CN110625147A - 一种中心高可调的精密超声车削装置 - Google Patents

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高国富
王毅
苏婷婷
李康
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    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
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    • B23B29/12—Special arrangements on tool holders
    • B23B29/125—Vibratory toolholders

Abstract

本专利涉及一种中心高可调的精密车削装置，主要包括底座、水平滑轨、压电陶瓷驱动器、竖直滑轨、上楔块、下楔块、换能器、变幅杆、车刀等部分。底座上装有水平滑轨并与下楔块配合在压电陶瓷驱动器的作用下沿水平方向移动，竖直滑轨与所述上楔块配合，在下楔块的作用下上楔块沿竖直导轨上下移动，实现车刀中心高调节的功能，提高车刀定位精度。变幅杆通过法兰盘用螺栓固定在上楔块的支撑架上，同时车刀通过双头螺柱与变幅杆相连，当超声电源接通，换能器产生的超声振动通过变幅杆传递给车刀实现超声车削。本发明具有结构简单，刚性好，中心高可调，车刀定位精度高等优点。

Description

一种中心高可调的精密超声车削装置
技术领域
本发明涉及一种在车床上对工件进行超声波车削的装置，主要应用于超声加工装备中，属于精密、超精密加工技术领域。
背景技术
随着硬脆材料，特别是纳米复相陶瓷和金属基复合材料应用日益广泛，加工需求也不断增加，功率超声加工技术的应用范围得到不断扩展。超声车削作为一种复合加工技术相比于普通车削拥有诸多优点，例如：1.较小的切削力，通常只有普通车削时切削力的1/3-1/10。2.由于超声车削过程中较小的切削力，在加工精密薄壁零件时，不易产生变形，可以获得较高的形状精度。3.更低的切削热，由于超声车削过程中车刀高频振动与工件断续接触，减少了切削热的产生，同时有利于散热。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种加工性能好、加工效率以及精度高，且能够调节车刀中心高，适用于难加工材料的一种中心高可调的精密超声车削装置。
为达到上述目的，本发明采用下列技术方案：使用压电陶瓷驱动器（11）作为动力源，驱动下楔块（15）在水平滑轨（13）上左右移动，通过上楔块（1）和下楔块（15）之间的配合，将下楔块（15）的水平移动转换成上楔块（1）沿竖直导轨的上下移动。在此过程中，通过调整螺母（4）与弹簧（3）保证上楔块（1）和下楔块（15）能够始终保持压紧状态，从而实现车刀（2）中心高的精确调整。螺栓（10）和（9）固定架将车刀（2）固定在上楔块（1）上表面，同时用双头螺柱（17）将变幅杆（16）与车刀（2）连接。变幅杆（16）通过法兰盘（7）用螺栓（5）固定连接在支撑架（6）上，保证始终与车刀（2）相互垂直，确保良好的传振效果。
在上述的一种中心高可调超声车削装置中，压电陶瓷驱动器（11）安装在下楔块（15）与底座（12）之间。
在上述的一种中心高可调超声车削装置中，下楔块（15）安装在水平滑轨（13）上，上楔块（1）安装在竖直滑轨（14）上。
在上述的一种中心高可调超声车削装置中，调整螺母（4）装在竖直滑轨（14）上端，与弹簧（3）配合使上楔块（1）和下楔块（15）始终保持压紧。
在上述的中心高可调超声车削装置中，螺栓（10）和车刀固定架（9）将车刀（2）固定在上楔块（1）上表面，同时用所述双头螺柱（17）将变幅杆（16）与车刀（2）连接确保紧密接合。
在上述的一种中心高可调超声车削装置中，变幅杆（16）与支撑架（6）通过螺栓（5）连接，确保变幅杆（16）处于竖直状态。
与现有的技术相比，本中心高可调超声车削装置的优点在于：
在更换刀具后，可以方便对车刀（2）的中心高进行精密调节，能够适应不同的刀具高度。
采用双头螺柱（17）将车刀（2）与变幅杆（16）相连，提高了超声振动传递效率，减少了传递过程的能量损失。
采用上述技术方案，本发明具有以下优点：本装置为超声辅助车削加工，本装置在对难加工材料进行加工时，换能器（8）将高频电信号转换为超声振动经过变幅杆（16）传递到车刀（2），刀尖处会产生一定振幅的超声振动，从而使切削力降低，提高工件的加工精度，在合适的切削参数下，可以有效地提高工件的去除率，提高加工效率和刀具寿命，同时上楔块下楔块，竖直、水平滑轨，以及压电陶瓷驱动器组成的车刀中心精密调整机构则可以使零件的形状精度、圆度大幅度改善。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为车刀与变幅杆连接的示意图。
图中上楔块（1）、车刀（2）、弹簧（3）、调整螺母（4）、螺栓（5）、支撑架（6）、法兰盘（7）、换能器（8）、车刀固定架（9）、螺栓（10）、压电陶瓷驱动器（11）、底座（12）、水平滑轨（13）、竖直滑轨（14）、下楔块（15）、变幅杆（16）、双头螺柱（17）。

Claims (4)

1.一种中心高可调的精密超声车削装置包括底座，水平滑轨及安装在其上的下楔块，竖直滑轨及安装在其上的上楔块，压电陶瓷驱动器安装在下楔块与底座之间，调整螺母安装在竖直滑轨顶端，车刀由螺栓通过固定架固定在上楔块上，车刀与变幅杆用双头螺柱连接，变幅杆通过螺栓连接在支撑架上。
2.根据权利要求书1所述的中心高可调的精密超声车削装置，其特征在于，下楔块在压电陶瓷驱动器的驱动作用下，沿着水平滑轨左右移动，同时带动上楔块沿着竖直滑轨上下移动，实现车刀中心高可调。
3.根据权利要求书1所述的中心高可调的精密超声车削装置，其特征在于，调整螺母与弹簧配合调整预紧力。
4.根据权利要求书1所述的中心高可调的精密超声车削装置，其特征在于，变幅杆通过螺栓连接在支撑架上，变幅杆与车刀之间用双头螺柱连接。
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