CN114310501B - 一种金刚石拉丝模生产用压电式超声波加工机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及超声波加工技术领域，且公开了一种金刚石拉丝模生产用压电式超声波加工机，包括底座，底座的上端固定安装有工作台，所述工作台上端的中部放置有模具，所述底座上端的一侧固定连接有支撑架。通过弹性膜、绝缘液、顶杆的设置，在加工开始之前，能够通过升降杆下移，使工具针首先进入模具中部的通孔中，然后，顶杆逐渐接触安装套的内锥面并下压，此时模具初始阶段是放置在弹性膜上部，随着顶杆对安装套的持续下压，在安装套与四组顶杆的配合，能够使悬浮在弹性膜上部的模具的位置发生微调，使得工具针在模具中部通孔中处于居中位置，能够完成自动对中工作，极大的减小工具针折针的概率，显著的太高金刚石拉丝模具的加工效率。

Description

一种金刚石拉丝模生产用压电式超声波加工机

技术领域

本发明涉及超声波加工技术领域，具体为一种金刚石拉丝模生产用压电式超声波加工机。

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，超声加工常用于穿孔、切割、焊接、套料和抛光，超声波加工机主要是超声波发生器将工频交流电能转变为有一定功率输出的超声频电振荡，换能器将超声频电振荡转变为超声机械振动，通过振幅扩大棒（变幅杆）使固定在变幅杆端部的工具振产生超声波振动，迫使磨料悬浮液高速地不断撞击、抛磨被加工表面使工件成型，而对于金刚石拉丝模进行超声加工的过程中，是通过工具针插入模具微孔之中，对金刚石拉丝模具微孔进行加工。

现有的金刚石拉丝模具用超声波加工机在实际工作过程中还存在以下不足：首先，由于工具针需要在模具微孔中通过震动对其内壁进行打磨加工，因此，需要将工具针插入模具微孔之中，现有的一般是靠目测将工具针针尖大致调至工作台中心，用工具针针尖顶住模具内孔下压，产生加工压力，在工作台旋转后再进行微调，尽量减小工具针或模具在旋转工作台上画圈的程度。对于孔径较大的模具，这样的调整方法，操作过程比较简单，而对于孔径较小的模具，由于工具针尺寸较小，工具针和待加工模具相对旋转工作台调中的难度较大，在动态调整过程中，容易出现折针的情况；其次，不仅工具针需要插入到模具微孔中，而且磨料悬浮液也需要进入模具微孔中，而模具微孔是贯穿状态，容易造成磨料悬浮液流出，造成磨料悬浮液减少，并且，随着超声加工的进行，不断的震动会产生大量的热量，而且还会导致磨料悬浮液飞溅，进一步导致磨料悬浮液减少，不利于金刚石拉丝模具的加工进程。

发明内容

针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种金刚石拉丝模生产用压电式超声波加工机，具备自动对中，避免磨料悬浮液缺少、提高加工效果的优点，解决了背景技术提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种金刚石拉丝模生产用压电式超声波加工机，包括底座，底座的上端固定安装有工作台，所述工作台上端的中部放置有模具，所述底座上端的一侧固定连接有支撑架，所述支撑架的一端固定安装有控制面板，且支撑架的另一端活动套接有升降杆，所述升降杆的中部固定安装有电机，所述电机输出轴的一端固定连接有超声波发生器，所述超声波发生器的底部固定连接有压电换能器，所述压电换能器的底部固定安装有变幅杆，所述变幅杆底端的中部固定连接有工具针，所述模具上端的中部设置有安装套，所述变幅杆底端中部的侧面固定连接有环形连接件，所述环形连接件的底端固定连接有四组等圆周分布的连接套筒，所述连接套筒的内部活动套接有顶杆，所述环形连接件的内部填充有磨料悬浮液，所述顶杆的内部开设有贯穿整个顶杆的连接管道，所述顶杆的底端为圆头。

优选的，所述连接套筒的底部固定连接有固定环，所述固定环的内部开设有四组等圆周分布的安装腔，所述安装腔与连接套筒互相交错分布，所述安装腔的内部固定安装有电磁铁，所述电磁铁的一端固定连接有支撑弹簧，所述支撑弹簧的一端固定连接有与安装腔活动套接的连接杆，所述连接杆的由铁质材料制成，连接杆的一端固定连接有夹持块。

优选的，所述工作台的上端开设有凹槽，所述凹槽的内部固定连接有弹性膜，所述弹性膜的内部填充有绝缘液。

优选的，所述安装套是与模具开口端圆锥面相适配的锥形漏斗，且安装套的内侧和外侧锥度均与模具开口端锥度相同。

优选的，所述环形连接件的内部设置有向连接套筒内部空腔泵液的液力泵，所述连接管道底端的内部设置有压力止回阀。

优选的，所述夹持块成与工具针相适配的圆弧状，且夹持块的内侧设置有橡胶垫。

本发明具备以下有益效果：

1、通过弹性膜、绝缘液、顶杆的设置，在加工开始之前，能够通过升降杆下移，使工具针首先进入模具中部的通孔中，然后，顶杆逐渐接触安装套的内锥面并下压，此时模具初始阶段是放置在弹性膜上部，随着顶杆对安装套的持续下压，在安装套与四组顶杆的配合，能够使悬浮在弹性膜上部的模具的位置发生微调，使得工具针在模具中部通孔中处于居中位置，能够完成自动对中工作，极大的减小工具针折针的概率，显著的太高金刚石拉丝模具的加工效率。

2、通过弹性膜、绝缘液、环形连接件、连接管道的设置，不仅能够通过绝缘液的液体表面张力，使得弹性膜对模具加工孔底端进行封堵，避免磨料悬浮液在加工过程中流失，保证了模具加工孔底部的密封效果；而且，能够在加工过程中通过连接管道对模具加工孔中不断添加磨料悬浮液，避免加工孔中磨料悬浮液由于震动飞溅、热量蒸发的情况而减少之后，无法快速有效的得到补充，影响模具加工孔的加工效果。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明结构工具针对中示意图；

图3为本发明A处放大结构示意图；

图4为本发明结构固定环内部示意图。

图中：1、底座；2、工作台；3、模具；301、安装套；4、支撑架；5、控制面板；6、升降杆；7、电机；8、超声波发生器；9、压电换能器；10、变幅杆；11、工具针；12、凹槽；13、弹性膜；14、绝缘液；15、环形连接件；16、连接套筒；17、顶杆；18、磨料悬浮液；19、连接管道；20、固定环；21、安装腔；22、电磁铁；23、支撑弹簧；24、连接杆；25、夹持块。

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。

请参阅图1-3，一种金刚石拉丝模生产用压电式超声波加工机，包括底座1，底座1的上端固定安装有工作台2，工作台2上端的中部放置有模具3，底座1上端的一侧固定连接有支撑架4，支撑架4的一端固定安装有控制面板5，且支撑架4的另一端活动套接有升降杆6，升降杆6的中部固定安装有电机7，电机7输出轴的一端固定连接有超声波发生器8，超声波发生器8的底部固定连接有压电换能器9，压电换能器9的底部固定安装有变幅杆10，变幅杆10底端的中部固定连接有工具针11，模具3上端的中部设置有安装套301，变幅杆10底端中部的侧面固定连接有环形连接件15，环形连接件15的底端固定连接有四组等圆周分布的连接套筒16，连接套筒16的内部活动套接有顶杆17，环形连接件15的内部填充有磨料悬浮液18，顶杆17的内部开设有贯穿整个顶杆17的连接管道19，顶杆17的底端为圆头，减小顶杆17与安装套301之间的摩擦阻力，便于模具3位置的微调。

请参阅图3-图4，连接套筒16的底部固定连接有固定环20，固定环20的内部开设有四组等圆周分布的安装腔21，安装腔21与连接套筒16互相交错分布，安装腔21的内部固定安装有电磁铁22，电磁铁22的一端固定连接有支撑弹簧23，支撑弹簧23的一端固定连接有与安装腔21活动套接的连接杆24，连接杆24的由铁质材料制成，连接杆24的一端固定连接有夹持块25，在工具针11通入模具3加工孔的过程中，由于夹持块25能够在支撑弹簧23的弹力作用下对工具针11中部进行夹紧支撑，相当于减小了工具针11的长度，能够在工具针11初步插入模具3加工孔中时，减小工具针11的折针概率，并且在进行超声加工时，能够通过电磁铁22得电产生磁吸力，使夹持块25脱离工具针11，不会对工具针11的震动和模具3的加工产生影响。

请参阅图2，工作台2的上端开设有凹槽12，凹槽12的内部固定连接有弹性膜13，弹性膜13的内部填充有绝缘液14，不仅能够通过绝缘液14的液体表面张力，使得弹性膜13对模具3加工孔进行封堵，保证密封效果，而且能够在浮力作用下，便于模具3在工作台2上部进行位置微调，能够保证工具针11与模具3加工孔之间的对中效果。

如图2，安装套301是与模具3开口端圆锥面相适配的锥形漏斗，且安装套301的内侧和外侧锥度均与模具3开口端锥度相同，安装套301不仅能够减小顶杆17对模具3的伤害，而且能够延长模具3加工孔开口端的锥度，便于顶杆17与安装套301的配合，对工具针11和模具3加工孔进行对中。

其中，环形连接件15的内部设置有向连接套筒16内部空腔泵液的液力泵，连接管道19底端的内部设置有压力止回阀，能够在加工过程中对模具3加工孔中不断添加磨料悬浮液18，避免加工孔中磨料悬浮液由于震动飞溅、热量蒸发的情况而减少之后，无法快速有效的得到补充，影响模具3加工孔的加工效果。

如图4，夹持块25成与工具针11相适配的圆弧状，且夹持块25的内侧设置有橡胶垫，能够保证夹紧的同时减小夹持块25对工具针11的伤害，避免出现工具针11被夹断的情况。

工作原理：

首先将模具3放置在弹性膜13上部较为靠中间的位置，并将安装套301配合安装在模具3上部通孔的开口端，再通过控制面板5控制升降杆6下移，在下移的过程中，工具针11首先进入模具3中部的通孔中，然后，顶杆17逐渐接触安装套301的内锥面并下压，由于模具3初始阶段是放置在弹性膜13上部，随着顶杆17对安装套301的持续下压，在安装套301与四组顶杆17的配合，能够使悬浮在弹性膜13上部的模具3的位置发生微调，并使工具针11在模具3中部通孔中处于居中位置，当工具针11完全深入模具3中部通孔中时，模具3也被顶杆17下压到凹槽12的底部，不仅使得模具3能够稳固的处于工作台2上，而且模具3通孔底部的开口端会在绝缘液14的液体压力作用下通过弹性膜13进行封堵，并且能够保证磨料悬浮液18无法从底部流失，确保模具加工效果；

在工具针11达到预定位置之后，在控制电磁铁22得电，使得电磁铁22吸引连接杆24，使夹持块25不再夹持工具针11，再通过控制面板5驱动各组件工作，进行模具3加工，并且在加工过程中，环形连接件15中的液力泵能够持续向连接套筒16内部泵入磨料悬浮液18，使得磨料悬浮液18能够从连接管道19流入模具3中部通孔中，在加工过程中不断缓慢的添加磨料悬浮液18，能够保证模具加工孔中磨料悬浮液18始终处于饱和状态，提高加工效果。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

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 (5)

1.一种金刚石拉丝模生产用压电式超声波加工机，包括底座（1），底座（1）的上端固定安装有工作台（2），所述工作台（2）上端的中部放置有模具（3），所述底座（1）上端的一侧固定连接有支撑架（4），所述支撑架（4）的一端固定安装有控制面板（5），且支撑架（4）的另一端活动套接有升降杆（6），所述升降杆（6）的中部固定安装有电机（7），所述电机（7）输出轴的一端固定连接有超声波发生器（8），所述超声波发生器（8）的底部固定连接有压电换能器（9），所述压电换能器（9）的底部固定安装有变幅杆（10），所述变幅杆（10）底端的中部固定连接有工具针（11），其特征在于：所述工作台（2）的上端开设有凹槽（12），所述凹槽（12）的内部固定连接有弹性膜（13），所述弹性膜（13）的内部填充有绝缘液（14），所述模具（3）上端的中部设置有安装套（301），所述变幅杆（10）底端中部的侧面固定连接有环形连接件（15），所述环形连接件（15）的底端固定连接有四组等圆周分布的连接套筒（16），所述连接套筒（16）的内部活动套接有顶杆（17），所述环形连接件（15）的内部填充有磨料悬浮液（18），所述顶杆（17）的内部开设有贯穿整个顶杆（17）的连接管道（19），所述顶杆（17）的底端为圆头。

2.根据权利要求1所述的一种金刚石拉丝模生产用压电式超声波加工机，其特征在于：所述连接套筒（16）的底部固定连接有固定环（20），所述固定环（20）的内部开设有四组等圆周分布的安装腔（21），所述安装腔（21）与连接套筒（16）互相交错分布，所述安装腔（21）的内部固定安装有电磁铁（22），所述电磁铁（22）的一端固定连接有支撑弹簧（23），所述支撑弹簧（23）的一端固定连接有与安装腔（21）活动套接的连接杆（24），所述连接杆（24）的由铁质材料制成，连接杆（24）的一端固定连接有夹持块（25）。

3.根据权利要求1所述的一种金刚石拉丝模生产用压电式超声波加工机，其特征在于：所述安装套（301）是与模具（3）开口端圆锥面相适配的锥形漏斗，且安装套（301）的内侧和外侧锥度均与模具（3）开口端锥度相同。

4.根据权利要求1所述的一种金刚石拉丝模生产用压电式超声波加工机，其特征在于：所述环形连接件（15）的内部设置有向连接套筒（16）内部空腔泵液的液力泵，所述连接管道（19）底端的内部设置有压力止回阀。

5.根据权利要求2所述的一种金刚石拉丝模生产用压电式超声波加工机，其特征在于：所述夹持块（25）为与工具针（11）相适配的圆弧状，且夹持块（25）的内侧设置有橡胶垫。

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