挡料板、工件、滚压工具头、变幅杆、换能器、超声波发生器和液压系统，超声波发生器与换能器连接，换能器的下端与变幅杆相连接，变幅杆下端与滚压工具头相连，滚压工具头直接作用于工件上，工件位于工作台上，挡料板位于工作台上，用于工件的定位；液压系统作用于变幅杆，通过变幅杆给滚压工具头提供静压力。本发明利用超声机械振动辅助柔性滚压成形板件表面微沟槽成形，增强了板件表面微沟槽成形的表面质量，提高了板件加工效率，降低了生产成本，利用液压系统提供静压力，其精度高，提供的压力更加稳定。

Description

一种板件表面微沟槽的超声辅助柔性滚压成形装置及方法
技术领域
本发明涉及超声辅助柔性滚压成形板件表面微沟槽技术领域，具体涉及一种板件表面微沟槽的超声辅助柔性滚压成形装置及方法。
背景技术
微沟槽是板材表面微结构特征之一，表面微沟槽的板件在机械电子、光电子领域、生物医疗、光学以及航天航海领域都具有重要的实用价值和广阔的应用前景；板件表面微沟槽加工工艺的难点在于，成形设备受加工精度和表面质量所限，很难兼有高精度、表面质量良好、快速成形的特点；因此，开发出高效率、低成本、高精度的板件表面微沟槽加工工艺便成为现今板件表面微沟槽加工领域中的一项紧迫任务。
目前板件表面微沟槽的加工工艺主要有传统的微细切削去除材料加工工艺、超精密机械加工工艺、激光加工工艺、微细电解加工工艺、微细电火花加工工艺、选择性电沉积加工工艺、微压印加工工艺等。但是这些加工工艺都存在一定的缺陷，例如，采用传统的微细切削去除材料的加工工艺，表面质量低，加工效率低，批量生产成本高；采用激光加工的加工工艺，单件生产成本较高，不适合批量化生产；而采用微细平面压印加工工艺也存在压印面积小、成形效果不好、效率不高、所需压印力大等问题。
发明内容
针对上述现有技术问题，本发明提供了一种板件表面微沟槽的超声辅助柔性滚压成形装置及方法，增强了板件表面微沟槽成形的表面质量，提高了加工效率，降低了生产成本。
本发明采用以下的技术方案：
一种板件表面微沟槽的超声辅助柔性滚压成形装置，包括工作台、挡料板、工件、滚压工具头、变幅杆、换能器、超声波发生器和液压系统，所述超声波发生器与换能器连接，所述换能器的下端与变幅杆相连接，所述变幅杆下端与滚压工具头相连，所述滚压工具头直接作用于工件上，所述工件位于工作台上，所述挡料板位于工作台上，用于工件的定位；所述液压系统作用于变幅杆，通过变幅杆给滚压工具头提供静压力。
进一步地，所述液压系统包括液压缸、三位四通电磁换向阀、二位三通电磁换向阀、溢流阀、油泵、油滤和油箱。
进一步地，所述油箱分别与油滤、溢流阀、二位三通电磁换向阀和三位四通电磁换向阀相连，所述油滤与油泵相连，所述油泵与溢流阀和二位三通电磁换向阀相连，所述二位三通电磁换向阀的上方与三位四通电磁换向阀连接，所述三位四通电磁换向阀与液压缸相连。
进一步地，油液由所述油箱经过油滤到油泵，再由油泵到二位三通电磁换向阀，再到三位四通电磁换向阀，从而进入到液压缸中，推动液压缸提供静压力；压力卸载时，油液经由三位四通电磁换向阀回到油箱。
上述技术方案中，所述溢流阀的作用为防止油液过量溢出；所述二位三通电磁换向阀相当于开关，控制油液的进入。
进一步地，所述超声波发生器将电机给予的工频交流电能转变为具有一定输出功率的超声频电振荡，并将其传递给换能器；所述换能器将超声频电振荡转变为超声机械振动；所述变幅杆把超声机械振动质点位移量和运动速度放大，并传递到滚压工具头上；所述滚压工具头将压力和超声波振动施加到处于运动状态的工件表面进行加工。
进一步地，所述滚压工具头与变幅杆之间为可拆卸连接。
上述技术方案中，所述滚压工具头形状不是固定的，可根据所要成形的微沟槽的具体情况来更换适合的工具头。
一种板件表面微沟槽的超声辅助柔性滚压成形方法，包括以下步骤：
步骤一：启动液压系统，为滚压工具头提供静压力；
步骤二：启动超声辅助装置，产生超声机械振动；
步骤三：使所要加工的板件在滚压工具头下横向运动；
步骤四：使滚压工具头作用于板件表面成形微沟槽，完成加工。
本发明具有的有益效果是：
提出了一种板件表面微沟槽的超声辅助柔性滚压成形装置及新工艺，利用超声机械振动辅助柔性滚压成形板件表面微沟槽成形，增强了板件表面微沟槽成形的表面质量，提高了板件加工效率，降低了生产成本，利用液压系统提供静压力，精度高提供的压力更加稳定。
附图说明
附图不意在按比例绘制，附图旨在说明本发明所用装置的各个部件及部件间的关系。
图1为本发明超声辅助柔性滚压成形装置的结构示意图。
图2为本发明工艺流程步骤图。
附图标记说明：
1.工作台，2.挡料板，3.工件，4.滚压工具头，5.变幅杆，6.换能器，7.超声波发生器，8.液压缸，9.三位四通电磁换向阀，10.二位三通电磁换向阀，11.溢流阀，12.油泵，13.油滤，14.油箱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体的说明：
参阅附图1，一种板件表面微沟槽的超声辅助柔性滚压成形装置，包括工作台1、挡料板2、工件3、滚压工具头4、变幅杆5、换能器6、超声波发生器7和液压系统。
所述超声波发生器7与换能器6连接，所述换能器6下端与变幅杆5相连接，所述变幅杆5下端连有滚压工具头4，所述滚压工具头4直接作用于工件3上，所述工件3位于工作台1上，所述挡料板2位于工作台1上，用于工件3的定位。
所述液压系统作用于变幅杆5，通过变幅杆5给滚压工具头4提供静压力。
本实施例中，所述液压系统包括液压缸8、三位四通电磁换向阀9、二位三通电磁换向阀10、溢流阀11、油泵12、油滤13和油箱14。
本实施例中，所述油箱14分别与油滤13、溢流阀11、二位三通电磁换向阀10和三位四通电磁换向阀9相连，所述油滤13与油泵12相连，所述油泵12与溢流阀11和二位三通电磁换向阀10相连，所述二位三通电磁换向阀10上方又连接三位四通电磁换向阀9，所述三位四通电磁换向阀9与液压缸8相连。
本实施例中，所述液压系统中，油液由油箱14经过油滤13到油泵12，再由油泵12到二位三通电磁换向阀10，再到三位四通电磁换向阀9，从而进入到液压缸8中，推动液压缸8提供静压力，压力卸载时，油液经由三位四通电磁换向阀9回到油箱14；所述溢流阀11的作用为防止油液过量溢出；所述二位三通电磁换向阀10相当于开关，控制油液的进入。
本实施例中，所述超声波发生器7将电机给予的工频交流电能转变为具有一定输出功率的超声频电振荡，并将其传递给换能器6；所述换能器6将超声频电振荡转变为超声机械振动；所述变幅杆5把超声机械振动质点位移量和运动速度放大，并传递到滚压工具头4上；所述滚压工具4头将压力和超声波振动施加到处于运动状态的工件3表面进行加工。
本实施例中，所述滚压工具头4与变幅杆5之间为可拆连接；所述滚压工具头4形状不是固定的，可根据所要成形的微沟槽的具体情况来更换适合的工具头。
参阅图2，本发明提供了一种板件表面微沟槽的超声辅助柔性滚压成形方法，其流程步骤包括：
步骤一：启动液压系统，为滚压工具头提供静压力；步骤二：启动超声辅助装置，产生超声机械振动；步骤三：使所要加工的板件在滚压工具头下横向运动；步骤四：使滚压工具头作用于板件表面成形微沟槽，完成加工。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种板件表面微沟槽的超声辅助柔性滚压成形装置，其特征在于，包括工作台（1）、挡料板（2）、工件（3）、滚压工具头（4）、变幅杆（5）、换能器（6）、超声波发生器（7）和液压系统，所述超声波发生器（7）与换能器（6）连接，所述换能器（6）的下端与变幅杆（5）相连接，所述变幅杆（5）下端与滚压工具头（4）相连，所述滚压工具头（4）直接作用于工件（3）上，所述工件（3）位于工作台（1）上，所述挡料板（2）位于工作台（1）上，用于工件（3）的定位；所述液压系统作用于变幅杆（5），通过变幅杆（5）给滚压工具头（4）提供静压力；
所述液压系统包括液压缸（8）、三位四通电磁换向阀（9）、二位三通电磁换向阀（10）、溢流阀（11）、油泵（12）、油滤（13）和油箱（14）；
所述油箱（14）分别与油滤（13）、溢流阀（11）、二位三通电磁换向阀（10）和三位四通电磁换向阀（9）相连，所述油滤（13）与油泵（12）相连，所述油泵（12）与溢流阀（11）和二位三通电磁换向阀（10）相连，所述二位三通电磁换向阀（10）的上方与三位四通电磁换向阀（9）连接，所述三位四通电磁换向阀（9）与液压缸（8）相连；
油液由所述油箱（14）经过油滤（13）到油泵（12），再由油泵（12）到二位三通电磁换向阀（10），再到三位四通电磁换向阀（9），从而进入到液压缸（8）中，推动液压缸（8）提供静压力；压力卸载时，油液经由三位四通电磁换向阀（9）回到油箱（14）；
所述超声波发生器（7）将电机给予的工频交流电能转变为具有一定输出功率的超声频电振荡，并将其传递给换能器（6）；所述换能器（6）将超声频电振荡转变为超声机械振动；所述变幅杆（5）把超声机械振动质点位移量和运动速度放大，并传递到滚压工具头（4）上；所述滚压工具头（ 4 ） 将压力和超声波振动施加到处于运动状态的工件（3）表面进行加工。
2.根据权利要求1所述的一种板件表面微沟槽的超声辅助柔性滚压成形装置，其特征在于，所述滚压工具头（4）与变幅杆（5）之间为可拆卸连接。
3.一种板件表面微沟槽的超声辅助柔性滚压成形方法，其特征在于，基于权利要求1-2任一所述的超声辅助柔性滚压成形装置实施，包括以下步骤：
步骤一：启动液压系统，为滚压工具头提供静压力；
步骤二：启动超声辅助装置，产生超声机械振动；
步骤三：使所要加工的板件在滚压工具头下横向运动；
步骤四：使滚压工具头作用于板件表面成形微沟槽，完成加工。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1163326C (zh) * 2000-06-02 2004-08-25 杭州电子工业学院 表面微坑超声加工方法
US8033151B2 (en) * 2009-04-08 2011-10-11 The Boeing Company Method and apparatus for reducing force needed to form a shape from a sheet metal
CN205572062U (zh) * 2016-03-07 2016-09-14 广东润星科技股份有限公司 一种具有旋转超声精密加工技术的数控加工中心
CN205423365U (zh) * 2016-03-30 2016-08-03 安徽理工大学 一种高性能液压夹紧装置
CN108339885B (zh) * 2018-01-16 2019-06-11 杭州电子科技大学 拉刀后刀面微纳表面形貌单点增量压印方法及其装置
CN109182698A (zh) * 2018-09-27 2019-01-11 河南理工大学 可实现多轴联动齿轮齿面超声挤压强化装置

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